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350Nm3！／h但制《气能力可达5—00：N，m3：／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P》SA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20《万～30万Nm【3／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【0.5kPa—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7》5m3／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k【W，。●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150！。0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？1500mm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15】00m？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】。 M：Pa若低于0.7】MPa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 》MPa、《22：0～：2，80℃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％～》。9，9，.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 MP—a)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 MPa)—、低压(压力小【于或等？于1.6《 MP？a)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40《MPa)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.《0.10  —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.06】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》 《。 4.0.1【1  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.》15：  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％ 【 ，