專利名稱：一種漿紙廠處理富余氫氣的系統(tǒng)及其處理方法
技術領域：
本發(fā)明屬于工業(yè)生產(chǎn)過程中處理富余氫氣，資源循環(huán)綜合利用的技術領域，具體是一種漿紙廠處理富余氫氣的系統(tǒng)及其處理方法。
背景技術：
隨著國內(nèi)能源形勢越來越緊張，能源成本在生產(chǎn)制造類類企業(yè)中占有的比例越來越大，如何在生產(chǎn)過程中實現(xiàn)節(jié)能降耗對企業(yè)的生產(chǎn)發(fā)展都至關重要。一個現(xiàn)代化的采用ECF漂白工藝的百萬噸闊葉木漿廠，在其自產(chǎn)漂白劑、制漿蒸煮用堿的化學品工廠生產(chǎn)過程中，典型的全套建有氯堿電解工段和氯酸鹽電解工段的化學品車間，生產(chǎn)每噸漿紙會耗用C10217-19kg、Na0H32-40kg，每天富余的氫氣達7.9t/d，單位氫氣熱值43.2MJ/kg，重油單位熱值約38.5MJ/kg，則一個百萬噸漿廠每天富余的氫氣資源總熱值相當于29噸重油。大部分廠家采取直接放空或廢棄掉的處理方式，因氫氣易燃，因此這樣對于廢氣的處理方式將導致產(chǎn)生潛在的安全隱患和可再生資源的巨大浪費。據(jù)了解，在國外大型漿紙廠同時將該氯堿、氯酸鹽兩部分氫氣一起送到白泥石灰窯燃燒的技術實踐，尚無先例，在國內(nèi)同類工廠，也未見成功應用；即使是氯堿廠，2011年前投產(chǎn)的大部分氯堿廠氫氣也是放空、廢棄處理，僅有少數(shù)廠家因配套建有鹽酸合成爐用了少量氫氣(進一步用于生產(chǎn)聚氯乙烯、環(huán)己烷、糠醇、對氨基苯甲醚等)，還有少量氯堿廠改擴建了燃燒氫氣的廢熱鍋爐或用作加氫生產(chǎn)雙氧水、純化氫氣鋼瓶等產(chǎn)品。但這些通過單獨投資來建設氫氣利用的方法對于大型漿廠顯然不是最佳的選擇方案，現(xiàn)有技術漿紙廠生產(chǎn)過程后富余的氫氣不能燃燒利用的主要原因:1、氫氣易爆、危險。氫氣的爆炸極限為4%-74.2%，非常容易爆炸，在運行過程中要非常小心一從而導致:氫氣易爆、危險會影響氫氣的燃燒；2、氫氣阻火器堵塞。氫氣阻火器堵塞后,會使氫氣流量降低，阻火器后的壓力降低，氫氣燃燒量減少，甚至不能燃燒；3、氫氣中的水分不能排出。氫氣生產(chǎn)及輸送過程中的水份如不能除去，會影響輸送及燃燒。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有漿紙廠處理富余氫氣可產(chǎn)生潛在的安全隱患和可再生資源的巨大浪費的問題，本發(fā)明設計出一種漿紙廠處理富余氫氣的系統(tǒng)，及其處理方法，該系統(tǒng)對漿紙廠在生產(chǎn)過程后的氫氣凈化，再將凈化后的氫氣利用掉，完成整個處理富余氫氣的工作，既消除了以往氫氣在進行利用時可能引起的一系列爆炸風險、技術問題和安全隱患，又節(jié)約了能源，實現(xiàn)了資源的循環(huán)再利用，整個處理系統(tǒng)自動化程度高、操控簡便，適合處理工業(yè)化生產(chǎn)時產(chǎn)生的富余氫氣。為實現(xiàn)上述目的的技術方案為，首先本發(fā)明設計出一種漿紙廠處理富余氫氣的系統(tǒng)，包括依次連接的水洗塔、堿洗塔、碳過濾器、氫氣壓縮機、冷卻器、氣液分離器、加熱器和石灰窯。