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1.6MPa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350【Nm3／h但制气能！。。力可达500Nm】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PSA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PS—A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！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0.5—k，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75！m3／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300》m，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，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～】10Nm3／—。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150《0mm 【 ：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》 ，MPa若低于0【.7M？P，a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、220～—。280？℃，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》H，2为7？3％～74％C0】。2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1：5， 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： MPa)、—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》.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.069(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7d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 — 4.0.1！3  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【 MP？a；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％ 《