1、變壓吸附（PSA）法變 換 氣 制 氫操 作 手 冊（工藝部分）XXXX化工有限公司2009年9月第一章 前言第二章 工藝說明第一節(jié) 裝置概述第二節(jié) 一段系統(tǒng)工作原理和過程實施第三節(jié) 二段系統(tǒng)工作過程第四節(jié) 工藝流程第三章 變壓吸附裝置的開停車第一節(jié) 系統(tǒng)的置換第二節(jié) 系統(tǒng)儀器儀表及自控系統(tǒng)開車前的準備工作第三節(jié) 系統(tǒng)試車第四節(jié) 系統(tǒng)運行調節(jié)第五節(jié) 系統(tǒng)停車第六節(jié) 系統(tǒng)停車后的再啟動第四章 安全技術第一節(jié) 概述第二節(jié) 本裝置有害物質對人體的危害及預防措施第三節(jié) 裝置的安全設施第四節(jié) 氫氣系統(tǒng)運行安全要點第五節(jié) 消防第六節(jié) 安全生產基本注意事項第五章 安全規(guī)程第一章 前 言 本裝置是采用兩段法變

2、壓吸附（Pressure Swing Adsorption簡稱PSA）工藝分離原料氣，獲得合格的二氧化碳及產品氫氣。其中一段將原料氣中二氧化碳分離提濃（98.5%）后送往下工段，脫除部分二氧化碳后的中間氣再經二段完全脫除CO2及其他雜質氣體，使產品氫氣中H2含量99.9%。裝置設計參數(shù)如下：原料氣組成（V）： H2 N2 CO2 CO CH4 4143% 0.52% 5560% 0.52% 1.0% 處理能力： 4500Nm3/h中間氣CO2含量： 10%（V）產品氫氣中H2含量： 99.9%產品氣CO2濃度： 98.5%吸附壓力：一段 0.720.977 MPa（G） 二段 0.70.957

3、 MPa（G）吸附溫度： 40 本裝置為吹掃解吸PSA脫碳工藝，就本工藝特點而言，氫氣中雜質含量越低，氫氣等氣體回收率就越低。所以操作中不應單純追求氫氣的純度，而應視實際需要，控制適當純度，以獲較高的經濟效益。在啟動和運轉這套裝置前，要求操作人員透徹地閱讀這份操作手冊，因為不適當?shù)牟僮鲿е逻\行性能低劣和吸附劑損壞。本手冊中所涉及壓力均為表壓，組成濃度均為體積百分數(shù)，以下不再專門標注。第二章 工藝說明第一節(jié) 裝置概述本裝置由兩個系統(tǒng)組成，即一段和二段。一段采用12個吸附塔1塔同時吸附8次均壓吹掃工藝，二段采用4個吸附塔1塔同時吸附1次均壓2次吹掃工藝，其示意圖如圖1-1所示。逆放氣、吹掃氣 順

4、放氣原料氣一段裝置產品氫氣二段裝置產品二氧化碳裝置緊急放空裝置緊急放空圖1-1 工藝方塊示意圖來自壓縮機出口溫度40，壓力為0.751.0MPa二氧化碳含量約55%的原料氣首先進入氣水分離器（V0101）除去原料氣中的游離態(tài)水后進入一段，分離出高濃度二氧化碳(98.5%)并送往下工段，同時降低中間氣中二氧化碳濃度。一段系統(tǒng)包括氣水分離器（V0101）、吸附塔（T0101A-L）、二氧化碳緩沖罐（V0102）等設備。出一段的中間氣進入二段，二段系統(tǒng)將中間氣中CO2及其它雜質氣體充分脫除，使出二段系統(tǒng)的產品氫氣純度99.9%，二段包括吸附塔（T0201AD）、產品氫氣緩沖罐（V0201）、吹掃氣緩

5、沖罐（V0202 V0205）等設備。第二節(jié) 一段系統(tǒng)工作原理和實施過程變壓吸附的基本原理是利用吸附劑對吸附質在不同分壓下有不同的吸附容量，并且在一定壓力下對被分離的氣體混合物的各組分又有選擇吸附的特性，加壓吸附除去原料氣中雜質組分，減壓脫附這些雜質而使吸附劑獲得再生。因此，采用多個吸附床，循環(huán)地變動所組合的各吸附床壓力，就可以達到連續(xù)分離氣體混合物的目的。變壓吸附（PSA）法脫除變換氣中二氧化碳，即根據(jù)上述原理，利用所選擇的吸附劑在一定的吸附操作壓力下，選擇吸附變換氣中的氣態(tài)水、有機硫和無機硫及二氧化碳。就本裝置而言，變換氣先進入一段系統(tǒng)處于吸附狀態(tài)的吸附床吸附，當吸附床吸附飽和后，通過8次

6、均壓降充分回收床層死空間中的氫氮氣，同時增加床層死空間中二氧化碳濃度，整個操作過程在入塔原料氣溫度下進行。整個工藝采用十二臺吸附塔完成，其工作步驟如下（以A塔為例）：每個吸附塔在一次循環(huán)中需經歷：吸附（A）、一均降（E1D）、二均降（E2D）、三均降（E3D）、四均降（E4D）、五均降（E5D）、六均降（E6D）、七均降（E7D）、八均降（E8D）、順放（PP）、逆放（BD）、 吹掃（P）、二段升（2ER）、八均升（E8R）、隔離（I）、七均升（E7R）、六均升（E6R）、五均升（E5R）、四均升（E4R）、三均升（E3R）、二均升（E2R）、一均升（E1R）、終升（FR）等二十三個步驟。1）

7、吸附（A）來自氣水分離器的變換氣，經程控閥KV101A,從A塔下端入塔，在吸附工作壓力下自下而上地流經吸附床時，氣流中二氧化碳被吸附劑選擇性地吸附，吸附二氧化碳后氣體經KV102A從塔頂排出并輸往二段系統(tǒng)。當二氧化碳的吸附前沿接近吸附床出口時，即停止進料和輸出中間氣。此時吸附前沿到出口端之間尚留一段“未吸附飽和的吸附劑”預留段。2）一均降（E1D）A塔吸附停止后，通過程控閥KV103A、KV103C、與C塔進行壓力均衡，即A塔與C塔出口連通。此時A塔的吸附前沿繼續(xù)向前推進，當A、C兩塔壓力基本平衡后，A塔的吸附前沿仍未到達出口端。這一過程的作用是回收A塔死空間內的部分氫氣，其組成與輸出的中間氣