收集漿紙廠生產(chǎn)車間出來的富余氫氣，氫氣先經(jīng)水洗塔水洗降溫，再經(jīng)堿洗塔除去氫氣氣中的氯氣， 使氫氣得到初步純化，得到初步提純的氫氣，然后在經(jīng)過碳過濾器進一步除去仍存在的微量氯氣，再將氫氣送進壓縮機給氫氣加壓，便于后續(xù)冷卻器降溫去除氣體中的水份，氣液分離器可使氫氣與液體分離，再將氫氣經(jīng)加熱器升溫，防止氫氣輸送利用過程中低于露點結(jié)露腐蝕管道、出現(xiàn)泄漏爆炸危險。上述漿紙廠處理富余氫氣的系統(tǒng)，還包括串聯(lián)在氫氣壓縮機和冷卻器之間的分離器。分離器是將氫氣中的水分等雜質(zhì)分離除去氣液分離器作用:使氫氣冷卻器冷凝的水滴通過旋風分離和不銹鋼材質(zhì)的絲網(wǎng)除沫填料捕集下來，達到除水分離、防止后續(xù)管道腐蝕的目的。上述系統(tǒng)包括石灰窯與加熱器之間依次串聯(lián)自動化DCS控制系統(tǒng)、過濾器、阻火器。過濾器作用:濾除氫氣流中夾帶的管道內(nèi)微量鐵銹、炭過濾器穿漏的碎炭微粒，以防止堵塞石灰窯燃燒槍。阻火器的作用:即燃燒所需要的必要條件之一就是要達到一定的溫度，即著火點。低于著火點，燃燒就會停止。依照這一原理，只要將燃燒物質(zhì)的溫度降到其著火點以下，就可以阻止火焰的蔓延。當火焰通過其內(nèi)部的阻火元件的許多細小通道之后將變成若干細小的火焰。本阻火器設計時，內(nèi)部的阻火元件采用特殊金屬材質(zhì)制成、快速散熱，則盡可能擴大細小火焰和通道壁的接觸面積，強化傳熱，使火焰溫度降到著火點以下，從而阻止火
焰蔓延。經(jīng)水洗塔、堿洗塔、碳過濾器、氫氣壓縮機、冷卻器、加熱器凈化后得到的氫氣，可以輸送至石灰窯中利用，以往石灰窯都是燃燒的重油，本發(fā)明的這種設計不僅可以使富余氫氣得到循環(huán)再利用，還可以節(jié)省重油的重量，節(jié)省燃料的成本。上述漿紙廠處理富余氫氣的系統(tǒng)中采用的是具有如下結(jié)構(gòu)的石灰窯，包括窯體、支架、燃燒槍、扇形冷卻器、斗提機、石灰倉、旋風分離器、螺旋喂料器、以及電除塵裝置；燃燒槍固定在窯體內(nèi)部；窯頭、尾兩端固定支架將窯體固定在地面上；扇形冷卻器固定在窯頭位置，其通過斗提機與石·灰倉連接；窯尾依次固定旋風分離器、螺旋喂料器，電除塵裝置與旋風分離器連接。該石灰窯的型號是LK750-(04500 X 125000)，此種型號的石灰窯現(xiàn)在是燃燒率比較高的先進型號，是國內(nèi)最大的單體堿回收石灰窯，產(chǎn)量每臺750t/d;窯頭溫度高，石灰煅燒溫度可達1100°C ;石灰粒度質(zhì)量好、純度高，殘余碳酸鈣含量< 3%。 上述石灰窯中燃燒槍槍體上依次開有重油輸入口、蒸汽入口、氫氣通道、天燃氣通道、廢氣回收通道、一次風徑向通道、一次風軸向通道。因為此石灰窯會用氫氣代替一部分重油，所以在燃燒槍的槍體上增加了氫氣通道。所述加熱器與石灰窯之間依次串聯(lián)自動化DCS控制單元、過濾器、阻火器。過濾器作用:濾除氫氣流中夾帶的管道內(nèi)微量鐵銹、炭過濾器穿漏的碎炭微粒，以防止堵塞石灰窯燃燒槍。阻火器的作用:即燃燒所需要的必要條件之一就是要達到一定的溫度，即著火點。低于著火點，燃燒就會停止。依照這一原理，只要將燃燒物質(zhì)的溫度降到其著火點以下，就可以阻止火焰的蔓延。當火焰通過其內(nèi)部的阻火元件的許多細小通道之后將變成若干細小的火焰。本阻火器設計時，內(nèi)部的阻火元件采用特殊金屬材質(zhì)制成、快速散熱，則盡可能擴大細小火焰和通道壁的接觸面積，強化傳熱，使火焰溫度降到著火點以下，從而阻止火
