制氬工藝改造的節(jié)能效果Vol6 No4 Jul, 2004 POWER DSM文章編號:1009-1831(2004)4-0043-02制氫工藝改造的節(jié)能效果徐立群鹽城市節(jié)能技術(shù)服務(wù)中心江蘇鹽城224001)摘要介紹甲醇裂解制氫工藝特性齔較電解制氬和甲醇裂解制氬不同生產(chǎn)工藝電能消耗分析節(jié)電機理,計算削峰能力,評價經(jīng)濟效果為制氫生產(chǎn)企業(yè)提供典例。關(guān)鍵詞制氫工藝削峰滯節(jié)能效果中圖分類號TK018文獻標識碼書The Energy SavIngof reform about Making Hydrogen TechnologyXU Li-qun(Yancheng Energy Conservation Service Center Yancheng 224001 ChinaAbstract Introduce the technology character of methyl alcohol splitting decomposition for making hydrogen. Compare thenergy consumption of different produce technology of making hydrogen between electrolytic and methyl alcohol splittindecomposition. Analyze mechanism of energy conservation and calculate peak clipping capacity. Evaluate economic effect andprovide characteristic case for enterprise of making hydrogen.Key words Making hydrogen technology Peak clipping :Energy conservation effect0引言的2倍。1.2甲醇裂解制氫工藝流程及工藝特性江蘇峰峰鎢鉬制品股份有限公司是輕工業(yè)電光甲醇裂解制氫是采用甲醇和水在催化劑作用下源行業(yè)鎢鉬化工和粉末冶金專業(yè)定點生產(chǎn)企業(yè)具有分解、轉(zhuǎn)化經(jīng)變壓吸附制取氫氣的一種工藝方法。年產(chǎn)2000金屬鎢鉬的綜合能力有1座35kV變電整個生產(chǎn)包括甲醇分解轉(zhuǎn)化和變壓吸附提純2個過所受電容量630kVA年用電量3120萬kWh。鎢程甲醇分解制氫流程如圖1所示。鉬粉末冶金過程需要消耗大量的氫氣作還原劑和保護氣傳統(tǒng)的方法是采用水電解工藝制氫其純度能達到99.8%以上且能同時獲得氧氣。但該工藝甲醇+水」換反水壓氫氣熱化凵應(yīng)卻滌分吸電能消耗較大能量轉(zhuǎn)換有損失產(chǎn)品能耗偏高。為此,公司在現(xiàn)有4臺計460m3/h生產(chǎn)能力的水電解制氫工藝基礎(chǔ)上新上600mh生產(chǎn)能力的甲醇裂圖1甲醇分解制氬框圖解制氫裝置ρ套裝置并列運行后削峰能力和節(jié)能效果十分顯著。1)甲醇分解轉(zhuǎn)化程序。來自原料槽的脫鹽水與甲醇經(jīng)計量、混合后,用進料泵加壓后送入換熱制氫生產(chǎn)工藝特性器與轉(zhuǎn)化氣換熱升溫后進入汽化器生成甲醇水蒸汽過熱混合氣體后進入反應(yīng)器起活溫度為250℃1.1水電解制氫工藝概述在催化劑的作用下同時發(fā)生裂解和變換反應(yīng)水電解制氫是一種比較簡單的制取純度較高CH3OH=CO+2H2-Q.氫氣的一種方法。CO+H,O=CO2+H2+Q2o2H2O=2H(陰極)0(陽極)總的發(fā)應(yīng)依據(jù)法拉第定律,在標準狀況下制取1.0m3氫CH4OH+HO=3H2+CO2-Q。氣的理論用電量為294kWh實際用電量為理論值轉(zhuǎn)化氣經(jīng)換熱、水洗后送入變壓吸附提絨簡稱PSA)段中國煤化工收稿日期2004-05-31作者簡介徐立群(1967-)男工程師從事節(jié)能監(jiān)測和(2)變壓吸CNMHG由數(shù)臺并技術(shù)服務(wù)工作列操作的吸附塔和一系列程控閥構(gòu)成的變壓吸附提43電力需求側(cè)管理第6卷第4期200年7月制氫工藝改造的節(jié)能效果丶純系統(tǒng),除氫外的雜質(zhì)成分均被一次性吸附下來,力增加140m/h制氫單耗下降高達5:06kWh/mr。