5,設備選擇5、0,1,氫氣站設計容量通常是根據(jù)用戶氫氣耗量和使用氫氣的特點確定,當氫氣用戶為三班均勻使用氫氣時,設計容量按班平均小時耗量計算 若氫氣用戶為三班使用氫氣。且各班用氫負荷差異較大,或者一班.二班、用氫,可按晝夜平均小時耗量計算、在用氫量高于或低于晝夜平均小時耗量時,以用氫氣罐儲氣進行調節(jié),但是電力部門計算設計容量是按全部氫冷發(fā)電機的正常消耗量,以及能在大約7d的時間內積累起相當于最大一臺氫冷發(fā)電機的一次啟動充氫量之和考慮。本條第3款是對外銷的商用型氫氣站的設計容量的規(guī)定 應十分重視對市場需求的調查分析 否則將會因設計容量過大。設備得不到發(fā)揮、造成虧損 5。0.2 水電解制氫過程要消耗較多的電能.所以人們都以水電解制氫裝置的單位氫氣電能消耗 kW,h、Nm3 H2.作為此類設備的性能參數(shù).產(chǎn)品質量的主要體現(xiàn),也是評價這類裝置先進性的主要標志、近年來各國的科技工作者,制造廠家經(jīng)過研究開發(fā).改進制造工藝或槽體結構.使水電解制氫裝置的單位氫氣電能消耗得到了降低,日本研制的離子膜水電解制氫裝置。實驗型,單位氫氣電能消耗僅3 8kW,h Nm3,H2.國內研制的新型壓力水電解制氫裝置可達4。2、4,5kW。h。Nm3。H2。表3列出文獻報道的國內外一些水電解制氫裝置的主要性能參數(shù),鑒于以上情況,在本條中規(guī)定.選用電耗小,電解小室電壓低,價格合理、性能可靠的水電解制氫裝置,新建氫氣站設置2臺及以上水電解制氫裝置時.宜選用同一型號.同一規(guī)格的水電解制氫裝置.以便于操作管理及備品,備件的統(tǒng)一.水電解制氫裝置是否設備用,根據(jù)用戶的用氣情況而定,因為水電解槽槽體不易損壞,根據(jù)生產(chǎn)實踐 常壓型一般4年以上才需對槽體進行大修,檢修時間根據(jù)設備的復雜程度,用戶的檢修水平和能力確定,壓力型水電解制氫裝置使用年限20,30年.又因各廠在停產(chǎn)后對全廠的經(jīng)濟效益影響也不一樣,因此本條規(guī)定宜設備用,但當水電解制氫裝置檢修能與用戶檢修同步進行.或利用節(jié),假日進行檢修,不中斷供氣,或用戶有其他臨時氫氣源能滿足用氫設備的用氣.或氫氣站內設置有足夠大容量的氫氣罐儲存氫氣而不影響用戶使用氫氣時、則可不設備用 如電力部門采用氫氣罐儲存氫氣。可以滿足水電解制氫裝置檢修時用氫,一般都不設備用.5。0,3 制定本條的依據(jù)是。1,水電解制氫所需的原料水實際耗量一般按850,1000g、Nm3.H2計.即0 85,1、00L。Nm3,H2,規(guī)定原料水制備能力不宜小于4h原料水耗量是能滿足生產(chǎn)需要的 規(guī)定儲水箱容積不宜小于8h原料水消耗量 是考慮制水裝置一班或兩班生產(chǎn),供全天使用、2 原料水制取裝置,儲水箱及其水泵的材質.應采用不污染原料水質和耐腐蝕的材料制作、目前國內采用如下幾種、不銹鋼 鋼板內襯聚乙烯,鋼板內涂耐腐蝕漆或全部為聚氯乙烯塑料板,設計時可根據(jù)水箱容積、制作條件和經(jīng)濟條件等因素確定、3 據(jù)調查.水電解制氫裝置是根據(jù)水電解槽槽體壽命和實際使用狀況,逐臺進行檢修,檢修時都是將水電解槽及其附屬設備內的電解液全部返回至堿液收集箱內,待設備檢修任務完成后重復使用 所以堿液收集箱的容積應大于每套水電解制氫裝置及堿液管道的全部體積之和、目前,國內各種水電解制氫裝置電解液充裝量差別較大、表4為部分水電解槽電解液充裝量,5。0、4.吸附器組是變壓吸附提純氫系統(tǒng)的主體設備,吸附器的性能參數(shù)將決定PSA系統(tǒng)的技術性能,處理能力 產(chǎn)品氫氣純度和雜質含量 產(chǎn)品氫氣產(chǎn)量等、我國在PSA制氫技術的研究開發(fā)和設計,制造、實際運行方面的經(jīng)驗表明、吸附器組的規(guī)格尺寸 內部構件應以提高氫回收率 減少制造成本為基本原則,吸附器組的吸附器數(shù)量.應根據(jù)變壓吸附提純氫系統(tǒng)的原料氣組成.