變壓吸附制氫設(shè)備操作技術(shù)規(guī)程一、概述本規(guī)程旨在規(guī)范變壓吸附（PSA）制氫設(shè)備的操作行為，確保設(shè)備安全、穩(wěn)定、長(zhǎng)周期、高效率運(yùn)行，保障產(chǎn)品氫氣質(zhì)量合格。凡參與本設(shè)備操作、維護(hù)及管理的人員，必須熟悉并嚴(yán)格遵守本規(guī)程。本規(guī)程適用于以特定原料氣（如天然氣轉(zhuǎn)化氣、甲醇裂解氣、煉廠氣等，具體依裝置設(shè)計(jì)而定）為氣源，采用變壓吸附工藝制取純度≥某標(biāo)準(zhǔn)（具體純度依裝置設(shè)計(jì)而定）氫氣的設(shè)備。PSA制氫技術(shù)基于吸附劑對(duì)混合氣體中不同組分的吸附能力差異，以及在不同壓力下吸附容量的變化特性，通過(guò)周期性的壓力變換，實(shí)現(xiàn)氫氣與其他雜質(zhì)氣體的分離與提純。其核心在于利用吸附塔內(nèi)裝填的專(zhuān)用吸附劑，在較高壓力下選擇性吸附原料氣中的雜質(zhì)（如二氧化碳、一氧化碳、甲烷、氮?dú)?、水等），從而在吸附塔出口獲得高純度氫氣；隨后在較低壓力下，將吸附的雜質(zhì)解吸出來(lái)，使吸附劑得以再生，循環(huán)使用。二、設(shè)備組成與工藝流程簡(jiǎn)述（一）主要設(shè)備組成PSA制氫裝置通常由以下主要單元組成：1.原料氣預(yù)處理單元：（若有）主要包括過(guò)濾器、冷卻器、分離器等，用于去除原料氣中的固體顆粒物、游離水及可能對(duì)吸附劑造成損害的微量有害組分，確保原料氣品質(zhì)滿(mǎn)足PSA單元進(jìn)料要求。2.PSA吸附單元：這是制氫裝置的核心部分，主要由多臺(tái)吸附塔（內(nèi)裝填吸附劑）、一系列程控閥門(mén)（用于實(shí)現(xiàn)各塔不同步驟的切換）、以及相應(yīng)的管路組成。吸附劑通常為分子篩、活性炭等，按特定順序裝填以達(dá)到最佳分離效果。3.產(chǎn)品氣緩沖單元：主要為產(chǎn)品氫氣緩沖罐，用于穩(wěn)定產(chǎn)品氫氣的壓力和流量，保證后續(xù)用戶(hù)的穩(wěn)定用氣。4.解吸氣處理單元：（若有）用于收集PSA過(guò)程中排出的解吸氣（富含雜質(zhì)，仍具有一定熱值），并將其輸送至燃料系統(tǒng)或其他處理裝置。5.控制系統(tǒng)：以PLC或DCS為核心，配備必要的儀表、傳感器和操作臺(tái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)PSA制氫過(guò)程的自動(dòng)控制、參數(shù)監(jiān)測(cè)、報(bào)警及連鎖保護(hù)。（二）工藝流程簡(jiǎn)述原料氣經(jīng)預(yù)處理合格后，在特定壓力下進(jìn)入處于吸附狀態(tài)的吸附塔。氣體中的雜質(zhì)組分被吸附劑選擇性吸附，氫氣作為非吸附組分從吸附塔頂部流出，進(jìn)入產(chǎn)品氫氣緩沖罐，經(jīng)分析合格后送至用戶(hù)。當(dāng)吸附塔內(nèi)的吸附劑接近吸附飽和時(shí)，通過(guò)程控閥門(mén)的切換，該塔停止進(jìn)料，依次進(jìn)入均壓降壓、順?lè)?、逆放（或抽真空）等再生步驟，將吸附的雜質(zhì)解析出來(lái)，使吸附劑恢復(fù)吸附能力。多個(gè)吸附塔通過(guò)精確的時(shí)序控制，交替進(jìn)行吸附和再生過(guò)程，從而實(shí)現(xiàn)原料氣的連續(xù)處理和產(chǎn)品氫氣的穩(wěn)定輸出。三、操作準(zhǔn)備與檢查（一）開(kāi)車(chē)前準(zhǔn)備1.