8、基本相同。3）二均降（E2D）一均降結束后，A塔內還有較高壓力，通過程控閥KV103A、KV103D與D塔進行壓力均衡，即A塔與D塔出口連通。此時A塔的吸附前沿繼續(xù)向前推進，當A、D兩塔壓力基本平衡后，A塔的吸附前沿仍未到達出口端。此時，需繼續(xù)均壓。4）三均降（E3D）二均降結束后，A塔內還有較高壓力，通過程控閥KV104A、KV104E與E塔進行壓力均衡，即A塔與E塔出口連通。此時A塔的吸附前沿繼續(xù)向前推進，當A、E兩塔壓力基本平衡后，A塔的吸附前沿仍未到達出口端。此時，需繼續(xù)均壓。5）四均降（E4D）三均降結束后，A塔內還有較高壓力，通過程控閥KV104A、KV104F與F塔進行壓力均衡，

9、即A塔與F塔出口連通。此時A塔的吸附前沿繼續(xù)向前推進，當A、F兩塔壓力基本平衡后，A塔的吸附前沿仍未到達出口端。此時，需繼續(xù)均壓。6）五均降（E5D）四均降結束后，A塔內還有較高壓力，通過程控閥KV105A、KV105G與G塔進行壓力均衡，即A塔與G塔出口連通。此時A塔的吸附前沿繼續(xù)向前推進，當A、G兩塔壓力基本平衡后，A塔的吸附前沿仍未到達出口端。此時，需繼續(xù)均壓。7）六均降（E6D）五均降結束后，A塔內還有較高壓力，通過程控閥KV105A、KV105H與H塔進行壓力均衡，即A塔與H塔出口連通。此時A塔的吸附前沿繼續(xù)向前推進，當A、H兩塔壓力基本平衡后，A塔的吸附前沿仍未到達出口端。此時，需

10、繼續(xù)均壓。8）七均降（E7D）六均降結束后，A塔內還有較高壓力，通過程控閥KV106A、KV106I、KV109A、KV109I與I塔進行壓力均衡，即A塔與I塔出口連通。此時A塔的吸附前沿繼續(xù)向前推進，當A、I兩塔壓力基本平衡后，A塔的吸附前沿仍未到達出口端。此時，需繼續(xù)均壓。9）八均降（E8D）七均降結束后，A塔內尙有一定壓力，通過程控閥KV106A、KV106J、KV109A、KV109J與J塔進行壓力均衡，即A塔與J塔上、下端都連通。此時A塔的吸附前沿繼續(xù)向前推進，當A、J兩塔壓力基本平衡后， A塔的吸附前沿剛到出口端，此時，停止均壓。到這一過程結束時，A塔內死空間氣體被充分回收，其吸附

11、劑也基本上被利用。10）順放PP均壓結束后接著進行順放，開啟程控閥 KV106A、KV109A并根據(jù)情況開啟程控閥 KV111、KV112，當順放氣中二氧化碳濃度接近98.5%時關閉開啟的程控閥。該過程目的是提純床層中二氧化碳的濃度以滿足下工段生產的要求。11）逆放BD經過順放步序后，A塔內最后剩余氣體為高濃度二氧化碳產品氣，開啟程控閥 KV110A、并根據(jù)情況開啟KV113，利用調節(jié)閥PIC101勻速的將氣體在規(guī)定的時間內回收至二氧化碳緩沖罐。在逆放過程中隨著壓力的逐步降低被吸附二氧化碳解吸出來，故此過程要求吸附床最終壓力越低越好。12）. 吹掃（P）逆放結束后，利用從二段系統(tǒng)吹掃氣緩沖罐V

12、0205來的吹掃氣，通過程控閥KV108A讓吹掃氣從吸附塔頂端進入吸附塔A。吹掃氣通過床層時因存在濃度差被吸附二氧化碳解吸出來，使吸附劑獲得再生。從塔底排出的氣體中二氧化碳濃度達到要求的通過程控閥KV110A回收至二氧化碳緩沖罐，其余部分則停留在吸附塔A內。經過吹掃后吸附劑得到較好的再生，接著進行床層升壓過程。13）二段升（E2R）吹掃結束后，利用從二段系統(tǒng)吹掃氣緩沖罐V0204來的混合氣，通過程控閥KV107A讓混合氣從吸附塔頂端進入吸附塔A。此過程主要是回收二段吹掃氣中的氫氣并對A塔進行升壓。14）. 八均升（E8R）二段升結束后，通過程控閥KV106A、KV106D、KV109A、KV1

13、09D與D塔進行壓力均衡，即A塔與D塔進出口均連通。L塔對A塔進行八均升，L塔進行八均降。15）. 隔離（I）八均升壓結束后，關閉A塔所有程控閥，使A塔與系統(tǒng)完全隔離16）. 七均升（E7R）隔離結束后，通過程控閥KV106A、KV106E、KV109A、KV109E與E塔進行壓力均衡，即A塔與E塔進出口均連通。E塔對A塔進行七均升，E塔進行七均降。17）. 六均升（E6R）七均升結束后，通過程控閥KV105A、KV105F與F塔進行壓力均衡，即A塔與F塔出口連通。F塔對A塔進行六均升，F(xiàn)塔進行六均降。18）. 五均升（E5R）六均升結束后，通過程控閥KV105A、KV10G與G塔進行壓力均衡

14、，即A塔與G塔出口連通。G塔對A塔進行五均升，G塔進行五均降。19）. 四均升（E4R）五均升結束后，通過程控閥KV104A、KV104H與H塔進行壓力均衡，即A塔與H塔出口連通。H塔對A塔進行四均升，H塔進行四均降。20）. 三均升（E3R）四均升結束后，通過程控閥KV104A、KV104I與I塔進行壓力均衡，即A塔與I塔出口連通。I塔對A塔進行三均升，I塔進行三均降。21）.二均升（E2R）三均升結束后。通過程控閥KV103A、KV103J與J塔進行壓力均衡，即A塔與J塔出口連通。J塔對A塔進行二均升，J塔進行二均降。22）. 一均升（E1R）二均升結束后。通過程控閥KV103A、KV10

