用于生產氫的設備制造技術

本實用新型專利技術涉及用于生產氫的設備，設備包括：具有爐的蒸汽重整反應器；和至少一個清潔裝置，蒸汽重整反應器經由至少一個供給管路連接到所述至少一個清潔裝置。在所述至少一個清潔裝置中的一個清潔裝置的上游，設置至少一個粗合成氣體返回管路，所述至少一個粗合成氣體返回管路從供給管路分支并返回到蒸汽重整反應器的爐。利用該設備，甚至在連接在蒸汽重整反應器下游的清潔裝置出故障的情形下，蒸汽重整反應器的操作也能夠繼續維持。

【技術實現步驟摘要】
【專利摘要】本技術涉及用于生產氫的設備，設備包括：具有爐的蒸汽重整反應器；和至少一個清潔裝置，蒸汽重整反應器經由至少一個供給管路連接到所述至少一個清潔裝置。在所述至少一個清潔裝置中的一個清潔裝置的上游，設置至少一個粗合成氣體返回管路，所述至少一個粗合成氣體返回管路從供給管路分支并返回到蒸汽重整反應器的爐。利用該設備，甚至在連接在蒸汽重整反應器下游的清潔裝置出故障的情形下，蒸汽重整反應器的操作也能夠繼續維持。【專利說明】用于生產氨的設備
本技術設及用于生產氨的設備，該設備包括:具有爐的蒸汽重整反應器；W及 至少一個清潔裝置，蒸汽重整反應器經由至少一個供給管路被連接到所述至少一個清潔裝 置。
技術介紹
所有能夠用作合成反應的初始材料的含氨氣體混合物原則上稱為合成氣體。合成 氣體所用于的典型合成是甲醇和氨的合成。合成氣體分解成單獨組分C0、也、C〇2、也0和C也 同樣形成用于重整設備的廣泛的應用領域。 合成氣體的生產原則上能夠從固體、液體和氣體初始材料進行。從氣體反應物產 生合成氣體的最重要方法(所謂的重整)通常利用天然氣作為反應物。天然氣基本上是氣態 控的混合物，其成分根據原始場所變化，其中主要組分始終是甲燒(C也），且作為另外的組 分，例如，能夠存在具有兩個或更多個碳原子的較高的控W及諸如硫的雜質。 為了重整天然氣W形成合成氣體，主要使用所謂的蒸汽重整，其中存在的甲燒在 催化劑存在時主要根據W下反應方程式進行轉化W形成氨化2)、一氧化碳(CO)和二氧化碳 (C〇2)： 當使用合適的催化劑時，且蒸汽被添加時，此外，根據所謂的富氣體反應發生形成￥燒的古*吉的'口'的効&忍. 利用水進行的甲燒轉化W形成一氧化碳的較高吸熱特性控制蒸汽重整的總洽。該 過程所需的能量輸入(其因此是總體吸熱的)通常經由外部加熱器(所謂的爐)實現。為此目 的，碳能量載體的總蒸汽被分割且第一部分作為反應物引入蒸汽重整中，而第二部分作為 燃料氣體供給到爐中。原則上，而且，不同的碳能量載體能夠被供給到蒸汽重整和爐中。 甲燒轉化能夠通過增加蒸汽-碳比率，即通過超化學計量地添加蒸汽來產生。 隨后對合成氣體的凈化取決于合成氣體的成分。如果合成氣體包含在下游過程中 進一步使用的氨，則為了凈化氨，壓力擺動吸附(通常也為PSA)通常被執行。 壓力擺動吸附（PSA)是借助于吸附在壓力下分離氣體混合物的物理方法。專用多 孔材料(比如，例如，沸石或活性碳)此處用作吸附劑。氣體在10到80己的高壓力下引入填充 有吸附劑的固定床反應器，并且因此氣體流過固定床。混合物的一個或更多個組分(所謂的 重質組分)然后被吸附。在床的出口處，所謂的輕質組分(在該情形中氨)能夠被取出。在一 定時間之后，吸附器床基本上飽和，且某些重質組分共存。此時，經由閥，該過程W輕質組分 的出口被關閉且重質組分的出口被打開運樣的方式被切換。運伴隨壓力下降。經由低的壓 力，然后，吸附的氣體被再次解吸且能夠在出口處被脫去。通常，兩個交替地加載的和排放 的吸附器被連接，且因此連續的操作是可能的。 如果合成氣體還包含一氧化碳，凈化通常還包括C〇2去除器、合成氣體干燥單元和 低溫合成氣體分離設備或低溫合成氣體分離設備(CO冷箱）。 0)2去除器通常是洗涂器，其中胺或碳酸鹽被用作洗涂介質。在該情形中，在第一 步驟中，0)2積聚在洗涂介質中并且然后與洗涂介質一起被轉移到第二分離步驟。在第二步 驟中，洗涂介質和C〇2再次彼此分離，據此C〇2能夠W濃縮形式被脫去。 在干燥中，仍源自蒸汽重整的水從合成氣體去除。干燥單元通常是溫度擺動吸附 單元(TSA)。 在低溫分離設備中，CO氣體從仍存在于合成氣體中的其它組分分離。 除CO氣體之外，在低溫分離設備中，富含氨的流和一種或更多種殘留氣體流產生。 