焰蔓延。上述自動化DCS控制單元的結(jié)構(gòu)包括依次連接的氫氣流量計、氧氣分析儀、緊急放空裝置。凈化后的廢氣先經(jīng)氫氣流量計計量流量，再經(jīng)在線氧氣分析儀監(jiān)控氧氣含量低于爆炸極限，確保輸送到石灰窯中的廢氣能夠安全利用。本發(fā)明還包括利用上述系統(tǒng)處理漿紙廠富余氫氣的方法，該方法包括以下步驟:(I)將富余氫氣進行凈化處理:①漿紙廠生產(chǎn)過程結(jié)束后，將收集的富余氫氣通入水洗塔，水洗塔的工作壓力0.01 MPa，氫氣流量2700 3000NM3/h，水流量253kg/h，水洗15 20s。②經(jīng)步驟①處理后的氫氣輸送入堿洗塔，堿洗塔的工作壓力為0.01 MPa，使用的堿液是質(zhì)量濃度為140g/L的氫氧化鈉，在堿洗塔中氫氣流量2700 3000NM3/h，氫氧化鈉流量60 80L/h，堿洗15 20s。③經(jīng)②步處理后的氫氣輸送至碳過濾器中，碳過濾器的工作壓力為0.01 MPa，S性炭的吸附、過濾時間12 15s，溫度等同堿洗塔出口溫度(35°C 40°C)。④將上步處理過的氫氣輸送至氫氣壓縮機中，氫氣壓縮機的出口壓力為0.1MPa,溫度為45 50°C，經(jīng)氫氣壓縮機后氫氣的壓力升至0.1MPa0⑤經(jīng)④步升壓的氫氣輸送至冷卻器進行降溫處理，冷卻器的溫度為5 8°C，將氫氣冷卻到12 15°C ；
⑥經(jīng)⑤步降溫后的氫氣進入氣液分離器中，使水分從氫氣中充分分離出去，氣液分離器的溫度12 15°C、壓力0.08 0.1 MPa ；
⑦經(jīng)上步分離后再把氫氣輸送至加熱器中，加熱器的溫度為80 90°C，將氫氣加熱到50 60°C，即可得到 凈化后的氫氣；
(2)對凈化后氫氣的處理:將凈化后的氫氣輸送至石灰窯中燃燒利用，即完成了整個處理富余氫氣的工作。所述步驟⑤中氫氣進入冷卻器之前先進入分離器中，分離器的溫度為12 15°C、壓力為0.1Mpa ο所述步驟③碳過濾器中炭的強度彡97.5%、浮灰彡0.1%、碘吸附值彡900mg/g、粒度為4 8目、水份彡10。所述步驟(2)凈化后的氫氣輸送至石灰窯前要先經(jīng)過DCS控制系統(tǒng)的檢測，確定氫氣中氧氣含量低于爆炸極限后，再經(jīng)過濾器、阻火器，最后輸送至石灰窯中。所述氫氣經(jīng)過DCS控制系統(tǒng)檢測，確定氫氣中氧氣含量是否低于爆炸極限的方法為:將凈化處理后的氫氣先送入DCS控制系統(tǒng)中的氫氣流量計計量流量，再經(jīng)氧氣分析儀計量氧氣的含量，計算出氧氣在氫氣中的含量，以及氫氣的含量，當氫氣中氧氣的含量小于或等于2.6%時,低于爆炸極限,氫氣可輸送至石灰窯；當氫氣中氧氣的含量大于2.6%時,經(jīng)DCS控制系統(tǒng)中的緊急放空裝置排出。綜上，本發(fā)明的有益效果:漿紙廠車間收集的富余氫氣經(jīng)水洗塔、堿洗塔、碳過濾器、氫氣壓縮機、冷卻器、加熱器徹底凈化，將氫氣輸送到石灰窯中實現(xiàn)循環(huán)再利用，并且整個處理過程安全、不會發(fā)生爆炸、泄露、及意外情況產(chǎn)生的燃燒，引起事故，該系統(tǒng)可以自動控制，也可以人工手動控制，方便易操作?，F(xiàn)代的ECF漂白木漿廠都具備堿回收白泥石灰窯。在利用石灰窯燒制出石灰時，要消耗大量重油或天然氣燃料，而化石能源在可以預見的今后十數(shù)年內(nèi)，將是持續(xù)供給偏緊、價格走高，倒逼企業(yè)逐步研發(fā)新的能源替代產(chǎn)品和節(jié)能減排新技術開發(fā)，所以本發(fā)明設計的這種系統(tǒng)及其方法可利用漿紙廠的富余氫氣，送到石灰窯替代重油或天然氣的清潔生產(chǎn)的燃燒技術，具有重大的現(xiàn)實意義和社會經(jīng)濟效益。