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：3，50Nm3／h但】制气：能力可达500N】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PSA提纯！氢系统有普气型、】纯气型国产P—SA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0.5kPa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？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—300m2和—600m《3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15【00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1？5，00m？m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1500mm【 》。。 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《.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 ？MP：a、220～28】。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H！2为73％～7【4％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.【0.10《  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.0？69(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 《。 ， ， 4.0.13 】 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》％ ？