人員準(zhǔn)備：操作人員必須經(jīng)過(guò)本規(guī)程及相關(guān)安全知識(shí)的培訓(xùn)，考核合格后方可上崗。嚴(yán)禁無(wú)證操作或違章操作。2.安全準(zhǔn)備：*檢查裝置區(qū)內(nèi)的消防設(shè)施（滅火器、消防栓等）是否完好、齊全，并置于易取用位置。*檢查個(gè)人防護(hù)用品（安全帽、防護(hù)眼鏡、防毒面具、防護(hù)服、手套等）是否完好可用。*確認(rèn)裝置區(qū)內(nèi)通風(fēng)良好，無(wú)易燃易爆物品堆放。*檢查各安全聯(lián)鎖系統(tǒng)是否處于正常投用狀態(tài)。3.原料氣準(zhǔn)備：確認(rèn)原料氣供應(yīng)穩(wěn)定，其組成、壓力、溫度等參數(shù)符合裝置設(shè)計(jì)要求。原料氣閥門(mén)應(yīng)處于關(guān)閉狀態(tài)，等待開(kāi)車(chē)指令。4.公用工程準(zhǔn)備：檢查并確認(rèn)儀表空氣、循環(huán)水（若有）、電源等公用工程供應(yīng)正常且參數(shù)合格。5.設(shè)備檢查：*檢查所有吸附塔、緩沖罐等壓力容器的安全閥、壓力表、液位計(jì)（若有）是否完好，并在校驗(yàn)有效期內(nèi)。*檢查所有程控閥門(mén)、手動(dòng)閥門(mén)的開(kāi)關(guān)狀態(tài)是否正確（通常初始狀態(tài)為關(guān)閉，除非有特殊要求），閥門(mén)連接法蘭、管線(xiàn)有無(wú)泄漏跡象，閥門(mén)動(dòng)作是否靈活。*檢查各泵、風(fēng)機(jī)（若有）的地腳螺栓是否緊固，潤(rùn)滑油位是否正常，盤(pán)車(chē)是否靈活。*檢查吸附劑裝填情況（首次開(kāi)車(chē)或更換吸附劑后），確保裝填均勻、無(wú)松動(dòng)。6.儀表與控制系統(tǒng)檢查：*檢查PLC/DCS系統(tǒng)運(yùn)行是否正常，各模塊、卡件有無(wú)故障報(bào)警。*檢查所有在線(xiàn)分析儀表（如氫氣純度分析儀、原料氣組分分析儀等）是否校準(zhǔn)合格，處于待用狀態(tài)。*檢查各壓力、溫度、流量等測(cè)量點(diǎn)的儀表指示是否準(zhǔn)確，與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際是否一致。*檢查所有報(bào)警設(shè)定值是否正確。（二）開(kāi)車(chē)前確認(rèn)在完成上述各項(xiàng)檢查和準(zhǔn)備工作后，操作人員應(yīng)逐項(xiàng)進(jìn)行確認(rèn)，確保無(wú)遺漏、無(wú)異常。必要時(shí)，可與相關(guān)崗位（如原料氣供應(yīng)崗位、公用工程崗位）進(jìn)行通訊聯(lián)絡(luò)，確認(rèn)各項(xiàng)條件均已具備。四、開(kāi)車(chē)操作程序（一）冷態(tài)開(kāi)車(chē)（系統(tǒng)無(wú)壓狀態(tài)下啟動(dòng)）1.啟動(dòng)控制系統(tǒng)：開(kāi)啟PLC/DCS系統(tǒng)，進(jìn)入PSA控制界面，檢查程序版本是否正確，各控制參數(shù)（如吸附時(shí)間、均壓次數(shù)、順?lè)艜r(shí)間、逆放壓力等）是否設(shè)置為初始開(kāi)車(chē)推薦值或正常運(yùn)行值。2.投用公用工程：按順序投入儀表空氣、循環(huán)水（若有）等公用工程，確保壓力、流量穩(wěn)定。3.系統(tǒng)氣密性試驗(yàn)（首次開(kāi)車(chē)或大修后必須進(jìn)行）：*關(guān)閉所有放空閥、排液閥。*緩慢打開(kāi)原料氣總閥，通過(guò)旁路或相關(guān)閥門(mén)向系統(tǒng)緩慢充壓至規(guī)定試驗(yàn)壓力。