： 4  》工艺系统 — 4【.0.1  本【条规定了确定氢气站！制，氢，系，统类：型的主要因素 ！ ， 1  》氢，气广泛用于》电子：、冶金、电力、建材！、石油化工等行业】由于用途不同要【求供应的氢气纯【度、压力等技术参数！均不相同表2是各】行业使用《氢气的主要技—术参数 】 ？ 【 2  —各行：各，业使用氢气的—企，业由：于产品品种》、产能规模的不同和！电力供应、含氢【原料气供应的—差异需要经过比较】选择合？适的制氢方法和适】用的制氢工艺系统】所以本条提供了确】定制：氢工艺系统类—型的基本因》素供：氢气站设计人—员参照执行》如某：用氢企业地处水【力发电十分丰富的地！区或：者当地电网谷段【电价低廉而该单位的！氢气用量《不大若自《。。建氢气站时可选用】比小时？用，氢量大的《压力型水电解制氢】。系统在电网》谷段生产氢气储【存在压力氢气罐内】利用水电价廉或峰谷！电，价差降低氢气成【本经技术经》济，比较可在《较短时间回收所增】加的建设投资时宜】。选用工作压》力大于1.6MP】。a的压力型水—电解制氢装置同【上一：例若该用《氢企业邻近》处，有丰富、《低廉的副《产氢气？。(焦炉煤气》、氯碱厂副产—氢等)时经技—术经济比较也可采用！。变压吸附法提—纯氢获得《。所需：。的氢气 【 目？前国内商业化—的制氢？系统主要《有两：大类一是水电解制】氢系统这是采用【水电解法制取氢气】、，氧气此？类系统按操作压力】划分：。为常：压型、压力》型按产品氢气纯度划！分为普气型、纯气型！目前水？电解制氢系统氢产】量，最大为？350Nm》3／h但制气能力】可达500N—m，3／h水电解制氢】系统：具有氢？气纯：度高、维《。护操作？方便但电能消耗【较大：；二：是，变压吸附法(简称】。PS：A法)？提纯氢系统这—类系统因原》料气：的不同其提纯—氢系统有不同—的设备配《置PSA提纯—氢系统有普气—型、纯气型》国产PSA提纯【氢系统的最》大处理能力达2【0万～？30万Nm3／h只！要需用氢《气的企业、地区【有合适的原料气如】煤制合成气、天【然气、？煤层气？、焦炉煤气》、氯碱厂《副产氢气、石—油炼厂含氢气—体和甲？醇转化气《等且氢气《用量较大均以采【。用PSA《提，纯氢系统为宜 ！。 鉴《于上述两《大类制氢系统的【特点本？条，规定氢气站的制氢系！统类型的选择—应按：氢气站的规》模；当地的资源或】含氢原料《气状况；产品氢的】纯度、？。杂质含量和压力等】要求经技术经济【比较后确定》 ？。 4.0—.2  本条是水】电解制氢系统应【设有：的装置要求 ！ 1  》水电解？制氢：过程中目前还主要采！用石棉隔膜布将氢】电解小室和氧—电，解小室分别》制取的氢气》、氧气分隔使—水电解制氢装置不】会发生氢《气、氧气相互掺【混形成爆《鸣气但石棉布—必须浸泡在电解【液中呈现湿润—状，。态方能起到》分，隔氢气、氧气的【。作用因此《在水电解制氢—。装置运行《。。中必：须，确保氢、氧侧(【阴极：、阳极侧)的压【力差不能过大若超】过某一设定值后就】会造成某一电解【小室或多个电—解小室的《“干槽”现象从而使！氢气、氧气互相【掺混降低氢气或氧】气的纯？度严重时形成—爆，炸混合？。气，这是十分危险—的极易？引起事故的发生所以！本款规定应设置【压力调节装置以【确保氢气、氧气【之间的压差设定值】 氢【、氧气？之间的压差值的【规定与？水电解制氢装置的】气，。道与隔膜框》的结：构尺寸有《关，我们：在调查统计国内外商！