15、3K與K塔進行壓力均衡，即A塔與K塔出口連通。A塔進行一均升，K塔進行一均降。對A塔的一系列均壓過程，不但回收了各塔死空間內的氫和提高了A塔的壓力，而且還將A塔殘存的少量雜質，推向吸附塔的進口端，起著吸附劑的“更新”作用。通過8次升壓，吸附床為下一循環(huán)的所有準備工作即告完畢，緊接著進行下一循環(huán)過程。23）. 終升（FR）即為最終充壓，利用L吸附塔吸附過程的中間氣，把A塔壓力提高到操作壓力。中間氣經閥KV102A由A塔出口端充入A塔，最終使A塔壓力基本接近吸附壓力。這一過程同樣也有把A床內少量雜質組分再一次推向入口端的作用。通過8次充壓及終升，吸附床為下一循環(huán)的所有準備工作即告完畢，緊接著進行下

16、一循環(huán)過程。其余7個塔的操作步驟與A塔完全相同，只是在時間上按一定程序相互錯開。第三節(jié) 二段系統(tǒng)工作過程二段系統(tǒng)脫除中間氣中二氧化碳及其它氣體雜質，即利用所選擇的吸附劑在一定的吸附操作壓力下，選擇吸附中間氣中的二氧化碳和其它氣體而使氣體得以凈化。當吸附床壓力降低時，被吸附的組分就得以解吸，使吸附床按一定的順序變動壓力，就組成連續(xù)分離氣體混合物的（PSA）裝置。整個操作過程在入塔原料氣溫度下進行。一、二段系統(tǒng)吸附劑的再生 吸附塔壓力降至低壓：首先順著吸附方向降至某一中間壓力（均壓、順放），以回收床層死空間（系指吸附塔內除去吸附劑外的所有空間）的產品氣，接著是逆著吸附的方向降至低壓（逆放），此時被

17、吸附的雜質組分從吸附劑中解吸，并排出吸附塔； 通過吹掃進一步將吸附劑吸附的二氧化碳解吸出來；二、凈化系統(tǒng)吸附塔工作步驟如下（以A塔為例）：每個吸附塔在一次循環(huán)中需經歷：吸附（A）、一均降（E1D）、順方（PP）、逆放（BD）、吹掃二（P2）、吹掃一（P1）、一均升（E1R）、終升（FR）等8個步驟。1）吸附（A）來自一段的中間氣，經程控閥KV201A,從A塔下端入塔，在吸附工作壓力下自下而上地流經吸附床時，氣流中二氧化碳被吸附劑選擇性地吸附，吸附二氧化碳后氣體經KV202A從塔頂排出，其中的一部份氣體通過KV208用作最終充壓氣，而大部分氣體輸往下工段。當二氧化碳的吸附前沿接近吸附床出口時，即

18、停止進料和輸出氫氣。此時吸附前沿到出口端之間尚留一段“未吸飽和的吸附劑”預留段。2）一均降（E1D）A塔吸附停止后，通過程控閥KV203A、KV203C立即與C塔進行壓力均衡，即A塔與C塔出口連通。此時A塔的吸附前沿繼續(xù)向前推進，當A、C兩塔壓力基本平衡后，A塔的吸附前沿仍未到達出口端。這一過程的作用是回收A塔死空間內的部分氫氣，其組成與輸出的產品氫氣基本相同。3）順放（PP）一均降結束后，打開程控閥KV204A、塔內氣體從吸附塔上端排出并分別通過程控閥KV209A/B、KV210A/B依次進入順放緩沖罐V0202、V0203、作為二次吹掃氣源。順放結束后，關閉程控閥KV204A、KV209A

19、/B、KV210A/B。4）逆放（BD）順放結束后，將A塔內高壓部分氣體通過程控閥KV206A、KV211回收至逆放氣緩沖罐V0204用于一段二段升升壓，其余壓力較低部分根據(jù)情況通過KV212回收至吹掃氣緩沖罐V0205用作一段系統(tǒng)吹掃，同時不回收的氣體可通過KV213放空。這一過程的目的是將吸附的雜質解吸出來，使吸附劑得到初步再生，此過程要求吸附床降到最低壓力。5）吹掃二（P2）逆放結束后，打開程控閥KV205A、KV214利用順放緩沖罐V0203中氣體對A塔進行吹掃，使吸附劑獲得再生，吹掃時氣體通過調節(jié)閥PV0203勻速緩慢的通過吸附塔以達到最佳吹掃效果，解吸氣通過KV214去吹掃氣緩沖罐

20、V0205或通過KV215部分放空。6）吹掃一（P1）吹掃二結束后，打開程控閥KV205A、KV214利用順放緩沖罐V0202中氣體對A塔進行吹掃，使吸附劑再次獲得再生，吹掃時氣體通過調節(jié)閥PV0202勻速緩慢的通過吸附塔以達到最佳吹掃效果，解吸氣通過KV214去吹掃氣緩沖罐V0205或通過KV215部分放空。經過兩次吹掃后吸附劑完成再生過程，接著進行升壓。7）一均升（E1R）吹掃一結束后，通過程控閥KV203A、KV203C與C塔進行壓力均衡，即A塔與C塔出口連通。A塔進行一均升，C塔進行一均降。對A塔的均壓過程，不但回收了各塔死空間內的氫氣和提高了A塔的壓力，而且還將A塔殘存的少量雜質，推

21、向吸附塔的進口端，起著吸附劑的“更新”作用。8）終升（FR）即為最終升壓，利用D吸附塔出塔產品氣，把A塔壓力提高到操作壓力。中間氣經閥KV208、KV203A由塔出口端充入A塔，最終使A塔壓力基本接近吸附壓力。這一過程同樣也有把A床內少量雜質組分再一次推向入口端的作用。A塔通過一次升壓和終升，吸附床為下一循環(huán)的所有準備工作即告完畢，緊接著進行下一循環(huán)過程。其余3塔的操作步驟與A塔完全相同，只是在時間上按一定程序相互錯開。第四節(jié) 工藝流程一、裝置一段一段系統(tǒng)工藝流程見工藝流程圖，壓力為0.977MPa溫度小于40的原料氣由界外送入一段系統(tǒng)，先經氣水分離器（V0101）除去游離水后進入處于吸附步驟