按照現(xiàn)在漿紙廠生產(chǎn)每噸漿紙每天產(chǎn)生的富余氫氣達7.9t/d，單位氫氣熱值43.2MJ/kg，重油單位熱值約38.5MJ/kg，所以石灰窯利用氫氣燃燒會得到更高的熱值，可以最大限度的代替使用重油燒石灰窯，原先使用重油:噸石灰重油單耗150kg/tCa0，現(xiàn)在由于增加了使用氫氣，節(jié)省了重油:噸石灰重油單耗下降15kg/tCa0，所以使燃料的成本節(jié)省了，也降低了重油能源的消耗，符合國內(nèi)ECF漿紙業(yè)要實現(xiàn)和達到“十二五”規(guī)劃目標，除了在產(chǎn)業(yè)布局方面逐步淘汰落后的草漿產(chǎn)能，增加商品木漿和廢紙的利用，適度發(fā)展林紙一體化等措施外，還需充分挖掘當前富余氫氣這一高效、綠色、優(yōu)質(zhì)能源，加快石灰窯燒氫氣技術升級，實現(xiàn)了確保在發(fā)展造紙產(chǎn)業(yè)的同時，不增加或減少重油等化石能源的資源消耗和污染物排放的目的。


圖1為本發(fā)明漿紙廠處理富余氫氣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為本發(fā)明系統(tǒng)中所采用石灰窯的結(jié)構(gòu)；
圖3為本發(fā)明中石灰窯內(nèi)部固定的燃燒槍結(jié)構(gòu)示意 圖中符號說明，1、水洗塔；2、堿洗塔；3、碳過濾器；4、氫氣壓縮機；5、氣液分離器；6、冷卻器；7、氣液分離器；8、加熱器；9、DCS控制單元；91、氫氣流量計；92、氧氣分析儀；93、緊急放空裝置；10、過濾器；11、阻火器；12、石灰窯；13、窯體；14、支架；15、燃燒槍；16、扇形冷卻器；17、斗提機；18、石灰倉；19、旋風分離器；20螺旋喂料器；21、電除塵裝置；22、重油輸入口 ；23、蒸汽入口 ；24、氫氣通道；25、天燃氣通道；26、廢氣回收通道；27、一次風徑向通道；28、一次風軸向通道。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明內(nèi)容做進一步說明。如圖1所示的本發(fā)明漿紙廠處理富余氫氣的系統(tǒng)，包括依次連接的水洗塔1、堿洗塔2、碳過濾器3、氫氣壓縮機4、冷卻器6、氣液分離器7、加熱器8、石灰窯12。碳過濾器的主要功能是將堿洗后的氫氣再通過碳過濾器去除微量氯氣。其主要原理是利用一種特別開發(fā)的高強度活性炭的作用，其再生過程利用高溫蒸汽再生、熱空氣/吹掃。特別設計的除露、防腐蝕技術。氫氣壓縮、管道輸送是該系統(tǒng)最后一個輸送環(huán)節(jié)，配有冷卻降溫除水換熱器、除水后氫氣升溫換熱器防止凈化后氫氣在此后過程中低于露點再次生成結(jié)露。氫氣進壓縮機加壓后的氫氣再去氫氣冷卻器降溫去除水份，換熱后再經(jīng)氫氣加熱器升溫防止輸送利用過程中低于露點結(jié)露腐蝕管道、出現(xiàn)泄漏爆炸危險。其中氫氣的冷卻介質(zhì)為溫度5 8°C的冷凍水,冷卻后的氫氣溫度為12 15°C ;去除水分后的氫氣還需經(jīng)換熱升溫至高于露點溫度，以確保氫氣溫度在冬季仍高于露點:加熱氫氣的換熱介質(zhì)為溫度85 90°C的熱水，加熱的氫氣溫度為50 60°C。氫氣壓縮機的參數(shù):選用Nash氫氣壓縮機，400KW，額定吸氣量18000m3/h、額定出口壓力0.17 MPa(1.7bar)，工作時吸氣壓力