壓力.即吸附壓力、吸附劑的吸附容量。產(chǎn)品氫氣的產(chǎn)量和純度。氫回收率等因素確定 在一定的范圍內吸附壓力高對吸附有利、吸附劑用量減少,原料氣組成不同 吸附劑類型及用量亦不相同、吸附塔數(shù)量與工藝時序和氫回收率有關。為滿足較高的氫氣回收率,應增加工藝過程的均壓次數(shù)、多次均壓需要通過數(shù)臺吸附器來完成。對用氫要求連續(xù)供應的裝置,應設多床吸附.以實現(xiàn)在線切換,所以。本條規(guī)定,變壓吸附提純氫系統(tǒng)的吸附器組的容量和吸附器數(shù)量,應按條文列出的各種因素,經(jīng)技術經(jīng)濟比較后確定.5.0。5、甲醇轉化制氫系統(tǒng)的容量和配置與氫氣的純度及消耗量有關,根據(jù)用戶用氫量的要求,甲醇轉化制氫系統(tǒng)的容量可以從幾十標方到幾千標方。氫氣的純度越高 同樣產(chǎn)氫量裝置的容量就越小,甲醇轉化制氫反應的壓力通常為1 0、MPa 若用氫壓力超出1,0.MPa。則必須設置氫氣增壓系統(tǒng),如氫氣用于灌充鋼瓶。則需在變壓吸附裝置后面設氫氣壓縮機,甲醇轉化制氫系統(tǒng)所需熱量與現(xiàn)場工作條件有關,如現(xiàn)場有中壓蒸氣供應可直接用于加熱.對沒有熱源的場合可通過設置加熱爐進行加熱.視現(xiàn)場條件選擇油、煤。天然氣作為燃料來加熱熱載體導熱油。甲醇轉化制氫系統(tǒng)的容量確定時 還應根據(jù)現(xiàn)場工作條件,擬建中的甲醇轉化制氫系統(tǒng)及其甲醇的儲存,輸送應符合相關的國家標準 如,建筑設計防火規(guī)范。石油化工設計防火規(guī)范、等 5 0,7 氫氣罐的形式有濕式和固定容積兩種 根據(jù)所儲存氫氣壓力和所需儲存容量選擇.常壓水電解制氫裝置供氫壓力都小于6,kPa,一般采用濕式氫氣罐.固定容積氫氣罐有筒形,球形和長管鋼瓶三類,由于球形儲罐最小結構容積為300m3、儲存壓力為1、6.MPa,儲存容量為5000Nm3。所以氫氣壓力為中、低壓、容量大于或等于5000Nm3.宜采用球形儲罐。氫氣壓力為高壓、壓力大于20 MPa 時,一般可采用長管鋼瓶等儲存高壓氫氣 5。0,8 中,低壓氫氣壓縮機的選擇是根據(jù)進氣壓力 工藝用氫壓力,氫氣純度要求和最大小時耗量確定的 若對要求不中斷供氫設保安儲氣者、則根據(jù)儲氣壓力。吸氣壓力選擇壓縮機 純化后的氫氣壓縮要考慮壓縮后氣體不受油的污染和避免純度降低等因素,應采用無油潤滑壓縮機或膜式壓縮機,如某廠純化后氫氣需設保安儲氣.氫氣壓縮機采用無油潤滑氫氣壓縮機,吸氣壓力0,15、MPa,儲氣壓力1.2,MPa.由于活塞式壓縮機運動部件易出故障 設置備用是目前常用的習慣做法.以保證不中斷供氣.5 0 9、高壓氫氣壓縮機作為氫氣灌瓶用,因瓶裝氫主要是外供,因此 一般不設備用 據(jù)調查 各單位亦是這樣配置的 但專業(yè)氣體廠 為保證連續(xù)對外供氣,均設備用機組.5,0.10,純化氫氣灌瓶、為防止壓縮過程中對氫氣的污染,規(guī)定采用膜式壓縮機,據(jù)調查,各單位亦是這樣配置的,設置空鋼瓶抽真空設備和鋼瓶加熱裝置.在灌充純化氫氣時是對鋼瓶灌充前的預處理 以確保純化氫氣在鋼瓶中純度不會降低。對普氫鋼瓶的空鋼瓶進行抽真空。則是從安全生產(chǎn)出發(fā),避免空鋼瓶余氣壓力過低或余氣不純時的一種安全措施,并應認真進行余氣純度的分析,5,0,11、氫氣灌裝用充灌臺的氫氣充裝過程包括鋼瓶倒換 卸下,裝上空瓶、充裝氫氣,由于鋼瓶倒換時間因具體條件 操作人員的熟練程度不同而不同,一般氫氣鋼瓶充裝時間為5,15min。僅為充裝氫氣的時間,不包括鋼瓶倒換時間、長管鋼瓶拖車的充裝時間與此類似。一般長管鋼瓶拖車的充裝時間不少于30min,也沒有包括更換拖車充裝用卡具和吹掃置換時間,5,0,13、氫氣站設置起吊設施是為了便于站內需要吊裝重量重或外形尺寸大的設備安裝,維修時使用。另據(jù)調查。采用鋼瓶集裝格進行氫氣灌充、儲運的氫氣站,供氫站內均設有起吊設施,為此本條規(guī)定、具有兩種情況之一的宜設起吊設施,