品化生产的》水电解槽有关结构】尺寸的基础上在本款！。中规定水电解槽【。出口氢气、氧气【之间：的压差值《宜小于？0.：5k：Pa此值均小于现有！水电解？槽气道至《隔膜框上石棉布【的距离？并有一定《的富裕度 ！ 2  《鉴于水电解制氢装置！在，开车、停车》或发生事故时都应将！纯度：不合格的气》体或置换气体排【入大气只有在经【过取样？。分，。。析，气体纯度符》合规定后才能把气】体送入？气体总管为此本款规！。定每套水电解—制氢装置的氢气、氧！气出气管与》氢气：、氧气总管之间应设！置放空管《。、切断阀和取样分】析阀 【 3  本款—规定在水电解制【氢系统中应设有原料！。水，制备装置包括原【料水箱、原料水泵等！水电解制《氢的：原料水系统与其工作！压力有关常压水【电，解制：。氢系统的原料水都】是定期用《原料：水泵：注，入高位水箱再由高】位水箱定期或连续】地流入水电》解槽补？充原料？水；压？力型水？电解制氢系》统的原料《水是定期或连续(】手动或自动)—地用原料水》泵，直接注入或注—。入，平衡水箱在》。。平衡水箱内接有气】体平：衡，管，使平衡水箱》内的压？力，与制氢系统内气体压！力一致？确保原料水顺利流】入水电解槽致—于原料水箱中的原】料水从何处引—入则：与各企业的具体条】。件有关各行各业的】。用氢企？业差异较大》所以本规范对原【料水来源不作规定】但是：无论是何种》情况、何种》水电解制氢装—置均需设《有原料水箱》、原料水《泵而：原料水泵出口压力只！与水电？解制氢？系，统的工作《压力有关为此本条对！原料水供应只—作基本内容的规【定 4 ！。 水：电解制氢《系统所需碱液(电解！液)都是在氢—气站内进行配制【。；在水电解槽检修时！为减：少消耗？和改善环境》都，。是将：水电解槽中》的碱液？回收后重复使用因此！。本款规定水电—解制氢系统应—设有碱液配制、回收！装置 】水电解槽运行—时电解液《(，碱液)在水电解槽、！分离器？、冷却器之》间不断循环》带走水电解过程产】生的热量为避免电解！液中过多《的，杂，质堵塞？进液孔？或出气？孔或在电解小室内沉！积机械杂质》为提高水电解槽【使用寿命《和电能效率在水【电解：制氢：系统的碱液循环管】。道上均设有碱液过】。滤器为确保水电【解槽的正常运行【本款规定《“水电解槽入口应】。。。设，碱液过滤器”—在一些企业的水电解！制氢系统的碱液【制备、循环管路【上不仅在《水电解槽入》口设有？碱液过滤《器还在？碱，液配制箱出口管路等！处设有碱液过滤器 ！ 4.0】.3：。。  制定本》条的依据是  】 ， ， 1  水—电解制？氢系统在制取—。氢，气的：同时也产生氧气【产量为氢气量的一】半氧气？若，回收使用《可，。提高：氢气站的经济效【益节约？电，能相应降低氢气的】单位能？耗当氢气站所在单位！使用氧？气时可采用中压【或低压氧气管道输送！；当所在单位—不，使用或少量使用氧气！时则：需将氧气加》压灌瓶外销据调【查了解？近年来？许，多采用水电解制氢的！氢气站都回收氧气】使用或灌《瓶外：销如：上海某厂氢气站【氢气生产能力—为，150m3／h【氧气生产能》。力，为75m3／h【在进行氢气站技术】改造时增加了氧气】回收灌瓶系统—增加建筑《面积300m—2和600m3氧气！罐1只、氧气压【缩机2台每》天可：提供360瓶氧【气既增加了收入每年！又可节约《电能75万kW●h！江苏××化工厂氢气！站副：。产氧：气，。回收灌瓶多年氧气】灌瓶：可，达，1500瓶／d【取得了较好》的，社会效益《和经：济，效，益为此本条规定可】根据工厂的具—体情况采用不同【方式回收利用 ！ ：。 2  目》。。前许多工《厂已将氧气》灌瓶外销并》积累了许多有益【。的经验但严》格控制水电解氧【气的纯？度至关重要若纯【度降低？或，不稳定将使》瓶装氧气《。质量下？降严重时《还可能造成氧—气纯度较大幅—度降低以至形成爆】炸混合气将会发生爆！炸事故据了》解与电解《氧回收利《用相关的《。爆炸事故时有发生为！防止：电解氧气灌瓶—及使用中爆炸事故的！发生本条规定—当，回收电解《氧，。气时必须设》置氧：中氢自动分析和【手工分析《。仪装：置之所以还须设【手工分析装置是【为了更为严格—地、可靠地确保安】。全；定期采用—手工分？析既能校核自—动仪表可《靠性又可提》高操作人员》的安全？生产意识同时还【。应设氧中《氢含量报警装置 ！ ， ， 3  若氧【气，不回：收，直接排？入，大气：时对常压型水—电解制？氢系统需《设置氧气《。调节水封；利用【水封：高度保持氢侧—、氧侧的压》力平：衡；压力型水电解】制氢系统可设氧气】排空水封以便—压力调？节装置？的正常运行保—持氢侧、氧》侧压：力平衡水《。封高度约为150】0mm如在电力【。系统用于氢》冷火力发电》机，组供应氢气》的氢气站通常装【设产氢量5～10N！。m3／h水电—解制氢装《置制取氢气》；氧气产量》较小各？发电：厂氢气站都不回收电！解，氧气均？设有氧气排空水封】其水封？高度约1500【m，m 4】.0.4  —变，压吸附提《纯氢系统设置通【常应根？据下列因素》确定 — 1  变压吸】附的原理是基于不】。同的气体《组分在相同的压力】下在吸？附剂上的吸附能力】有差异同一气体组】分在不同的压力下在！吸，附剂上的《吸附能力亦有—差异的特性》通常周期性的—压力变化《实现气？。。体，的分离提纯和—被吸附气《体的解吸原料气组】成的差异直接—影响系统的配置【。组成复杂的原—料气：根据其杂质的成分】及含量应《增设预处理设—施且杂质组成将直】接影响产《品氢的收《率原料？气的压力、组成【决定选用吸》附剂的类型》、，配比及用《量 2 ！ ，产品：氢气的压《力取决于吸附—压力的选择若超出】。吸附压力需》增，设产：品增压系统氢气【的纯度？决定系统设置一【般氢：气纯度要求可通过】变压：吸附分离直接得到满！足，对杂：质含量？有特：殊，要求者还应增设产品！氢纯化？系统：如焦：。炉煤：气变：压吸附制氢装置的】脱氧及干燥系统 】 3  】氢气使用的连续性决！定设备的配》置，连续性较强》的，变压吸附《提纯氢气系统中配置！的活塞式压缩机、】真空泵等配套设备均！。。应设备用吸附—器及阀门的配置【应实现？程，序，控制阀及仪》。表等的在线维修【氢气负？荷变：化可通过多床吸附】器的：切换及调整吸附【时，间来实现 】 ， 4  《变压吸附提纯氢系】统的配置和压力的】选择在？一定的？范围内吸《附压力高有利于吸附！过程向正《方，。向进行？可，减少吸附《剂，的用量但《是增加？了设：。备的成？本及能耗采用—抽真空解吸的变压吸！附，提氢工艺与常压解】吸工艺比较前—者，。可增加氢《气的回收率》。但同时？又增加？设备的？投资：及能耗？所以变压吸》。附，提纯氢工艺的—设置在满足工艺【要，求的同时应考虑【技术经济因素 】 4.0.5！ ， ，变压吸附提纯氢系】统通常？应，设有下列装置 】 1》  原料气中一些在！变压吸附系统吸【附剂上通过常规降】压手：段难：于解：吸或可使吸附剂中毒！失，效，的杂：质组分必须在变压吸！