得到純度大于999的高純度氳氣(2)雙系統(tǒng)運行負荷特性。從電解和裂解制氫(3)裂解制氫工藝特點。①產(chǎn)氫能力為600m/h;雙系統(tǒng)運行負荷消耗(表2)及曲線可看岀有2峰2調(diào)節(jié)范圍30%-120%且調(diào)節(jié)過程平滑。②甲醇消耗谷峰谷分明。第一谷連續(xù)運行近4h正好是電網(wǎng)用增↓為068k80m③煤消耗為035km電峰期錯峰極為眀鮮較改前負荷除000~70點高于改前其余時段均低谷電使用充分,節(jié)電節(jié)錢。動2不同制氫工藝負荷特性比較2.3節(jié)能機理在甲醇分解轉(zhuǎn)化工段,整個反應(yīng)過程是吸熱2.1水電解制氫負荷狀況及其特性的,反應(yīng)器和汽化器所需的熱量是由導(dǎo)熱油爐提1)負荷狀況?，F(xiàn)場測得電解槽電壓為理論電供。循環(huán)使用的導(dǎo)熱油溫度為280-300℃使反應(yīng)處壓的1.8倍A臺電解槽水電解制氫裝置滿負荷運于高于起活溫度(250℃)活性狀態(tài)。由于吸熱的行的負荷情況見表1裂解反應(yīng)和放熱的變換反應(yīng)同時進行因而充分有效地利用了反應(yīng)熱表1電解制氬系統(tǒng)負荷狀況表電解槽能實測負荷3削峰能力和節(jié)能效果序號數(shù)量/臺3.1削峰能力分析312新上裂解制氫裝置與原來電解裝置并列運行裝有峰谷分時自控系統(tǒng),峰期電解制氫自動關(guān)閉200實行讓峰,裂解裝置繼續(xù)生產(chǎn),為直觀反應(yīng)不同制4602390氫工藝時的峰谷消耗及削峰能力筆者從微機中調(diào)算得標準狀況下每產(chǎn)1.0m的氫氣的實際耗電取電解制氫(改前兩種工藝同時制氫改后的量為52kWh,電解制氫實際負荷占到全廠總負荷全廠典型日的負荷(表2)并繪制成曲線圖2從中的37.94%可看出,兩種工藝同時生產(chǎn)的全廠負荷曲線(實(2)負荷特性。從改前即電解制氫典型日負荷線)由于峰期電解讓峰裂解生產(chǎn)峰谷分明削峰數(shù)據(jù)(表2及其曲線(圖2)可看出,負荷波動不效果明顯從制氫系統(tǒng)平均消耗負荷中算得隈解大,相對穩(wěn)定,總體上看近似直線,峰谷不明顯裝置滿負荷運行增加2166kW的削峰能力年節(jié)全廠峰電量31950kWh,谷電33170kWh,平電電205276萬kWh-1469.34萬kWh=583.42萬35010kWh,分別占全廠實際總耗電量的31.91%、kWh其削峰能力及節(jié)電效果分析見表3。33.13%、3496%:曲線上負荷低谷有2處峰谷比為1:1.05但這是在峰電開始時的800和16⑩0正好又是交接班的短期調(diào)整隨后漸增幾乎沒有錯峰能力。化工企業(yè)這種連續(xù)生產(chǎn)的特性決定其在其它條件定時系統(tǒng)的錯峰能力相對較弱要在滿足生產(chǎn)用氫要求條件下實行避峰,需有較大的制氬生產(chǎn)能力調(diào)荷避峰成本相對要高實際運行中也難以實現(xiàn)。4567X1h78向22122324時間h2.2裂解制氫電能消耗狀況及特性改造前負荷曲線潑造后負荷曲線(1)負荷狀況。實測裂解制氫滿負荷運行用電負荷84kW單耗為0.4kWh/m3比電解制氫生產(chǎn)能圖2不同制氫工藝系統(tǒng)負荷曲線表2不同工藝典型日全廠負荷MW時間/h05電解43242434494.163,963.963.78343.6536645025.115365064.92932442.352.34時間/h1219電解4514.374.544543,764.374.514.55YH中國煤化工406裂+電2454044.194.243.793.343.34CNMHG.23(下轉(zhuǎn)第53頁)供電企業(yè)顧客滿意度指數(shù)測評方案探討Vol6 No 4 Jul. 2004 POWER DSM產(chǎn)。特殊保障用戶是指海關(guān)、醫(yī)院、政府、機場和地表1顧客滿意度指數(shù)測評的三級指標鐵公司等機構(gòu)。一般用戶指生產(chǎn)中對電能質(zhì)量及服級編務(wù)無特殊要求的一般工業(yè)和商業(yè)等用戶。如圖1。