22、的1個塔，由下而上通過床層，出塔中間氣送入二段系統(tǒng)。當被吸附雜質的濃度前沿接近床層出口時，關閉吸附塔的進出口程控閥，使其停止吸附，通過8次均壓步驟回收床層死空間的氫氣，然后先少量順放以提純床層二氧化碳濃度，再逆著吸附方向降壓，回收二氧化碳氣體供下工段使用。逆放結束后，利用二段吹掃氣解吸吸附的雜質，使吸附劑得到再生同時回收吹掃氣中的氫氣。吹掃結束后利用二段升壓氣體對吸附塔升壓，然后用一段系統(tǒng)均壓氣和中間氣對床層逆向升壓至接近吸附壓力，吸附床便開始進入下一個吸附循環(huán)過程。二、裝置二段二段系統(tǒng)工藝流程見工藝流程圖，中間氣進入二段中處于吸附步驟的1個塔，由下而上通過吸附塔，出吸附塔產品氫氣送往下一工段

23、。當吸附雜質的濃度前沿接近吸附劑床層出口時，關閉吸附塔的中間氣進口閥和產品氣出口閥，使其停止吸附，通過1次均壓步驟回收吸附床層死空間的有效氣體。然后進行順放，將塔內氣體依次放入V0202、V20203 兩個順放緩沖罐為吹掃做準備。順放結束后進行逆放，即將吸附塔氣體中可回收部分通過程控閥KV206、KV211放入逆放氣緩沖罐（V0204），逆放解析氣去一段作為二段升氣源，其余不可回收氣體則通過程控閥KV213放空至常壓，被吸附雜質排入大氣使吸附劑得到初步再生。逆放結束后開始吹掃，V0202、V0203兩個順放氣緩沖罐中氣體通過調節(jié)閥PIC202、PIC203緩慢勻速對吸附塔進行逐次吹掃，以進一步

24、解吸吸附劑上殘留的吸附雜質使吸附劑得到完全再生。吹掃解吸氣通過緩沖罐V0205緩沖后作為一段吸附劑再生氣源吹掃一段。吹掃結束后，利用二段系統(tǒng)均壓氣和產品氣對床層逆向升壓至接近吸附壓力，吸附床便開始進入下一個吸附循環(huán)過程。第二章 變壓吸附裝置的開停車第一節(jié) 系統(tǒng)的置換一、置換用氣：用純度大于99.5%（V）壓力為0.5MPa的氮氣(或惰性氣體)置換二、置換步驟.啟動油壓系統(tǒng)，讓所有程控閥關閉。.打開置換用氮氣管線手動閥V116向系統(tǒng)充入置換氣，置換氣經過氣水分離器V0101后從從管道PG0103上排污閥后端法蘭處排出大氣，同時打開氣水分離器排污閥、安全閥的前端法蘭和手動閥的放空管及原料氣入口盲板

25、進行置換，直到排出口含氧量低于0.5%為止，然后關閉氣水分離器排污閥、手動放空閥及安全閥前手動閘閥，裝好安全閥的前端法蘭，全關上述手動閥。當水分離器V0101和PG0103置換合格后，充壓至0.05Mpa(表壓).一段吸附塔區(qū)、對應管道及其相連緩沖罐的置換： 吸附塔的置換 打開手動閥V101、V216、V217打開吸附塔T0101A的程控閥KV101A和KV107A、KV108A，視情況打開凈化段相關閥門，置換放空氣經凈化段吸附塔后通過V218放空。當吸附塔T0101A置換合格后關閉手動閥V216、V217，充壓至0.05Mpa(表壓)，關閉程控閥KV101A和KV107A、KV108A；同理

26、置換吸附塔T0101BL。吸附塔區(qū)管道的置換 依次打開PG0105的排污閥、吸附塔T0101A的程控閥KV101A和KV103A，當PG0105置換合格后關閉PG0106的排污閥，充壓至0.05Mpa(表壓)，關閉程控閥KV101A和KV103A；同理置換PG0106、PG0107、PG0108、PG0109、PG0110、PG0111、PG0112、PG0113；依次打開吸附塔T0101A的程控閥KV101A和KV106A，管道PG0109上的排污閥，當PG0113置換合格后關閉該管道上的排污閥，打開管道VT103上手動閥V109、程控閥KV111，將該段管線置換合格，關閉V109、程控閥K

27、V111，充壓至0.05Mpa(表壓)，關閉程控閥KV101A和KV106A；同理置換VT0104、VT0105、PG0115、PG0116、PG0117。 二段吸附塔區(qū)、對應管道及其相連緩沖罐的置換：吸附塔的置換 打開手動閥V103、V201A、V218程控閥KV101A、KV102A，打開吸附塔T0201A的程控閥KV201A和KV202A，當吸附塔T0201A置換合格后關閉程控閥KV202A，充壓至0.05Mpa(表壓)，關閉程控閥KV101A、KV102A、KV201A；當PG0203置換合格后關閉手動閥V218，打開手動閥V202、V201B進行置換。同理置換吸附塔T0201BD。吸

28、附塔區(qū)管道的置換 打開管道PG0204的排污閥、吸附塔T0201A的程控閥KV203A當PG0204置換合格后關閉該管道上程控閥KV203A；同理置換PG0205 PG0208。打開手動閥V205A/B、V220，再打開程控閥KV201A、KV204A、KV209A/B，對該管線PG0210、VT0205進行置換至合格后關閉V205A/B、V220、KV209A/B。同理置換PG0211及該管線上的放空管道，打開程控閥KV210A/B、V206A/B和V222，合格后關閉該手動閥。按照同樣的方法對PG0212、PG0213進行置換。打開手動閥V213、程控閥KV201A、KV206A、KV21