*關(guān)閉充壓閥門(mén)，保壓一段時(shí)間（根據(jù)規(guī)范要求），檢查系統(tǒng)各密封點(diǎn)有無(wú)泄漏。如有泄漏，應(yīng)立即降壓處理，嚴(yán)禁帶壓緊固螺栓或進(jìn)行維修。*試驗(yàn)合格后，按規(guī)定程序緩慢降壓至常壓。4.置換（系統(tǒng)經(jīng)檢修或長(zhǎng)期停用后）：*若系統(tǒng)內(nèi)可能存在空氣或其他易燃易爆氣體，需用惰性氣體（如氮?dú)猓┻M(jìn)行置換。*置換過(guò)程應(yīng)遵循“先低壓后高壓，先頂部后底部”的原則，確保置換徹底。*取樣分析，當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)氧含量（或可燃?xì)怏w含量）降至規(guī)定指標(biāo)以下時(shí)，置換合格。5.建立初始?jí)毫Γ?在控制系統(tǒng)上選擇“手動(dòng)”或“半自動(dòng)”模式（根據(jù)具體程序設(shè)計(jì)）。*緩慢打開(kāi)原料氣總閥，通過(guò)相關(guān)閥門(mén)向PSA系統(tǒng)緩慢充壓，注意觀察各塔壓力變化，防止超壓。*當(dāng)系統(tǒng)壓力達(dá)到一定值（如均壓壓力或接近吸附壓力的某個(gè)設(shè)定值）時(shí)，可暫停充壓。6.啟動(dòng)PSA程序：*在控制系統(tǒng)上選擇“自動(dòng)”運(yùn)行模式，確認(rèn)各塔時(shí)序參數(shù)正確。*發(fā)出啟動(dòng)指令，PSA系統(tǒng)按預(yù)設(shè)程序開(kāi)始運(yùn)行，各吸附塔依次進(jìn)入吸附、再生等循環(huán)步驟。7.升壓與調(diào)整：*程序啟動(dòng)后，繼續(xù)緩慢提升原料氣壓力至正常吸附壓力。升壓過(guò)程應(yīng)平穩(wěn)，避免壓力波動(dòng)過(guò)大。*密切關(guān)注各塔壓力、閥門(mén)動(dòng)作、產(chǎn)品氣流量等參數(shù)的變化。*當(dāng)產(chǎn)品氫氣開(kāi)始產(chǎn)出后，取樣分析產(chǎn)品氫氣純度。8.產(chǎn)品氣合格后外送：*待產(chǎn)品氫氣純度、壓力、流量等參數(shù)均達(dá)到規(guī)定指標(biāo)并穩(wěn)定后，緩慢打開(kāi)產(chǎn)品氫氣外送閥門(mén)，將合格氫氣送至用戶(hù)管網(wǎng)。*調(diào)整系統(tǒng)，使各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)維持在最佳操作范圍內(nèi)。（二）熱態(tài)開(kāi)車(chē)（系統(tǒng)保壓停運(yùn)后的啟動(dòng)）熱態(tài)開(kāi)車(chē)相對(duì)冷態(tài)開(kāi)車(chē)步驟簡(jiǎn)化，主要包括：1.確認(rèn)控制系統(tǒng)、公用工程正常。2.檢查系統(tǒng)壓力是否保持在合理范圍。3.確認(rèn)原料氣供應(yīng)正常。4.在控制系統(tǒng)上啟動(dòng)PSA自動(dòng)程序，觀察各參數(shù)恢復(fù)情況。5.分析產(chǎn)品氣合格后，即可外送。五、正常運(yùn)行監(jiān)控與調(diào)整（一）日常巡檢與監(jiān)控1.定時(shí)巡檢：操作人員應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行巡回檢查制度，每小時(shí)（或按規(guī)定時(shí)間）對(duì)裝置進(jìn)行一次全面檢查。巡檢內(nèi)容包括：*各塔、罐的壓力、溫度是否在正常范圍內(nèi)。