氢气压缩输送除水及节能改造

刘金鑫，裴月中

（沾化明珠化工有限公司，山东 滨州 256800）

氢气压缩输送除水及节能改造

刘金鑫，裴月中

（沾化明珠化工有限公司，山东 滨州 256800）

介绍了将离子膜烧碱装置的氢气处理工艺由洗涤后经纳氏泵输送工艺改为增加冷冻水冷冻除水、捕集器捕集，并改为2BE水环真空泵压缩输送工艺。改造后充分利用了富余的冷冻水并解决了氢气含水量过高的问题，改用水环泵年可节电33万kW·h。

离子膜烧碱；氢气压缩；除水；效果及效益

沾化明珠化工有限公司离子膜烧碱装置于2007年1月投产成功，在氢气处理工序中采用纳氏泵压缩处理工艺，因后续项目对氢气含水要求不高，未上除水装置。2009年，因园区合作伙伴齐泉硅业三氯氢硅生产要求氯化氢含水量低于400×10-6，该公司于2009年对氢气处理工艺进行了技术改造。针对纳氏泵电耗高对氢气处理输送设备进行了技术优化改造，通过2次技术改造，降低了氢气中的含水，提高了生产装置的整体技术水平，并取得了较大的经济效益。

1 氢气处理工艺流程

目前，该公司离子膜烧碱装置生产的氢气通过管路输送至氯氢工段进行处理。工艺流程简图见图1。电解来的湿氢气（温度约为75℃，压力约343 kPa）进入氢气喷淋冷却器与循环水进行逆流喷淋冷却、洗涤，将氢气中所含碱雾及蒸汽用冷却水带走。氢气温度降至45℃以下，再进入氢气水环泵加压，经氢气缓冲罐进入氢气分配台后输送至盐酸岗位合成氯化氢或者其他用氢单位。

2 原装置存在的主要问题

（1）原有厂房和设备是2005年筹建时选型的QYJ-1200型氢气压缩机2台、QYJ-1600型氢气压缩机1台，因当时考虑建设资金问题及后续氢气利用不大，故选用的输送设备输送能力小、耗电量大。且该系统未上除水及水雾捕集设备，造成氢气中含水量太大，冬季管线容易结冰造成系统运行不稳定。且不能满足下游客户氯化氢含水量要求。

（2）在正常生产时，使用1台1200型氢气压缩机，能够满足盐酸生产及下游客户嘉实化工有限公司氢气的需要，但是当齐泉硅业有限公司、嘉实化工同时生产时，1200氢气压缩机满足不了2家公司需要，而1600型压缩机抽气量大,有一定的富余量，但是1600压缩机电机功率为132 kW造成了能源浪费。

3 改造方案的选择

目前，在国内同行业中，氢气输送主要采用普通纳氏泵、纳西姆氢压机或罗茨风机。纳西姆氢压机输送能力强，自动化程度高，一次性投资较大；罗茨风机效率高、能耗低且设备简单。明珠化工原采用普通纳氏泵。根据实际情况，经多方考察，为充分利用本公司冷冻水富余的情况，决定在氢气压缩机出口增加冷冻除水并添加1台水雾捕集设备。为充分挖掘潜能，降低消耗，该公司决定将1台QYJ-1200型氢气压缩机，改为2BE水环真空泵输送，此泵的特点是输送过程中压力更加稳定、投资少且节电效果明显。

4 改造后氢气处理工艺流程

改造后氢气处理工艺流程简图见图2。

电解来的湿氢气 （温度约为75℃，压力约为343 kPa）进入氢气喷淋冷却器，与循环水进行逆流喷淋冷却、洗涤，将氢气中所含碱雾及蒸汽用冷却水带走。氢气温度降至45℃以下，再进入氢气水环泵加压，经冷冻水换热器冷冻除水及经水雾捕集后的氢气经氢气缓冲罐进入氢气分配台后输送至盐酸岗位合成氯化氢或其他用氢单位。

5 改造效果及效益测算

（1）改造前，氯化氢气中含水量为1 000×10-6~3 000×10-6，改造后降至 400×10-6以下，基本达到齐泉硅业有限公司氯化氢含水量的要求。

（2）压缩机经过改造后，现场仅存在1台2BE型水环真空泵、1台QYJ-1200型氢气压缩机、1台QYJ-1600型氢气压缩机，正常生产时，2BE型氢气压缩机即基本满足生产及下游客户需求。

正常生产时，为满足3家公司氢气需求，需使用QYJ-1600型氢气压缩机输送氢气，运行电流为160A，改造后，1台75kW的2BE水环真空泵基本满足3家公司的生产需求,运行电流为90 A。

年运行时间按8 000 h计算，年节电：

（160-90）×380×1.732×0.9×8 000÷1 000

=33.17（万 kW·h)。

6 结语

结合自身特点，在低投入的基础上，通过合理的技术改造和设计优化，在满足下游用气客户生产的同时，保证了该公司自身系统稳定运行且节能效果显著。

Hydrogen gas compression conveying water and energy saving reconstruction

LIU Jin-xin，PEI Yue-zhong
(Zhanhua pearl chemical Co.,LTD，Binzhou 256800,China)

Analyzes the ionic membrane caustic soda units of hydrogen by washing the treatment process,after's pump technology to increase freezing water frozen in addition to water,capture device to capture two BE water ring vacuum compression conveying process,make full use of the company of frozen water surplus and solve the high water cut downstream effects abroad.emphasis hydrogen gas material of hydrogen silicone hydrogen water cut,changing the water pump power saving 330 000 kW·h·a-1.

hydrogen gas compression;in addition to water;effect and benefit

TQ051.21

B

1009－1785(2012)10-0042-02

刘金鑫（1982—），男，注册安全工程师化学工程与工艺专业 现任沾化明珠化工有限公司氯碱厂安生部主任。

2012-06-01