0.008 0，01Mpa(80 IOOmmbar)、出口壓力:0.1MPa(配西門子電機)，冷卻器、氫氣加熱器，均為316L材質(zhì)的不銹鋼列管式換熱器。上述的系統(tǒng)還包括串聯(lián)在氫氣壓縮機和冷卻器之間的分離器5。本加熱器與石灰窯之間依次串聯(lián)自動化DCS控制單元9、過濾器10、阻火器11。所述自動化DCS控制單元包括依次連接的氫氣流量計91、氧氣分析儀92、緊急放空裝置93。漿紙廠生產(chǎn)車間收集的富余氫氣經(jīng)水洗塔、堿洗塔、碳過濾器、氫氣壓縮機、冷卻器、加熱器凈化后先經(jīng)氫氣流量計計量流量，再經(jīng)在線氧氣分析儀監(jiān)控氧氣含量低于爆炸極限，確保后續(xù)的氫氣安全利用。其中氫氣流量計、氧氣分析儀測得的凈化后的氫氣的指標:氫氣含氯量彡lppm，氧氣含量彡2.5%，壓力彡0.1MPa，氫氣純度彡95%，水份彡2.0%，流量彡250kg/h0本發(fā)明采用的石灰窯如圖2所示，包括如下結(jié)構(gòu):窯體13、支架14、燃燒槍15、扇形冷卻器16、斗提機17、石灰倉18、旋風分離器19、螺旋喂料器20、以及電除塵裝置21 ;支架固定在窯頭、尾兩端，用來支撐固定窯體；燃燒槍固定在窯體內(nèi)部，窯體的窯頭固定扇形冷卻器，扇形冷卻器通過斗提機與石灰倉連接，窯體的末端固定螺旋喂料器和旋風分離器，電除塵裝置與旋風分離器連接。所述石灰窯中燃燒槍如圖3所示，燃燒槍上依次開有重油輸入口 22、蒸汽入口 23、氫氣通道24、天燃氣通道25、回收廢氣通道26、一次風徑向通道27、一次風軸向通道28。本發(fā)明還包括利用上述系統(tǒng)處理漿紙廠富余氫氣的方法，該方法包括以下步驟:
(I)將富余氫氣進行凈化處理:①漿紙廠生產(chǎn)過程結(jié)束后，將收集的富余氫氣通入水洗塔，水洗塔的工作壓力0.01 MPa,氫氣流量2700 3000NM3/h，水流量253kg/h，水洗時間15 20so②經(jīng)步驟①處理后的氫氣輸送入堿洗塔，堿洗塔的工作壓力為0.01 MPa，使用的堿液是質(zhì)量濃度為140g/L的氫氧化鈉，在堿洗塔中氫氣流量2700 3000NM3/h，氫氧化鈉流量60 80L/h，堿洗15 20s。③經(jīng)②步處理后的氫氣輸送至碳過濾器中，碳過濾器的工作壓力為0.01 MPa，S性炭的吸附、過濾時間12 15s，溫度等同堿洗塔出口溫度(35°C 40°C)。④將上步處理過的氫氣輸送至氫氣壓縮機中，氫氣壓縮機的出口壓力為0.1MPa,溫度為45 50°C，經(jīng)氫氣壓縮機后氫氣的壓力升至0.1MPa0⑤經(jīng)④步升壓的氫氣輸送至冷卻器進行降溫處理，冷卻器的溫度為5 8°C，將氫氣冷卻到12 15°C ；
⑥經(jīng)⑤步降溫后的氫氣進入氣液分離器中，使水分從氫氣中充分分離出去，氣液分離器的溫度12 15°C、壓力0.08 0.1 MPa。⑦經(jīng)上步分離后再把氫氣輸送至加熱器中，加熱器的溫度為80 90°C，將氫氣加熱到50 60°C，即可得到凈化后的氫氣。(2)對凈化后氫氣的處理:將凈化后的氫氣輸送至石灰窯中燃燒利用，即完成了整個處理富余氫氣的工作。所述步驟⑤中氫氣進入冷卻器之前先進入分離器中，分離器的溫度為12 15°C、壓力為0.1Mpa ο所述步驟 ③碳過濾器中炭的強度彡97.5%、浮灰彡0.1%、碘吸附值彡900mg/g、粒度為4 8目、水份彡10。