附前增设《预处理系《统如通过在变压吸】附前设变温吸—。附预处理装置可脱除！高，碳烃类的杂质—；增加？脱，硫工序可脱》除原料？气，中的硫化物等 ！。 ： 2  变压吸【附提纯氢气》的吸：附压力通常为0【.7：～3.0 MP【a若低于0》.7M？Pa吸附剂吸—附杂质的《能力降低不能保证提！。纯氢：气，的纯度及装置的处理！能力对提高》氢气收率也》不利：需增加？原料气增《。压设施以《保，证吸附压力或满足用！户，对氢气压力》的需求 《 ？ 3 《 变压？吸附提纯氢气装【置包：括吸：。附，器组、吸附剂—、程序控制阀及控】制系统吸《附器组及程序—控制阀是变压—吸附提纯氢装置的】主要组成部》分 4 ！ 变压吸附》提纯氢装置氢气的输！。出虽然？是连：续，。的但随着时序的变】化每个周期输出的】氢气气量和》压力均有一》定，的波：动故增？设氢气？缓冲罐可使输—出氢气的压力波【动减：少，、流量稳定每个周期！内输出？的解吸气是不—连续的如果对—解吸气有连续性和】稳，定性的要求则应增设！解吸气？缓冲罐 —。 5 》 视原料气的—组成情况通》常提纯氢气》后的解吸气》热值增高可》通过增压返回到厂区！燃，料，气，管，网作气？体燃料回收》能量 4！.0.6  甲【醇制氢系统通常【应设有下列装置 ！ 1  原】料甲：醇及脱盐水》的储存、输送装置】甲醇裂解制氢的原料！是甲醇和《脱盐水甲醇储罐【是必不可少的—设备甲醇裂解—反应在1.0 MP！a、：2，20：～28？0℃下在专用催化】剂上进行《所以甲醇或脱盐【水均：需通过泵输送到反应！器中； ！2  甲醇裂—解装置的主要设【备是甲醇转化反应】器甲醇？转化反应在》此进行根据》。。反应温度的》要求外部供热一般】采用加热导热油【为反应器提供热量；！通，过增：。设，。换热：器回收转化器—的，热量以达到热量的】合理利用因此甲醇】转化制氢系统应设】有甲醇转化反—应器及其辅助装【置如加热炉或加热器！、热回收设备等； ！ 3  】甲醇转？化反应的转化气组成！H2为73％～【74％C02—为23％～24【.5％CO为0【～1：.，O％其余《为甲：醇及饱？和水为获《得纯氢？产品应设置变压【吸，附装置经分离可获】得，99：。％～99.999％！纯度：的氢气 【 4？.0.7《  为防止氢—气压缩机的吸气【。管道产生负压和【制氢装置出口氢气】压，力波动并由》此引起制氢》装置不能正》常，运行或发生空—气渗入氢气》。系，统形：成爆炸？。混合气为此本条规定！氢气压缩机前—应设氢气缓冲罐 】 据调查了！解，氢气站内设有多台】氢，气压缩机时许多【。单位都是《采用从同《一氢气管道吸气所以！。本条作了“数—台氢气压缩机—可并联从同》一氢：气管道吸气”的规定！。同时为确保安全【生产本条《还规：定凡：数台氢气压缩—机经同一根吸气【管吸气时应装设确保！氢，。气保持正压》的措施如设氢气【压力报警、回流调节！。装置、氢气压—缩机的进气管与排气！管之间？。设旁通管等》措施 》 为《了使中、低压氢气压！缩机在开车、调节】。负荷时不会发生大】量氢气排入大气【提，高运行安全度—减少氢气《排放量节约》。电能本条规定在中、！低压氢气压缩机的】进，气、：排气管之间应—设回流旁通》管回流旁通管上【的调节阀《在氢：气压：缩机：正常运转时一—般，适，当开：启氢气回流》以减少氢《气压缩？机，的开停？次数有利于》。氢气站的安全运【行回流旁通》。管上的调节阀一般】采用手动《、气动？、自力式等》 》 ，4.0.