29、3，對管線VT0202進行置換至合格后關閉上述閥門。用同樣的方法置換管道VT0203、PG0215、PG0216以及其相關聯(lián)的放空管線。 緩沖罐的置換 打開緩沖罐V202的放空閥和排污閥、程控閥KV201A、KV204A、KV209A/B對緩沖罐V202進行置換，當置換合格后關閉緩沖罐V0202的放空閥和排污閥充壓至0.05Mpa(表壓)后，關閉所有閥門。用同樣的方法對緩沖罐V0203 V0205進行置換。三、置換要求取樣分析其中的氧含量，直到氧含量低于0.5%為止。四、置換結束 檢查保證系統(tǒng)與外界隔離。第二節(jié) 系統(tǒng)儀器儀表及自控系統(tǒng)開車前的準備工作一、對現(xiàn)場壓力表和溫度計按要求進行調校，在其

30、量程范圍內，測量精度不得低于1.5級； 二、對壓力變送器按要求進行調校，在其量程范圍內，測量精度不得低于1.5級，通入420mA電流，檢查零位和滿度是否正確；。三、用標準氣對CO2 在線分析儀按要求進行調校并合格。 當通入標準氣時，CO2在線分析儀的指針應指示在標準氣中CO2含量處，當向標準氣加入少量空氣時，測量值應下降。如果不是上述情況，需查故障，直至符合為止；四、用標準氣對H2 在線分析儀按要求進行調校并合格。 當通入標準氣時，H2在線分析儀的指針應指示在標準氣中H2含量處，當向標準氣加入少量空氣時，測量值應下降。如果不是上述情況，需查故障，直至符合為止；五、按流量計的使用說明書進行調校和

31、標定，并確定流量計有關系數(shù)。以上所有儀器儀表的調校和標定必須經當?shù)刂鞴芗夹g監(jiān)督機構的認可；五、檢查微機油壓控制系統(tǒng) 微機控制器的主控訊號經過電磁閥、換向站實現(xiàn)電液轉換后，驅動現(xiàn)場各程控閥動作，微機報警系統(tǒng)由程控閥閥位檢測系統(tǒng)及成分分析系統(tǒng)（AIRA101、AIRA102、AIRA201）發(fā)訊控制。 系統(tǒng)按要求安裝完畢后，應嚴格按程序檢查電磁閥接線是否有誤。逐一核對微機控制器對程控閥的編號與現(xiàn)場對程控閥的編號是否按設計要求一一對應。然后，啟動油壓系統(tǒng)，動態(tài)檢查程控閥的開關是否符合設計要求，程控閥閥位位置傳感器是否正常。 仔細反復核對輸入微機控制器的程控閥開關是否符合程控閥開關時序圖的要求（微機控

32、制器、程控閥、油壓系統(tǒng)等聯(lián)動后檢查），對主要程控閥開關時序圖和備用程控閥開關時序圖都必需仔細反復核對。 在定時狀態(tài)下任意設置可調時間，開啟電源，程序即從初始狀態(tài)開始執(zhí)行，仔細反復核對控制程序是否符合設計要求。閱讀控制系統(tǒng)使用說明書，仔細檢查控制系統(tǒng)各功能是否正常。 仔細檢查儀表電源和電磁閥驅動電源是否有足夠的備品。 仔細檢查油壓系統(tǒng)的壓力和液位是否接入控制系統(tǒng)，報警功能是否符合設計要求。 仔細檢查裝置各個壓力、分析等報警功能是否符合設計要求。六、油泵電氣聯(lián)鎖試驗啟動脫碳裝置油壓系統(tǒng)，油壓壓力調定到4.55.0MPa，分別關閉正在運轉的油泵，觀察其備泵是否自動啟動，并檢查控制系統(tǒng)是否報警，如此反

33、復進行，直到符合設計要求為止。第三節(jié) 系統(tǒng)試車 一段和二段系統(tǒng)工藝閥門的設定：全開一段和二段系統(tǒng)安全閥手動閥V112、V114、V219、V221、V223、V225 打開一段順放、逆放手動閥V105、V109、V111以及放空手動閥V108；調節(jié)閥進出口閥V107A/B，應根據(jù)裝置負荷調整其閥門開度，通常開度約3050%。打開二段逆放、吹掃放空手動閥V211、V212、V213、V214、V215,緩沖罐V0202、V0204 進口閥V205A/B、V206A/B,調節(jié)閥前后手動閥V207A/B、V209A/B，緩沖罐V0204、V0205 出口閥V216、V217,終升手動閥V204。應根

34、據(jù)裝置負荷調整其閥門開度，通常開度約3050%。全關一段和二段系統(tǒng)所有排污閥和其它工藝閥門。 一段和二段系統(tǒng)儀器儀表系統(tǒng)閥門的設定全開一段和二段系統(tǒng)所有現(xiàn)場壓力表閥、壓力變送器取樣閥、手動分析取樣閥、在線CO2、H2分析儀氣源取樣閥、調節(jié)閥儀表氣源閥。 調節(jié)閥設定將流量調節(jié)回路PV-101、PV-202、PV-203置于自動狀態(tài)，控制該調節(jié)閥的開度，以保證流量均勻。 啟動油壓系統(tǒng)：按油壓系統(tǒng)操作使用說明書啟動，讓所有程控閥關閉。 再次反復核對一段和二段系統(tǒng)輸入微機控制器的主程序和備用程序程控閥開關是否符合工藝設計要求（微機控制器、程控閥、油壓系統(tǒng)等聯(lián)動后檢查）。 將一段和二段系統(tǒng)流量計、壓力變

35、送器、在線CO2、H2分析儀、調節(jié)回路等儀器儀表投入運行。 再次多處取樣分析一段和二段系統(tǒng)的氧氣含量是否合格，取樣分析即將送到一段系統(tǒng)的原料氣組成及氧氣含量是否合格。 以上分析合格后方可試車。二、系統(tǒng)試車 通知前工序做好送原料氣氣和通知后工序做好接受產品二氧化碳氣以及產品氫氣的準備。 當系統(tǒng)準備工作一切就緒后，即可將原料氣引入，使系統(tǒng)投料運行。具體操作如下：1） 充壓開車（為盡快獲得合格的產品氣體，建議采用充壓開車。特別是在低負荷開車情況。）打開產品氫氣緩沖罐進口閥V203,并打開調節(jié)閥PV201前截止閥V201A并適當開啟產品氫氣放空閥V218。緩慢打開手動閥V101、V102手動開啟一段各

