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021-58366127
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新技術推薦-富氫氣體回收提純系統
發布時間：2022-07-26 17:02:43 點擊次數：次
一、技術名稱
富氫氣體回收提純系統
氫氣是重要的工業原料，廣泛應用于石油化工、鋼鐵、醫藥和電子行業等，同時也是一種重要的二次能源，廣泛應用于氫燃料電池汽車、貨車、輪船、航空航天燃料等。氫氣憑借其清潔、高效、重量輕、資源豐富的特點，正在成為全球綠色新能源變革的最理想能源。
上海優華系統集成技術股份有限公司基于在石油化工企業多年的技術服務和工程實施的經驗積累，創建了“氫必優®”商標品牌，形成了一套自主知識產權的氫氣提純整體解決方案和集成技術。通過整合國內外先進、成熟的工藝技術，選擇最優的工藝路線，開發了集工藝技術、控制系統和硬件設備于一體的嵌入式模塊化撬裝系統，生產出質優價廉的氫氣產品，能同時解決了企業的共性問題和個性化需求，實現用戶氫資源最優化的利用。
該技術核心模塊為預處理+旋轉閥PSA技術，根據富氫氣體的不同來源選擇不同的預處理技術以除去碳四加等重組分，再結合旋轉閥的PSA撬裝設備，實現氫氣的高效提純，整體以成套撬裝供貨，占地面積較小，適合從資源端分布式建設氫提純設備。
該技術是一種基于資源端富氫氣體的不同場景并集成高效提純設備的技術，通常用于石化及煤化工等領域富氫尾氣的氫氣提純再利用或直接作為氫能用戶的成套技術，尤其適合幾百方至兩萬方以下的小規模分布式氫氣提純，并能滿足氫能指標的提純要求。
二、先進性闡述
該技術廣泛適用于由富氫氣體提純至工業氫、純氫、高純氫、燃料電池用氫，在分布式氫氣領域（中、小型用戶）處于世界領先地位，核心設備采用高性能吸附劑和快速旋轉閥組合技術，與傳統PSA相比具有工藝技術成熟、工藝性能先進、工程運行可靠等優勢。
1、工藝優勢
1）原料氣適應性強，產品氣純度高。
a）可以根據不同的原料氣組分，選擇定制化的預處理設施，以保證后續新型PSA的吸附劑長周期運行，同時可能會有輕烴等額外的副產品收益。
b）吸附劑性能好（選擇性動態吸附能力強、組分之間的分離系數大）且基于快速動態吸附原理，既可將難以脫除的Ar、N2、O2、CO和CH4一步脫除（不需另加脫氧塔），還允許大幅度提高主體氣流速度。
c）PSA循環周期短（是傳統PSA的1/3到1/6），雜質在吸附塔內停留時間短，故吸附劑再生徹底、產品氣純度高。
2）工藝流程簡單，控制簡單，調節靈活，自適應優化控制系統。
a）一組電動旋轉閥取代幾十個氣動程控閥和配套切斷閥。
b）控制簡單：單個信號控制循環速度取代傳統PSA復雜的程控時序。
c）自適應優化控制系統：在原料氣流量發生較大變化時，可以自動地調整旋轉閥轉速，使裝置處于最佳運行狀態，獲得最高的回收率。吸附周期可根據實際工況以及產品氣質量的需求，在1~18分鐘直接無間斷、連續實時、自動調節，調節范圍廣，適應性更好。
3）運行能耗低。
電動、變頻旋轉閥的耗電量很小（小型PSA系統功率低于0.5KW，最高至大型PSA系統功率5KW）。
2、工程優勢
1）設備結構緊湊占地小，重量輕。
預處理及后續模塊均為撬裝設備供貨，集硬件設備、吸附劑、控制系統和嵌入式工藝技術于一體，占地面積和重量均比傳統路線節約。
2）旋轉閥性能可靠、維護工作量少。
a）核心設備如旋轉閥采用德國伺服電機驅動、低摩擦、水平旋轉，旋轉閥開啟平穩，削弱對閥體的沖擊強度，旋轉閥密封磨損很小，保證旋轉閥高可靠性。
b）整體設備運行維護工作量少：旋轉閥數量少、且有極高可靠性，推薦只需每2-3年更換一次齒輪馬達機油、每5年維護或更換密封件一次。
3）裝置運行噪音小，旋轉閥開啟平穩，氣流連續變化，再生時介質幾乎無流動噪音。