《8  氢气压—缩机的安全保护装置！的设置是确保—其安全、稳定、可靠！运行的重要保证也】是确保氢气站安全】运行的重要条件因此！本条为？强制性条文》 》 本条？第1款？的，规定是？对氢气压缩机进【行超压保护确保安】全、可靠运》行，的必须具备措—施之一？第2款？至第：5款都是氢》气压缩机的安全保】。护措施这里特—别，要强调说明的是氢】气，压缩机？的进气氢气管应设低！压报警和超限—停，机装置由于氢气为】。可燃：气体不允许》在氢气？压缩机进口氢—气压力的不正—常降低？若因操作不慎进【口压力降低以致【。吸入空气形成爆【炸混合气《将可能？造成严重人身伤【亡，、设备损坏的—事故所以本条作为】强制性？条文的规定设计时】必须遵守第5款规】。定的进？口、出口《氢气管路应设有【置换吹扫口这是确】保初：次投产或氢气压【缩，机检：修前：、后的安全》保护措施 — ， ？本条的？第2款至《第4：款的：安全保护装》。置一般是由氢气压缩！机制造厂配套—提供 》 4《.，0.9  本—条是：对氢气？站、供氢站的—储气设施《提出的要求》 —1  氢气站、供】氢站一？般设有一定储量的】储气设施目前—氢气储气设施主要】有两类一是高、中】、低压氢《气罐氢气《罐的储氢压力、储】氢能：力应按制氢》设备(或《供氢装置《)，的压：。力、氢气《用户的用氢压—力、用？氢量及其负》荷变化状况等因素】确定高压氢气罐【(压力大于15 】MPa)《具有储氢能力大【、能满足各类用户的！需求；中压(—压，力大于1.6 MP！a)、？低压(压《力小于或等于1【.6 MPa)【氢气罐的储氢能力主！要根据制氢或供【氢压力、用氢压力】和均衡连《续供氢要求确—定二是金属氢—化物储？氢材料它是依据【。金，属氢化物在不—。同，。。压力、不《同温：度下的吸氢、放氢】。。特性储存氢气目前一！些科研单位正研制】。储氢性能《优良的？储氢材料和装置但】由于储氢能力尚不】理想：还不：能满足实际》应用的要求》但是这种储氢方法】将是未来氢能应【用中具有巨大竞【争力的储《氢方法？ ？ 2 》 在供氢站或燃料】电池汽车用加氢站中！。为了满足灌充高压】氢气或汽车加氢【的需要一般应—设，置高压？(如压力大于—40MPa)氢气】罐对这种高》压氢气罐升压充【氢或接收外部供【应的氢气进》行升压？需设置增压用—氢气压缩机；这种】增，压氢气压缩机可【采用膜式《。压缩机或气动／【液动增压机 【 ， 4《.0.1《0  本条第—1款是氢气罐的超】压保：护装置？是确保氢气罐—安全、可靠运—。行必须具备的—。。。。。基本技术《措施：。第，。2款的规定是—氢气站设计》、运行的经验教训】总结由于氢气比重仅！为O.0《6，9(空气为1.O】时)在？使用氮气吹》扫置换时若系统的】最高点或《。氢，气罐的最高点未设】放空管？则很：难将系统内的氢气吹！扫置换？。干净有？时甚：至吹扫数天也不能达！到规定值如某—。研究所的一》座湿式？氢气罐为检》修动火打开氢气【。罐放空？管，。排放氢气达7—d因未用氮气吹【扫置换仍《发生了氢气罐爆炸】事故造成设备—损坏3人死亡—为此本条《规，定在氢气罐》顶部：。最高：点，必须装设放空管 ！ 4.0.】11：  各种制氢系【统的氢气中冷凝【水排放过《程中将不可避免地有！少量氢气同时排出.！若操作不当或操作】人员未及时关好【冷凝水排放阀使【氢气排入房间内或在！排水管(沟)中【形成爆炸《混，合物将会造》成，爆炸：事故：等严重后果据调【查曾在一《些工厂？多次发生《此类事？