36、相應程控閥將處于不同狀態(tài)的吸附塔充壓至對應狀態(tài)，充壓時保持吸附塔壓力在每分鐘升高0.05MPa的速度，以防止超流量操作。操作時應注意單臺程控閥連續(xù)動作時間不要超過20分鐘，以避免燒壞電磁閥；一段充壓結束后，緩慢打開手動閥V103，手動開啟二段各相應程控閥將處于不同狀態(tài)的吸附塔充壓至對應狀態(tài)，充壓時保持吸附塔壓力在每分鐘升高0.05MPa的速度，以防止超流量操作。在此操作時應特別注意，不要用一臺或幾臺一段吸附塔對二段吸附塔充壓，應多臺切換充壓，以避免吸附劑（氧化鋁）吸水過飽和后穿透，造成硅膠失活； 充壓結束后，再次確認各系統(tǒng)內閥門開關是否符合要求； 啟動一段和二段系統(tǒng)控制器：按控制器使用說明書啟

37、動。使控制器、油壓系統(tǒng)、程控閥所組成的程控系統(tǒng)處于正常程序運行狀態(tài)。再次核查程序系統(tǒng)是否正常，同時，程序系統(tǒng)各步驟時間按正常運行時間的23倍設定。將FIC-101、FIC-201、FIC-202、FIC-203投運，對其進行初步調節(jié)，以后隨處理氣量或操作工況作進一步調整。 觀察中間氣中CO2含量的變化，中間氣中CO2含量控制在610%范圍內，此值升高，產品CO2含量升高，但CO2回收率降低，反之，則CO2回收率升高，產品CO2含量降低； 隨時分析產品氫氣中H2含量，調整二段循環(huán)時間，當二段產品氫氣中H2含量99.9%，關閉V218打開V201B送往下工段分析產品氣CO2含量，調整順放時間，當產

38、品氣CO2含量98.5時打開手動閥V104將產品氣CO2送至下一工序。2）常壓開車 在一段系統(tǒng)開啟時，即作好向二段送氣的準備工作。 緩慢打開手動閥V101、V102使吸附塔壓力保持在每分鐘升高0.05MPa的速度，以防止超流量操作； 啟動一段系統(tǒng)控制器，使控制器、油壓系統(tǒng)、程控閥所組成的程控系統(tǒng)處于正常程序運行狀態(tài)。同時，程序系統(tǒng)各步驟時間按正常運行時間的23倍設定；緩慢開啟手動閥V103，向二段送入中間氣。保證吸附塔壓力保持在每分鐘升高0.05MPa的速度，以防止超流量操作； 啟動凈化系統(tǒng)控制器，使控制器、油壓系統(tǒng)、程控閥所組成的程控系統(tǒng)處于正常程序運行狀態(tài)。同時，程序系統(tǒng)各步驟時間按正常運

39、行時間的23倍設定。將流量調節(jié)回路PV-101、PV-201、PV-202、PV-203置于自動狀態(tài)，控制該調節(jié)閥的開度，以保證流量均勻。 當吸附壓力升高到0.977MPa以上時，取樣分析產品氫氣中H2含量，當其H2濃度99.9%時，打開V201A慢慢向下一工序送氣，送氣量以保證吸附壓力不低于0.977MPa為準；分析產品氣CO2含量，調整順放時間，當產品氣CO2含量98.5%，此時打開手動閥V104將產品氣CO2送至下一工序。操作時，根據(jù)系統(tǒng)處理氣量，隨時調節(jié)系統(tǒng)程序各步驟運行時間，并將原料氣流量增至滿負荷或用戶需要的值。觀察中間氣中CO2含量的變化，中間氣中CO2含量控制在610%范圍內，

40、穩(wěn)定后則每切換一次程序CO2濃度就先降低再升高。如果觀察到這種有規(guī)律的變化時，則系統(tǒng)已基本穩(wěn)定。至此，本系統(tǒng)試車過程結束，裝置投入正常運行。第四節(jié) 系統(tǒng)運行調節(jié)一、裝置正常運行時主要操作參數(shù)見下表： 表2-1 裝置主要操作參數(shù)一覽表原料氣進口壓力(表壓)0.751.0MPa中間氣進口壓力(表壓)0.720.98MPa變換氣進口溫度40二段氣出口壓力(表壓)0.70.95MPa產品氫氣溫度40原料氣中二氧化碳含量5560%(V)一段出口中間氣二氧化碳含量610%（V）二段出口產品氫氣中H2含量99.9%(V)產品二氧化碳濃度98.5%(V)油壓泵站操作壓力4.55.0MPa二、一段及凈化系統(tǒng)吸附

41、塔各步驟壓力表2-2 一段系統(tǒng)吸附塔各步驟壓力一覽表序 號變壓吸附步驟壓 力(MPa)備 注1吸 附0.982一 均 降0.980.8733二 均 降0.8730.7674三 均 降0.7670.6605四 均 降0.6600.5536五 均 降0.5530.4477六 均 降0.4470.3408七 均 降0.3400.2339八 均 降0.2330.12710順放0.1270.09711逆放0.0970.01012吹掃0.02013二段升0.0200.0514八均升0.050.12715七均升0.1270.23316六均升0.2330.34017五均升0.3400.44718四均升0.44

42、70.55319三均升0.5530.66020二均升0.6600.76721一均升0.7670.87322終升0.8730.98二段系統(tǒng)吸附塔各步驟壓力見表表2-3 二段系統(tǒng)吸附塔各步驟壓力一覽表序 號變壓吸附步驟壓 力(MPa)備 注1吸 附0.952一 均 降0.950.4858順放一0.4850.3569順放二0.3560.15712逆放0.1570.03013吹掃一0.0214吹掃二0.0222一 均 升0.020.48523終升0.4850.95三、循環(huán)時間的調節(jié)循環(huán)時間、原料氣流量和產品氫氣中H2濃度三者之間有直接關系。當要求產品氫氣H2濃度一定（例如99.9%）時，原料氣流量變化