為了凈化富含氨的流，通常使用壓力擺動吸附，其將氨從所謂的PSA殘留氣體分離出來。 根據單獨凈化階段的可能連接變量，殘留氣體包含未反應的甲燒、較高值的控、 C〇2、出0、惰性氣體(比如氮和氣W及還有未分離的氨。 殘留氣體再循環到吸熱蒸汽重整爐。所需的另外燃料氣體的量因此能夠減少，因 為殘留氣體通常具備重要的熱值。此外，W該方式，殘留氣體不需要進一步增加或在火焰中 燃燒。 US 2,667,410描述了用于控制從蒸汽重整過程產生的合成氣體的質量的方法，集 中于在凈化中形成的殘留氣體。在該情形中，通過測量未反應的甲燒和反應溫度，W形成的 合成氣體總是具有下游氨合成所需的相同成分運樣的方式調節供應的甲燒的量。 US 2010/0255432 Al公開了用于啟動蒸汽重整反應器的方法，其中燃料氣體和惰 性氣體的混合物被產生，其具有一種成分，使得加熱輸出對應于在利用殘留氣體的再循環 的穩態操作中的加熱輸出的25%。蒸汽重整器的爐子在啟動期間使用該混合物操作。 殘留氣體再循環的問題是利用清潔裝置可能總是出現故障。然而，蒸汽重整反應 器對在爐室中的壓力波動非常敏感。控制范圍通常略低于在-1至-IOmm水的壓力。在氣體清 潔過程中的一個故障的情況下，故障的清潔階段且也可能所有隨后的清潔階段必須立即關 閉。通常，然后，粗合成氣體簡單地在火焰中燃燒。由于殘留氣體的損失，當一個或更多個清 潔階段被切斷時，引入爐中的燃料氣體的總量下降，該氣體在標準操作期間由燃料氣體和 再循環殘留氣體組成。運導致燃燒室中的壓力下降，作為壓力下降的結果，整個重整器設備 的緊急關停可能發生。 此處的問題是假如整個蒸汽重整出故障，則出現24小時和更多的閑置時間。運遠 遠超過對于清潔階段的重新啟動所需要的閑置時間（例如，低溫合成氣體分離設備4至8小 時，0)2洗涂1-3小時，壓力擺動吸附1至3小時）。因此，避免由于來自一個清潔設備的一個再 循環流的損失造成的整個過程被切斷是絕對必要的。 在源自凈化的殘留氣體的損失的情況下的壓力突然下降的問題現今實際上已經 通常被解決，因為在蒸汽重整器爐上打開錯誤的氣瓣，借此，錯誤的空氣被抽入爐中。 然而，該程序的缺點是通過抽入冷環境空氣，爐室和燃料氣體廢熱系統中的溫度 極大地下降。因此，在重整器爐的爐側和過程側上可能發生相當大的溫度波動，由于該原 因，然后無論如何最終必須切斷重整過程。
技術實現思路
因此，本技術的目的是提供一種設備，利用該設備，甚至在連接在蒸汽重整反 應器下游的清潔裝置出故障的情形下，蒸汽重整反應器的操作也能夠繼續維持。 該目的通過一種用于生產氨的設備實現，根據本技術第一方面的用于生產氨 的設備包括：蒸汽重整反應器，所述蒸汽重整反應器具有爐；和至少一個清潔裝置，所述蒸 汽重整反應器經由至少一個供給管路被連接到所述清潔裝置，其特征在于，在所述至少一 個清潔裝置中的一個清潔裝置的上游，設置至少一個粗合成氣體返回管路，所述至少一個 粗合成氣體返回管路從所述至少一個供給管路分支并返回到所述蒸汽重整反應器的所述 爐。 根據本技術第一方面的用于生產氨的設備具有蒸汽重整反應器，在該蒸汽重 整反應器中，水和至少一種碳能量載體(優選地由按重量計至少80%的甲燒組成的氣體)反 應W形成含氨的粗合成氣體。該反應吸熱地進行，由于該原因，蒸汽重整反應器配備有爐， 至少一種加熱劑(優選地可燃燒氣體本文檔來自技高網...

【技術保護點】
用于生產氫的設備，包括：蒸汽重整反應器(20)，所述蒸汽重整反應器(20)具有爐；和至少一個清潔裝置(30、33、35、40)，所述蒸汽重整反應器(20)經由至少一個供給管路(27、32、34、37)被連接到所述清潔裝置，其特征在于，在所述至少一個清潔裝置(30、33、35、40)中的一個清潔裝置的上游，設置至少一個粗合成氣體返回管路(46、47)，所述至少一個粗合成氣體返回管路(46、47)從所述至少一個供給管路(27、32、34、37)分支并返回到所述蒸汽重整反應器(20)的所述爐。

【技術特征摘要】
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【專利技術屬性】
技術研發人員：迪特爾·烏爾伯，亞歷山大·勒施，艾哈邁德·薩里，揚·科博，
申請(專利權)人：喬治·克勞德方法的研究開發空氣股份有限公司，
類型：新型
國別省市：法國;FR