所述步驟(2)凈化后的氫氣輸送至石灰窯前要先經(jīng)過DCS控制系統(tǒng)的檢測，確定氫氣中氧氣含量低于爆炸極限后，再經(jīng)過濾器、阻火器，最后輸送至石灰窯中。所述氫氣經(jīng)過DCS控制系統(tǒng)檢測，確定氫氣中氧氣含量是否低于爆炸極限的方法為:將凈化處理后的氫氣先送入DCS控制系統(tǒng)中的氫氣流量計計量流量，再經(jīng)氧氣分析儀計量氧氣的含量，計算出氧氣在氫氣中的含量，以及氫氣的含量，當氫氣中氧氣的含量小于或等于2.6%時,低于爆炸極限,氫氣可輸送至石灰窯；當氫氣中氧氣的含量大于2.6%時,經(jīng)DCS控制系統(tǒng)中的緊急放空裝置排出。上述實施例僅是本發(fā)明最佳實施例而已，一切基于以上所述結(jié)構(gòu)和方法所作出的簡單改變，均應落在本發(fā) 明保護的范圍內(nèi)。
權利要求
1.一種漿紙廠處理富余氫氣的系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括依次連接的水洗塔(I)、堿洗塔(2)、碳過濾器(3)、氫氣壓縮機(4)、冷卻器(6)、氣液分離器(7)、加熱器(8)、石灰窯(12)。
2.根據(jù)權利要求I所述的漿紙廠處理富余氫氣的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括串聯(lián)在氫氣壓縮機和冷卻器之間的分離器(5 )。
3.根據(jù)權利要求I所述的漿紙廠處理富余氫氣的系統(tǒng)，其特征在于，所述石灰窯的結(jié)構(gòu)包括窯體(13)、支架(14)、燃燒槍(15)、扇形冷卻器(16)、斗提機(17)、石灰倉(18)、旋風分離器(19)、螺旋喂料器(20)、以及電除塵裝置(21);窯頭、尾兩端固定支架將窯體固定在地面上；燃燒槍固定在窯體內(nèi)部；扇形冷卻器固定在窯頭位置，其通過斗提機與石灰倉連接；窯尾依次固定旋風分離器、螺旋喂料器，電除塵裝置與旋風分離器連接。
4.根據(jù)權利要求3所述的漿紙廠處理富余氫氣的系統(tǒng)，其特征在于，所述石灰窯中燃燒槍的槍體上依次開有重油輸入口(22)、蒸汽入口(23)、氫氣通道(24)、天燃氣通道(25)、廢氣回收通道(26 )、一次風徑向通道(27 )、一次風軸向通道(28 )。
5.根據(jù)權利要求I所述的漿紙廠處理富余氫氣的系統(tǒng)，其特征在于，所述加熱器與石灰窯之間依次串聯(lián)自動化DCS控制單元(9)、過濾器(10)、阻火器(11)。
6.根據(jù)權利要求5所述的漿紙廠處理富余氫氣的系統(tǒng)，其特征在于，所述組成自動化DCS控制單元的結(jié)構(gòu)包括依次連接的氫氣流量計(91)、氧氣分析儀(92)、緊急放空裝置(93)。
7.一種利用權利要求I所述系統(tǒng)處理漿紙廠富余氫氣的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟(1)將富余氫氣進行凈化處理①漿紙廠生產(chǎn)過程結(jié)束后，將收集的富余氫氣通入水洗塔，水洗塔的工作壓力0.01 MPa，氫氣流量2700 3000NM3/h，水流量253kg/h，水洗時間15 20s ； ②經(jīng)步驟①處理后的氫氣輸送入堿洗塔，堿洗塔的工作壓力為O.01 MPa，使用的堿液是質(zhì)量濃度為140g/L的氫氧化鈉，在堿洗塔中氫氣流量2700 