43、對循環(huán)時間最敏感，原料氣流量增大，則要求循環(huán)時間縮短，反之亦然。通過調整循環(huán)時間的辦法即能改變產品氫氣中H2含量。循環(huán)時間縮短，產品氫氣中H2含量降低，但同時有效氣體回收率下降，反之亦然。通過調整逆放氣壓力的辦法即能改變產品氣CO2濃度。逆放壓力低，產品氣CO2濃度升高，但同時產品氣CO2回收率下降，反之亦然。四、運行檢查項目和調整為了取得良好的運行性能，在運行期間要檢查和調整下列項目： 吸附步驟為了滿足設計產品氫氣中H2含量要求，吸附步驟壓力要穩(wěn)定。除進氣壓力要穩(wěn)定外，吸附塔最終升壓流量的調節(jié)直接影響吸附壓力。其次原料氣流量過小也會影響吸附壓力的穩(wěn)定。再其次是流量要恒定。 均壓步驟由于存在阻

44、力原因，兩個塔之間均壓后的壓力不會完全一樣，要求平衡后的壓差在0.03 MPa以內。設定的均壓時間只需滿足實際的均壓達到平衡所需要的時間就行了，由于存在吸附劑對混合氣各組份吸附的原因，因此，均壓達到平衡后的壓力比上述步驟的理論壓力低，均壓時，混合氣中二氧化碳濃度越高，實際均壓平衡后的壓力就越低。 順放步驟一段順放步驟的目的是利用產品CO2氣體將吸附塔內的非CO2氣體頂出，從而達到提純目的。順放時間應根據(jù)要求的 CO2氣體純度和回收率調整；二段順放步驟的目的是利用順放氣對吸附塔進行吹掃，從而將吸附劑內吸附的氣體沖洗出來，順放時間可調，且應根據(jù)吸附塔壓降調整二次順放的時間，盡量做到二次的壓差均勻。

45、 逆放步驟逆放過程實際上是很迅速的。逆放速度過快，不僅使系統(tǒng)產生噪聲，而且會造成對吸附劑的磨損。本裝置通過調整調節(jié)閥入手動閥的開度，使逆放壓力在較勻速的條件下在規(guī)定的時間內緩慢放至低壓，要求逆放終時壓力愈低愈好，逆放終時壓力愈低，對吸附劑的解吸有利，吸附劑再生效果好。吹掃步驟吹掃步驟的目的是利用低濃度的氣體對吸附塔進行吹掃，從而將吸附劑內高濃度吸附的氣體沖洗出來，達到吸附劑再生的目的。吹掃時間可調，以保證每臺吸附塔要有足夠的吹掃氣，且在整個吹掃步驟內勻速吹掃為宜。操作時，一段的吹掃氣量，通過調節(jié)相關手動閥的開度來控制到一段吹掃氣量，以保證一段吸附塔能逐一勻速吹掃；二段的吹掃氣量，通過調節(jié)閥的開

46、度來控制到吹掃氣量。一個吸附塔具有固定的負載雜質的能力。因此，在一個吸附再生循環(huán)里能提純一定數(shù)量的原料氣。如果循環(huán)時間（周期）過長，由于導入的原料氣過多會造成產品氫氣中H2含量升高；循環(huán)時間（周期）過短，則由于床層未均分利用而引起氫的損失增大（氫回收率降低）。因此，在操作時，循環(huán)時間（周期）的任何調整必須謹慎地進行。因為二段產品氫氣純度的變化要滯后23個周期才能反應出來。當二段產品氫氣純度不合格時，產品氫氣中H2含量下降表明整個床層已遭污染。雜質組份已突破塔的出口端。造成此惡果的原因可能是操作調節(jié)不當，也可能是裝置自控系統(tǒng)發(fā)生故障。一旦找出原因，經過處理后應盡快恢復正常狀態(tài)。恢復的有效方法一是

47、縮短循環(huán)時間（周期），二是降低負荷（減小處理氣量）運轉一段時間。如果二者結合起來則效果更好，產品純度恢復得更快。但要注意縮短循環(huán)時間（周期）要保證每一步驟（如均壓、逆放等）所需要的起碼時間。特別是裝置在增加負荷時，應提前23個周期縮短循環(huán)時間，才能有效保證產品氫氣中H2含量達標；減量時，則逐步延長循環(huán)時間，以提高有效氣體回收率。并且對于二段來說，中間氣中二氧化碳的含量高低直接影響到產品氫氣的純度，在實際操作中要根據(jù)實際情況來控制中間氣中二氧化碳含量的高低。第五節(jié) 系統(tǒng)停車停車一般分為三種情況：正常計劃停車、裝置出現(xiàn)較大事故需立即停車處理的緊急停車。為了處理一些小故障，停車時間不超過2小時的臨時

48、停車。 一、正常停車：首先在調度的指揮下，與前后工段聯(lián)系，征得同意后，方可按如下程序停車： 通知下工段準備停產品氫氣及產品二氧化碳氣； 通知前工段停供原料氣； 停氣后，立即關閉手動閥V101、V104、V201B； 關閉一段和二段系統(tǒng)微機控制器，停止程序運行； 將一段系統(tǒng)微機控制器改為手動切換操作，首先打開手動放空閥V110，其次將壓力高于0.5MPa的吸附塔先在各吸附塔之間進行均壓再手動打開泄壓至常壓，注意在執(zhí)行此項操作時，應控制手動放空閥V110開度，以免流速過快對吸附劑沖刷，造成損害。對于壓力低于0.5MPa的吸附塔，通過打開手動閥V111和KV112，使各塔壓力逐漸降至常壓，此時應控制