指標號一級指標編號級指標適用客戶CI1對電能質(zhì)量的期望特殊用戶居民用C12對報裝用電質(zhì)量的期望所有用戶特殊工業(yè)用廣電力用戶特殊用特殊保障用戶G14的所有用戶圍組織用C15對日常服務(wù)質(zhì)量的期望所有用戶一般C16對緊急服務(wù)質(zhì)量的期望所有用戶稿般用戶C21對電能質(zhì)量的感知特殊用戶商業(yè)等用戶顧客滿意度C22對報裝用電質(zhì)量的感知所有用戶顧客對質(zhì)C23對抄表收費質(zhì)量的感知所有用戶圖1電力用戶分類量的感知C24對咨詢投訴質(zhì)量的感知所有用戶C25對日常服務(wù)質(zhì)量的感知所有用戶5顧客滿意度指數(shù)測評的指標設(shè)計C26對緊急服務(wù)質(zhì)量的感知所有用戶顧客對價C31顧客對總價值的感知所有用戶顧客滿意度指數(shù)是一級指標顧客期望、顧客值的感知C32顧客對總成本的感知所有用戶對質(zhì)量的感知以及顧客對價值的感知則是二級指在此基礎(chǔ)上根據(jù)服務(wù)營銷學(xué)理論服務(wù)質(zhì)量標。根據(jù)供電的服務(wù)項目和服務(wù)流程將二級指標包括技術(shù)質(zhì)量和職能質(zhì)量2方面。參照優(yōu)質(zhì)服務(wù)的進一步細化為三級指標。服務(wù)項目主要包括電力供般標準結(jié)合供電企業(yè)的服務(wù)內(nèi)容本公司將三應(yīng)、維護搶修、報裝用電、計量收費以及電力建設(shè)級指標進一步細化為四級指標。鑒于篇幅所限四等其中電力建設(shè)服務(wù)一般只針對特殊工業(yè)用戶級指標從略。和一般工業(yè)用戶。據(jù)此對于特殊工業(yè)用戶和一般根據(jù)顧客滿意度指數(shù)測評的思路筆者進一步工業(yè)用戶,分別將顧客期望”和顧客對質(zhì)量的感設(shè)計了調(diào)查問卷并經(jīng)過有針對性的試驗后確定了知”2個二級指標細化為相應(yīng)的6個三級指標。商業(yè)問卷的調(diào)查項目。目前問卷調(diào)查的工作已經(jīng)完成,等用戶和居民用戶不涉及電力建設(shè)服務(wù)因此只有正在進行數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析。據(jù)了解顧客滿意度指后5個三級指標。”顧客對價值的感知"這個二級指數(shù)測評在我國供電行業(yè)還沒有先例,希望深圳供電標分解為2個三級指標適用于所有用戶。三級指分公司的顧客滿意度指數(shù)測評能夠為同行提供參標詳見表1考和借鑒?？?本欄責任編輯徐文紅)(上接第44頁)常生產(chǎn)條件下新增效益約163萬元。表3削峰能力及節(jié)能效果分析表結(jié)論生產(chǎn)生產(chǎn)能平均運行負荷∧W運行時間h削峰年耗電量工藝力(mH)峰平/kW萬kWh(1)甲醇裂解制氫工藝成熟分解轉(zhuǎn)化部分采電解460225023902390888用雙功能催化劑,實現(xiàn)轉(zhuǎn)化變換同時進行,大大簡裂+電106084247424748821661469.34化工藝流程(2)變壓吸附提純工藝有專用PSA軟件在吸3.2節(jié)能效果附塔出現(xiàn)故障時可自動將故障塔切除裝置運行穩(wěn)2套制氫系統(tǒng)并列運行,節(jié)能效果可從2方面定可靠估評:一是直接效果。由于新上1套甲醇裂解制氫(3)催化劑起活溫度低轉(zhuǎn)化和變換同時進行裝置,生產(chǎn)能力擴大到1060m/h,提高了削峰能充分利用反應(yīng)熱可以轉(zhuǎn)移高峰負荷2166kW制氬力年可削峰電2166kW×8h/天×365天=632.47萬單耗下降到0.14kWh/m3,在高能耗的鎢鉬冶金加kWh扣除新增生產(chǎn)能力部分的消耗實際節(jié)峰期電工行業(yè)降耗和移峰效果明顯,操作彈性可達30%-量583.42萬kWh折合人民幣400.81萬元。二是間120%調(diào)節(jié)過程平滑適應(yīng)削峰用電的需要。接效果。增加裂解制氫扣除削峰部分實際生產(chǎn)能(4)整個投瓷僅需280多力凈增446m/h制氫單耗比電解制氫下降了5.06萬元,投資回收中國煤化工kWh/m3,較電解制氫年節(jié)約電量446m/h×5.06社會效益和經(jīng)濟CNMHGkWh/m3×24h/天×365天=90543萬kWh在滿足正制氫企業(yè)考慮?！?/p>