*各程控閥門(mén)動(dòng)作是否準(zhǔn)確、靈活，有無(wú)異常聲響或泄漏。*產(chǎn)品氫氣流量、純度、壓力是否穩(wěn)定。*原料氣流量、壓力、溫度是否穩(wěn)定。*解吸氣（若有）的流量、壓力是否正常。*各儀表指示是否準(zhǔn)確，有無(wú)異常報(bào)警。*設(shè)備有無(wú)異常振動(dòng)、聲響、泄漏、腐蝕等現(xiàn)象。2.數(shù)據(jù)分析：定期對(duì)產(chǎn)品氫氣純度、原料氣組分等分析數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄和趨勢(shì)分析，及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在問(wèn)題。（二）主要操作參數(shù)調(diào)整在正常運(yùn)行中，應(yīng)盡量保持操作參數(shù)的穩(wěn)定。若出現(xiàn)波動(dòng)或偏離，需及時(shí)分析原因并進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。1.吸附壓力：吸附壓力是影響吸附效果和氫氣回收率的重要參數(shù)。壓力升高，吸附容量增大，產(chǎn)品純度可能提高，但能耗也會(huì)增加；壓力降低則相反。應(yīng)根據(jù)原料氣組成和產(chǎn)品要求，維持在設(shè)計(jì)的最佳吸附壓力。壓力調(diào)整通常通過(guò)原料氣入口調(diào)節(jié)閥進(jìn)行。2.吸附時(shí)間：吸附時(shí)間直接影響吸附劑的吸附飽和度和產(chǎn)品純度。吸附時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，易導(dǎo)致雜質(zhì)穿透，產(chǎn)品純度下降；吸附時(shí)間過(guò)短，則氫氣回收率降低，能耗增加。在原料氣組成、流量、壓力穩(wěn)定的情況下，吸附時(shí)間一般無(wú)需頻繁調(diào)整。若原料氣組成變重或流量增大，可適當(dāng)縮短吸附時(shí)間以保證產(chǎn)品純度。吸附時(shí)間通過(guò)控制系統(tǒng)內(nèi)的時(shí)序參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。3.均壓步驟與時(shí)間：均壓步驟的設(shè)置和時(shí)間分配對(duì)氫氣回收率有較大影響。合理的均壓次數(shù)和時(shí)間可以充分利用塔內(nèi)的氫氣，提高回收率。此參數(shù)在裝置調(diào)試合格后一般固定，非特殊情況不做調(diào)整。4.再生壓力（逆放壓力/抽真空度）：再生壓力越低（抽真空度越高），吸附劑再生越徹底，下一周期的吸附效果越好，但能耗也會(huì)增加。應(yīng)根據(jù)吸附劑性能和產(chǎn)品要求設(shè)定合適的再生壓力。5.產(chǎn)品氣流量：根據(jù)用戶(hù)需求和裝置處理能力，調(diào)整產(chǎn)品氣外送流量。在保證產(chǎn)品純度的前提下，可通過(guò)調(diào)整原料氣進(jìn)料量來(lái)調(diào)節(jié)產(chǎn)品氣產(chǎn)量。（三）注意事項(xiàng)1.任何參數(shù)的調(diào)整都應(yīng)緩慢進(jìn)行，避免大起大落，以防對(duì)吸附劑造成沖擊或?qū)е孪到y(tǒng)不穩(wěn)定。2.參數(shù)調(diào)整后，需密切觀察系統(tǒng)各方面的響應(yīng)，特別是產(chǎn)品純度的變化。3.若原料氣組成發(fā)生較大變化，應(yīng)及時(shí)通知技術(shù)部門(mén)，共同研究調(diào)整方案。