2012年9月第43卷第5期
燃料与化工 Fuel&C
莱钢变压吸附制氢的自动控制研究张艳艳（山东钢铁股份有限公司莱芜分公司自动化部，莱芜271104）
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摘要：介绍了应用变压吸附（PSA）技术进行焦炉煤气制氢的工艺原理及特点。结合焦化厂的实际，设计自动
控制方案，实现了变压吸附过程的多塔自动切换功能和自适应调节功能，保证制氢装置实现连续稳定的生产。关键词：变压吸附制氢装置自动控制
中图分类号：TQ522.62
文献标识码：B
文章编号：10013709（(2012）05-0043-03
StudyonPSAhydrogenmakingautomaticcontrolof Laisteel
Zhang Yanyan
(Automation Department of Shandong Iron and Steel Limited by Share Lad. Laiwu Branch, Laiwu 271104, China)
Abstract: The principle and features of COG hydrogen making process with PSA (pressure swing adsorp-tion) technology is described. In combination with the actual conditions of the coking plant, an automafic control plan is designed and the functions of automatic switchover of multiple columns and self-adapting adjustment in the process of PSA are realized. The realization of continuous and stable production of the hydrogen making system is ensured.
Keywords: PSA Hydrogen making system Automatic control
莱钢1300m/h变压吸附制氢装置2008年投产，原料为热电厂净化后的焦炉煤气，产品氢气同时为焦化厂苯加氢装置和冷轧罩式退火炉提供原料气。
1工艺介绍
本装置中焦炉煤气组成复杂且产品氢气纯度要求高，工艺流程由压缩及预处理工序、变压吸附工序和脱氧干燥工序组成。
送来的焦炉煤气压力为8~10kPa，常温下由两台三级往复式压缩机加压至1.8MPa左右进人除油器，除去压缩所带的油后进人预处理系统，进一步脱除其中的烷烃、芳烃、硫化物等，得到符合变压吸附原料气要求的净化气。经压缩并净化后的焦炉煤气进人变压吸附系统，将氢气与杂质分离。变压吸附系统由6台吸附器及1套程控阀组成，采用 6-2-3/P操作工艺，6个吸附床交替循环切换操作，连续稳定向脱氧干燥工序输出纯度99.899%的半产品氢气。来自变压吸附工序的氢气还含有少量的氧，加热后在钯触媒的作用下经催化反应脱除氧收稿日期：20120515
作者介：张艳艳（1974-），女，高级工程师万方数据
气。经等压干燥脱氧反应生成水，满足99.999%纯
度的产品氢气要求。 2原理及特点
变压吸附的原理是利用吸附剂对气体各组分的吸附容量随压力变化呈现差异的特性，在一定的压力下吸附剂吸附原料气中的杂质组分，氢气作为产品气由吸附塔出口排出。降压时被吸附的杂质组分脱除，同时吸附剂获得再生。
由于本装置程控阀多，动作频紫，操作对自动化水平要求较高，设计采用PLC系统控制。自动控制系统可实现温度、压力、流量等主要操作参数的数据采集及过程监视，对装置的运行工况进行自动跟踪监测，并根据变压吸附装置的运行特点及现场操作要求，实现自控专家诊断多塔自动切换与自适应随动调节，保证装置稳定运行。
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硬件配置
根据本装置的技术特点和工艺要求，本项目采
用西门子S7-400系列PLC硬件组成基础自动化系