3000NM3/h，氫氧化鈉流量60 80L/h，堿洗時間15 20s ； ③經(jīng)②步處理后的氫氣輸送至碳過濾器中，碳過濾器的工作壓力為O.01 MPa，活性炭的吸附過濾時間為12 15s，溫度為35°C 40°C ； ④將上步處理過的氫氣輸送至氫氣壓縮機中，氫氣壓縮機的出口壓力為O.IMPa，溫度為45 50°C，經(jīng)氫氣壓縮機后氫氣的壓力升至O. IMPa ； ⑤經(jīng)④步升壓的氫氣輸送至冷卻器進行降溫處理，降溫處理之前先進入分離器中，分離器的溫度為12 15°C、壓力為O. IMpa，分離之后再進入冷卻器降溫，冷卻器的溫度為5 8°C，將氫氣冷卻到12 15°C ； ⑥經(jīng)⑤步降溫后的氫氣進入氣液分離器中，使水分從氫氣中充分分離出去，氣液分離器的溫度12 15°C、壓力O. 08 O. I MPa ； ⑦經(jīng)上步分離后再把氫氣輸送至加熱器中，加熱器的溫度為80 90°C，將氫氣加熱到50 60°C，即可得到凈化后的氫氣； (2)對凈化后氫氣的處理將凈化后的氫氣輸送至石灰窯中燃燒利用，即完成了整個處理富余氫氣的工作。
8.根據(jù)權利要求7所述處理漿紙廠富余氫氣的方法，其特征在于，所述步驟⑤中氫氣進入冷卻器之前先9、根據(jù)權利要求7所述處理漿紙廠富余氫氣的方法，其特征在于，所述步驟③碳過濾器中炭的強度彡97. 5%、浮灰彡O. 1%、碘吸附值彡900mg/g、粒度為4 8目、水份< 10。
9.根據(jù)權利要求7所述處理漿紙廠富余氫氣的方法，其特征在于，所述步驟(2)凈化后的氫氣輸送至石灰窯前要先經(jīng)過DCS控制系統(tǒng)的檢測，確定氫氣中氧氣含量低于爆炸極限后，再經(jīng)過濾器、阻火器，最后輸送至石灰窯中。
10.根據(jù)權利要求10所述處理漿紙廠富余氫氣的方法，其特征在于，所述氫氣經(jīng)過DCS控制系統(tǒng)檢測，確定氫氣中氧氣含量是否低于爆炸極限的方法為將凈化處理后的氫氣先送入DCS控制系統(tǒng)中的氫氣流量計計量流量，再經(jīng)氧氣分析儀計量氧氣的含量，計算出氧氣在氫氣中的含量，當氫氣中氧氣的含量小于或等于2. 6%時,低于爆炸極限,氫氣可輸送至石灰窯；當氫氣中氧氣的含量大于2. 6%時，經(jīng)DCS控制系統(tǒng)中的緊急放空裝置排出。
全文摘要
本發(fā)明公開了漿紙廠處理富余氫氣的系統(tǒng)及方法，該系統(tǒng)包括依次連接的水洗塔、堿洗塔、碳過濾器、氫氣壓縮機、冷卻器、氣液分離器加熱器、石灰窯。利用系統(tǒng)處理富余氫氣的方法包括以下步驟(1)將富余氫氣進行凈化處理；(2)對凈化后氫氣的處理將凈化后的氫氣輸送至石灰窯中燃燒利用，即完成了整個處理富余氫氣的工作。本發(fā)明的優(yōu)點是漿紙廠車間收集的富余氫氣經(jīng)水洗塔、堿洗塔、碳過濾器、氫氣壓縮機、冷卻器、加熱器徹底凈化，將氫氣輸送到石灰窯中實現(xiàn)循環(huán)再利用，并且整個處理過程安全、不會發(fā)生爆炸、泄露、及意外情況產(chǎn)生的燃燒，引起事故，該系統(tǒng)可以自動控制，也可以人工手動控制，方便易操作。
文檔編號C01B3/50GK103253632SQ20131020063
公開日2013年8月21日 申請日期2013年5月27日 優(yōu)先權日2013年5月27日
發(fā)明者張守國, 馬克順, 楊恒, 趙會山, 杜淮強 申請人:亞太森博(山東)漿紙有限公司