六、停車(chē)操作程序（一）正常停車(chē)1.通知相關(guān)崗位：提前通知原料氣供應(yīng)單位、產(chǎn)品氣用戶(hù)及公用工程崗位，做好停車(chē)準(zhǔn)備。2.關(guān)閉原料氣進(jìn)料：在控制系統(tǒng)上或現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)關(guān)閉原料氣總閥，停止向PSA系統(tǒng)進(jìn)料。3.PSA系統(tǒng)程序停車(chē)：在控制系統(tǒng)上執(zhí)行“程序停車(chē)”指令，系統(tǒng)將按預(yù)設(shè)程序完成當(dāng)前循環(huán)后，各塔逐步降壓至常壓（或指定壓力），所有閥門(mén)恢復(fù)到初始關(guān)閉狀態(tài)。*若需系統(tǒng)保壓停車(chē)，則在程序停車(chē)過(guò)程中，可在適當(dāng)階段切斷程序，使系統(tǒng)維持一定壓力。4.產(chǎn)品氣外送處理：待產(chǎn)品氣緩沖罐壓力降至規(guī)定值或用戶(hù)停止用氣后，關(guān)閉產(chǎn)品氣外送閥門(mén)。5.解吸氣系統(tǒng)處理：若有解吸氣外送，應(yīng)在PSA系統(tǒng)停止解吸后，關(guān)閉解吸氣外送閥門(mén)。6.公用工程停運(yùn)：在確認(rèn)PSA系統(tǒng)完全停止運(yùn)行后，可依次停運(yùn)相關(guān)的泵、風(fēng)機(jī)（若有），并根據(jù)需要決定是否關(guān)閉儀表空氣、循環(huán)水等（短期停車(chē)可不停儀表空氣）。7.系統(tǒng)泄壓與置換（若需）：*如需進(jìn)入設(shè)備內(nèi)部檢修或長(zhǎng)期停車(chē)，應(yīng)將系統(tǒng)內(nèi)壓力緩慢泄放至常壓。泄壓時(shí)應(yīng)打開(kāi)放空閥，注意泄壓速度，防止流速過(guò)快產(chǎn)生靜電。*泄壓完成后，需用惰性氣體（如氮?dú)猓?duì)系統(tǒng)進(jìn)行置換，直至系統(tǒng)內(nèi)可燃?xì)怏w含量或氧含量降至安全范圍。8.現(xiàn)場(chǎng)檢查與清理：停車(chē)后，對(duì)裝置進(jìn)行全面檢查，清理現(xiàn)場(chǎng)雜物，關(guān)閉所有不必要的放空閥、排液閥。（二）緊急停車(chē)當(dāng)出現(xiàn)以下情況之一時(shí)，應(yīng)立即采取緊急停車(chē)措施：1.產(chǎn)品氫氣純度突然嚴(yán)重超標(biāo)，無(wú)法在短時(shí)間內(nèi)恢復(fù)。2.原料氣供應(yīng)中斷或原料氣嚴(yán)重帶液、帶雜質(zhì)。3.系統(tǒng)發(fā)生嚴(yán)重泄漏，危及人身或設(shè)備安全。4.發(fā)生火災(zāi)、爆炸等緊急情況。5.關(guān)鍵儀表、控制系統(tǒng)失靈，無(wú)法有效監(jiān)控和控制工藝參數(shù)。6.其他可能導(dǎo)致嚴(yán)重事故的異常情況。緊急停車(chē)操作步驟：1.立即切斷原料氣：迅速關(guān)閉原料氣總閥，切斷氣源。2.緊急停車(chē)程序：在控制系統(tǒng)上立即按下“緊急停車(chē)”按鈕，或手動(dòng)操作使PSA系統(tǒng)各閥門(mén)置于安全狀態(tài)（通常為所有閥門(mén)關(guān)閉）。3.切斷產(chǎn)品氣外送：關(guān)閉產(chǎn)品氣外送閥門(mén)，防止不合格氣體進(jìn)入用戶(hù)系統(tǒng)。4.