故如上海《某厂氢气管道—积水：在气水分离器处向】房间内直接排水曾在！一次排放冷凝水过】程中操作人员违章离！开现场致使氢气排】入房间内《氢气浓度达到了爆炸！极限当操作》人员开灯《时发生？。爆炸：塌房2间烧伤2人】；另：。一工厂在排放氢气】管道积水时用胶管接！至室外因胶管脱【落氢气泄漏到房间内！形成了爆炸混合气在！操，作人：员下班关灯》时发生？爆炸炸坏房屋2人轻！伤鉴于上述情况为】杜绝此类《事故的发生本—条规定冷凝水—应经疏水《装置或排水水封排】至室：外，这样：。。。的装置已在许多【工厂使用做到了在氢！气没备及《管道内的冷凝水排】放过程中没有氢气泄！漏到房间内 【 ： ，。 水电解《制氢系统中》的氧气？中冷凝水排》出时与氢《气一样也有氧—气泄漏到房》间内的情况氧—。气比空气重》又为助燃《气体为了《。确保安全生产防止因！氧气泄漏、积存引起！的着：火事故的发生氧气设！备及管道内的冷凝水！排放也应经》单独设置的疏水装】。置或氧气排》水，。水封排至室外这【里要：强调的是氢气、氧】气中冷凝《水，疏水：装置或排水》水封：应各：自设置不得合用一个！疏水装？置或排水水封这是为！了避：。。免形：成氢气、氧气—爆炸混合气》所，以本条规定》“应经各自的—专用疏水装》置或排水水封排【至室外” ！ 4.0.》12  按》。表2所列各行业【对氢气纯度和杂【质含量？的要求是不相同的为！了采用技术先进、经！济合理？、操作？管理方便、建设投】资少：的氢气纯化方法【。和装置应根》据具体工程原料氢】。气，的条：。件、技术参数—和用氢设备对产品氢！气所需的纯度和杂质！含量进行技术经济】比较后选用合适的氢！气纯：化，系统如常压》型水电？解制氢装置制—取的氢气《经，加压后可《采用加热再生或无热！再生的氢气纯化系统！；压力型水》电，解制氢装置制取的】氢气可采用》自身工作气再生或】两级氢气纯化系统对！半导体集《成电路工厂为—制取高纯氢气可采用！催化：吸附净化装置作【为初级纯《化而以低温吸—附或吸气剂型纯化装！置为末？端氢气纯《化 《 ？4.0.13 【 为：确保氢气灌》装系统安全》、，可靠的运行应设【置相应的《安全：装置这是《因为一是氢》气为易燃、易爆【和易泄漏的气体；二！是灌装系统为—高压运行一般氢气】灌装压力大于15】 ，。MPa；三是—氢气：灌装容器均为—高压气？。瓶，本条规？。定氢气灌装系—统应：设有超压泄放用安】全阀、分《组切断阀、压—。力，显示仪表避免发生超！压事故和分组管理】灌装气瓶；应设【有氢气回流阀—、吹扫？放空阀；氢气放空管！。。。接至室外安全—处正常情况》下氢气回流利用减少！排放大气的氢气量】。既有利安全》也减少浪费但在不正！常情况或开车—、停车时《则应对系统进行放空！和吹扫置换 【 ： 4.0.14】  氢气系统中的含！尘量与制氢系—。统的：设备选型、》设备和管《道的材质、》氢气纯度等因—素有关据调查测【定未经过滤的氢【气系统中《粒径大于0》。.5／μm的尘【粒，含，量达每升数千到【。数万粒因此当—用，户对氢气中》的尘粒粒径和尘【粒浓度有《要求：时应设置不》。同，过滤：精，度的过滤器 ！ 4.0.1【5  ？各类制氢系统在检修！。、开车、停车时都应！。进行吹扫置》换，将系统中《的残留氢气》或空气吹《除干净？尤要注意死角末端】残留气并分析系统】内氢中氧《的含：量达到规定值方可进！行检修动火、开车】、停车按现行国家】标准氢气使》用安全技术规程【规定置换氮气中含】。。氧量不？得超：过，0.5％ —