49、放空速度。降壓結束后，將一段所有吸附塔充入干燥氮氣至微正壓，然后全關一段系統(tǒng)所有手動閥； 將二段系統(tǒng)微機控制器改為手動切換操作，首先打開手動放空閥V218，其次將壓力高于0.5MPa的吸附塔程控閥KV202手動打開使各塔壓力逐漸降至常壓，在執(zhí)行此項操作時，應防止壓差過大，以免流速過快對吸附劑沖刷，造成損害。其次對于壓力低于0.5MPa的吸附塔，打開手動放空閥V213、KV213，通過放空使各塔壓力逐漸降至常壓，此時應控制放空速度。降壓結束后，將二段所有吸附塔充入干燥氮氣至微正壓，然后全關系統(tǒng)所有手動閥； 停一段和二段系統(tǒng)微機控制器電源； 停一段和二段系統(tǒng)油壓系統(tǒng)； 停一段和二段系統(tǒng)儀表盤電源。

50、二、一段和二段系統(tǒng)臨時停車首先在調度的指揮下，與前后工段聯(lián)系，征得同意后，方可按如下程序停車： 通知下工段準備停產品氫氣及產品二氧化碳氣 通知上工段停供原料氣； 停氣后，立即關閉手動閥V101、V104、V201B； 按下一段和二段系統(tǒng)微機控制器【暫?！堪粹o，停止程序運行，使控制系統(tǒng)停在正在執(zhí)行的那一步。 全關系統(tǒng)其它手動閥(安全閥手動閥除外) 停下油泵，油壓低于0.4MPa時再開啟。三、緊急停車（一般情況下不采用） 按下一段和二段系統(tǒng)控制器停車按鈕，所有程控閥全部關閉，關閉手動閥V101、V104、V201B； 適當開啟手動閥V110等閥，將氣體放空以免系統(tǒng)超壓； 全關系統(tǒng)手動閥； 根據(jù)現(xiàn)場

51、情況或停車時間，再按正常停車或臨時停車方式作進一步處理。第六節(jié) 系統(tǒng)停車后的再啟動一、正常停車后的再啟動按本章“第三節(jié)”的方法啟動。二、臨時停車后的再啟動 通知下工段準備供產品氫氣及產品二氧化碳氣 打開手動閥V101； 通知上工段送原料氣；按下一段和二段系統(tǒng)微機控制器【暫?！堪粹o，啟動運行程序，使控制系統(tǒng)處于臨時停車時正執(zhí)行的那一步狀態(tài)下，最后打開手動閥V104、V201B慢慢向下工段送氣，送氣量以保證吸附壓力不低于正常操作壓力為準；根據(jù)一段和二段系統(tǒng)處理氣量及出口氫氣含量，調節(jié)程序系統(tǒng)各步驟運行時間。三、緊急停車后再啟動 若緊急停車時間較長（數(shù)天以上），則按本章“第三節(jié)”的方法啟動 若緊急停

52、車時間較短（數(shù)小時），則按臨時停車后的再啟動方法開車。長期停車后再啟動應按照本章“第三節(jié)”的方法啟動。第四章 安全技術第一節(jié) 概述安全生產是關系到人民生命、國家財產安全的大事，是國家根本性政策，也是一項群眾性的工作。因此，操作人員應該掌握有關安全生產基本知識，自覺遵守有關的規(guī)章制度，確保實現(xiàn)安全、文明生產。本裝置產品氣主要成分為氫氣，參照氫氣系統(tǒng)執(zhí)行。按GB4968-85的火災分類法屬C類火災；按GBJ 16-87的火災危險性分類的規(guī)定，本界區(qū)為甲類；按GB5005892爆炸危險場所劃分的規(guī)定，本界區(qū)為2區(qū)，C級場所（正常情況下不能形成，而僅在不正常情況下形成爆炸性混合物場所）。 第二節(jié) 本裝

53、置有害物質對人體的危害及預防措施1. 二氧化碳(1) 二氧化碳為無色氣體, 高濃度時略帶酸味, 分子量為44,密度1.976, 升華點-78.5(760mmHg)。20時在水中的溶解度為88ml/升水。低濃度二氧化碳對呼吸中樞有興奮作用, 高濃度有顯著毒性的麻痹作用。吸入濃度為810%的二氧化碳時, 除頭昏、頭痛、眼花和耳嗚外，還有氣急、脈博加快、無力、血壓升高、精神興奮、肌肉痙攣時間延長時則神志喪失。重癥急性發(fā)作都在幾秒鐘內，幾乎象觸電般地倒下。表現(xiàn)為昏迷，反射消失，瞳孔擴大或縮小，大小便失禁，嘔吐等。嚴重者出現(xiàn)呼吸停止及休克。較輕者在幾小時內逐步蘇醒，但仍感頭痛、頭暈、無力等。往往二、三天

54、才能恢復。(2) 中毒急救迅速將中毒者脫離毒區(qū), 吸氧。必要時用高壓氧治療。搶救人員應佩戴氧氣呼吸器或隔離式防毒面具。(3) 預防措施生產二氧化碳場所, 必須保持通風良好。進入密閉設備、容器和地溝等處，應先進行安全分析，確定是否合格。分析合格前不可擅自進入。進入高濃度二氧化碳場所，進行檢查修理工作前，應先抽風排氣。分析不合格時，應戴上氧氣呼吸器或長管面具，并要有人監(jiān)護。2. 氫氣:眾所周知，氫氣是一種易燃、易爆的氣體。在大氣壓力和室溫下系無色、無味、無毒氣體，它的沸點很低（20.40K）。同時也無腐蝕性。但在高溫下（260），它將腐蝕某些金屬。如碳鋼，它與金屬中碳起作用產生“氫脆”?！皻洹笔撬性刂凶钶p的一種，分子量為2，對空氣的比重為0.07，密度最小。它還具有高度的滲透性。氫氣在空氣或氧氣中于一定條件下（指有火源或催化劑等）能產生爆炸，其爆炸范圍見表4-1。氫氣的自燃點為560。 表4-1 氫氣在氧氣和空氣中的爆炸范圍項 目氫 的 濃 度 （V%）氫在空氣中4.074.2氫在氧氣中4.6693.6氫氣在高濃度時具有單純性窒息作用，高濃度接觸時要戴自給正壓式呼吸器，穿防靜電工作服。工作現(xiàn)場嚴禁吸煙，避免高濃度吸入，進入罐、限制性空間或其他高濃度區(qū)作業(yè)，須有人