泄壓：根據(jù)情況，可緩慢打開(kāi)系統(tǒng)放空閥，將系統(tǒng)壓力泄放至安全范圍，但需注意周?chē)h(huán)境安全，防止可燃?xì)怏w聚集。5.啟動(dòng)應(yīng)急措施：若發(fā)生火災(zāi)，立即組織滅火，并撥打消防電話(huà)；若有人員受傷，立即進(jìn)行急救并送往醫(yī)院。6.匯報(bào)與聯(lián)系：立即向相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)和部門(mén)匯報(bào)情況，并與原料氣供應(yīng)、產(chǎn)品氣用戶(hù)等相關(guān)單位聯(lián)系。7.原因排查：待緊急情況解除后，組織人員查明事故原因，采取相應(yīng)措施，排除故障后方可考慮重新開(kāi)車(chē)。七、安全注意事項(xiàng)1.嚴(yán)格遵守操作規(guī)程：操作人員必須熟悉并嚴(yán)格遵守本規(guī)程及公司各項(xiàng)安全管理規(guī)定，嚴(yán)禁違章操作。2.防火防爆：*氫氣是高度易燃易爆氣體，其爆炸極限寬，點(diǎn)火能量低。裝置區(qū)內(nèi)嚴(yán)禁明火，嚴(yán)禁使用易產(chǎn)生火花的工具。*進(jìn)入裝置區(qū)前，應(yīng)消除人體靜電。操作人員應(yīng)穿著防靜電工作服和防靜電鞋。*設(shè)備、管道、閥門(mén)等必須有良好的接地，防止靜電積聚。*進(jìn)行動(dòng)火作業(yè)（如焊接、切割）必須嚴(yán)格執(zhí)行動(dòng)火審批制度，辦理動(dòng)火許可證，并采取可靠的安全措施（如徹底置換、隔離、檢測(cè)合格等）。3.防止中毒與窒息：若原料氣或解吸氣中含有有毒成分（如一氧化碳等），操作人員必須佩戴合適的防護(hù)用品。進(jìn)入可能存在有毒氣體或缺氧的受限空間（如塔、罐內(nèi)部），必須辦理受限空間作業(yè)許可證，并采取強(qiáng)制通風(fēng)、氣體檢測(cè)、專(zhuān)人監(jiān)護(hù)等措施。4.防止超壓：嚴(yán)格監(jiān)控各設(shè)備的操作壓力，確保不超過(guò)其設(shè)計(jì)壓力。安全閥等安全附件必須定期校驗(yàn)，確保完好有效。嚴(yán)禁隨意關(guān)閉或摘除安全閥。5.防止低溫凍傷：若系統(tǒng)中有低溫介質(zhì)（如某些深冷預(yù)處理工藝），操作人員應(yīng)避免直接接觸低溫設(shè)備或管道，以防凍傷。6.閥門(mén)操作：開(kāi)關(guān)閥門(mén)時(shí)應(yīng)緩慢進(jìn)行，特別是高壓閥門(mén)，防止產(chǎn)生水擊或壓力波動(dòng)過(guò)大。7.泄漏處理：發(fā)現(xiàn)氫氣泄漏時(shí)，應(yīng)立即啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案，撤離下風(fēng)向人員，切斷泄漏源，加強(qiáng)通風(fēng)，嚴(yán)禁火源，并采取措施進(jìn)行處理。小量泄漏可用肥皂水查漏，大量泄漏應(yīng)使用專(zhuān)用氣體檢測(cè)儀確定泄漏位置。8.應(yīng)急處置：操作人員應(yīng)熟悉應(yīng)急處置預(yù)案，掌握消防器材的使用方法和急救知識(shí)。八、維護(hù)保養(yǎng)（一）日常維護(hù)1.閥門(mén)維護(hù)：定期對(duì)程控閥門(mén)進(jìn)行檢查，確保其動(dòng)作準(zhǔn)確、靈活。對(duì)手動(dòng)閥門(mén)，應(yīng)定期進(jìn)行開(kāi)關(guān)操作，防止銹死。2.儀表維護(hù)：定期對(duì)壓力表、溫度計(jì)、流量計(jì)、分析儀等儀表進(jìn)行檢查和校準(zhǔn)，確保