三、案例分享
目前該技術在石化行業和氫能領域已有較廣泛的應用，具體包括：某氫能源公司、某石化某分公司、某石化某分公司、某石油某石化公司。
案例一：某氫能源公司
原料來源為焦爐煤氣經一級PSA提純至工業氫（純度99.9%），經旋轉閥PSA成套撬裝技術提純后，產品氫滿足氫能&高純氫的指標要求，GB/T37244-2018和GB/T3634.2-2011氫氣質量要求。該項目難點是處理規模大（氫能領域單系列目前最大規模，產氫12300標方/小時，雜質脫除要求高（尤其是氧氣和氬氣），操作彈性范圍大（20-110%）。該項目采用上海優華公司的成套撬裝旋轉閥PSA于2021年實施，提純系統的整體占地長*寬為12*7米。項目于2022年2月份一次性開車成功，產出合格的高純氫產品，運行平穩。
案例二：某石油某石化
氫氣在聚丙烯生產中是一種重要的反應物，用作丙烯聚合反應的鏈終止劑和摩爾質量調節劑，通過控制聚合物摩爾質量的大小來控制產品的熔體質量流動速率（MFR），進而決定了最終產品的特性和牌號。氫氣純度和雜質含量直接影響聚丙烯產品質量，雜質超標直接影響催化劑活性和壽命，造成催化劑更換頻繁，不利于聚丙烯穩定運行。
本項目原料來源為乙烯裝置副產乙烯氫（純度95%），經旋轉閥PSA成套撬裝技術提純后，產品氫純度達到99.9%以上，CO≤0.5ppm、CO2≤0.5ppm。該項目難點在于處理規模小（處理規模160Nm3/h），雜質脫除要求高（尤其是CO和CO2），操作彈性范圍大（20-110%）。
該項目采用上海優華公司的成套撬裝旋轉閥PSA于2021年實施，提純系統的整體占地長*寬為4.8*2.5米。
四、技術前景
該技術主要適應流程工業過程中副產含氫尾氣再提純作為工業氫或氫能。這類富氫氣體屬于工業副產品，原料氣來源廣泛，原料成本較低，是當前獲得質優價廉高純氫和氫能的有效途徑。由于副產氫的組分復雜，除含有氫氣外，通常還含有烴類C1~C6、CO、CO2、N2和O2等雜質組分，采用常規提純方法，很難滿足高純氫、氫能或聚丙烯用氫的要求。
該技術針對富氫氣體雜質含量配置必要的預處理系統，再結合旋轉閥PSA撬裝設備，達到分布式提純氫氣的目標。因此，在當下追求清潔低碳的氫能需求下，工業領域副產氫回收制備高純氫和氫能具有較廣闊的市場需求，通過該撬裝設備便于現場實施改造，建議推廣應用。
五、關于上海優華系統集成技術股份有限公司
優華公司是一家智慧能源和清潔生產一體化的工程技術公司，廣州優華過程技術有限公司成立于2001年10月，上海優華系統集成技術股份有限公司成立于2010年5月，專注于流程工業的能量優化領域20余年。
優華公司于2015年12月在上海股權交易中心科技創新板成功掛牌（股份代碼300028），已取得工程咨詢乙級資信單位（石油化工）、高新技術企業、上海科技小巨人（培育）企業、上海市專精特新企業、上海市專利示范企業等資質和榮譽。公司榮獲2018年度全國節能服務公司百強榜（石化行業）第1名及2018年度全國節能服務公司百強榜第10名。
優華公司擁有自主知識產權130余項，多項技術入選《國家鼓勵發展的重大環保技術裝備目錄》、《國家工業節能技術推薦目錄》，并榮獲上海市浦東新區科技進步獎。
優華公司服務于國內五大石化集團為代表的流程工業，是石油化工系統能量優化的領跑者。承接并完成了中石化集團“十條龍”之“煉油企業能效提升與低碳技術”、中石油集團“煉油生產裝置節能增效”等重大科技攻關項目。截止目前已完成300多個節能優化項目，年減少CO2排放量超過145萬噸，為企業實現了節能降碳、清潔生產的目標。
六、咨詢熱線
聯系人：章女士
電 話：021-58366127、021-58366330、18917674313
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