本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種判定水蒸汽甲烷重整制氫裝置氧含量的方法，采集水蒸汽甲烷重整制氫裝置中天然氣和解析氣的流量；利用天然氣和解析氣的流量計(jì)算得到燃燒所需的空氣量；利用燃燒所需的空氣量計(jì)算得到氧氣含量；比較計(jì)算得到氧氣含量以及利用含氧量測(cè)量?jī)x檢測(cè)的數(shù)據(jù)，完成對(duì)水蒸汽甲烷重整制氫裝置氧含量的判定。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明專利技術(shù)綜合考慮的影響因素，計(jì)算準(zhǔn)確，可以準(zhǔn)確的得出氧含量測(cè)量?jī)x的準(zhǔn)確性，調(diào)高燃料利用率，可用于現(xiàn)有轉(zhuǎn)化爐的計(jì)算，運(yùn)行中一旦風(fēng)量發(fā)生變化，可以快速確定發(fā)生故障的原因。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種判定水蒸汽甲烷重整制氫裝置氧含量的方法
本專利技術(shù)涉及一種判定氧含量的方法，尤其是涉及一種判定水蒸汽甲烷重整制氫裝置氧含量的方法。
技術(shù)介紹
HYCO裝置是水蒸汽甲烷重整制氫裝置，是以水蒸汽為氧化劑，在鎳催化劑的作用下將天然氣轉(zhuǎn)化為氫氣、一氧化碳和二氧化碳。它的主要設(shè)備包括TSA(變溫吸附器)、轉(zhuǎn)化爐、PSA(變壓吸附器)、余熱鍋爐、汽包、換熱器、凝液分離罐等。天然氣水蒸汽轉(zhuǎn)化制氫裝置的氫氣成本構(gòu)成中，原料和燃料費(fèi)用占?xì)錃獬杀镜?0％，動(dòng)力消耗、催化劑及化學(xué)藥劑的消耗、大修折舊費(fèi)以及人工費(fèi)等只占20％左右。然而影響燃料和原料轉(zhuǎn)化率的關(guān)鍵設(shè)備就是轉(zhuǎn)化爐。因此，如何提高燃料燃燒率，充分利用燃燒熱量是降低成本的關(guān)鍵。控制燃燒后氧氣含量的大小至關(guān)重要，氧氣含量高則進(jìn)入過量空氣，增加了熱量消耗；氧氣含量低，則燃料燃燒不足，浪費(fèi)燃料。因此裝置的氧含量測(cè)量?jī)x的準(zhǔn)確性直接關(guān)系著熱量利用率。現(xiàn)有生產(chǎn)中沒有對(duì)氧含量測(cè)量?jī)x準(zhǔn)確性的判定方法，只有其出現(xiàn)故障引起風(fēng)量巨大變化才能被發(fā)現(xiàn)。如果測(cè)量?jī)x數(shù)值不準(zhǔn)，但還沒引起巨大的風(fēng)量變化，這種狀況下長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行會(huì)造成熱量利用率降低，增加生產(chǎn)成本。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種應(yīng)用廣泛、方便及時(shí)調(diào)整燃料利用率的判定水蒸汽甲烷重整制氫裝置氧含量的方法。本專利技術(shù)的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：一種判定水蒸汽甲烷重整制氫裝置氧含量的方法，采用以下步驟：(1)采集水蒸汽甲烷重整制氫裝置中天然氣和解析氣的流量；(2)利用天然氣和解析氣的流量計(jì)算得到燃燒所需的空氣量；(3)利用燃燒所需的空氣量計(jì)算得到氧氣含量；(4)比較計(jì)算得到氧氣含量以及利用含氧量測(cè)量?jī)x檢測(cè)的數(shù)據(jù)，完成對(duì)水蒸汽甲烷重整制氫裝置氧含量的判定。所述的解析氣為甲烷、一氧化碳、氫氣及二氧化碳的混合氣體。所述的燃燒所需的空氣量采用以下方法計(jì)算得到：2x/0.21+(2a+0.5c+0.5b)/0.21，其中，x為燃料天然氣的流量，a為甲烷氣體的流量，b為一氧化碳?xì)怏w的流量，c為氫氣的流量。步驟(3)所述的氧氣含量采用以下方法計(jì)算得到：計(jì)算燃燒空氣量(α-1)×0.21/(計(jì)算空氣量α+x+解析氣流量)，其中，α為空氣過剩系數(shù)，解析氣流量采用y-0.5yb-0.5yc計(jì)算得到，y為步驟(1)采集得到的解析氣的流量。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)：(1)目前生產(chǎn)中還沒有很詳細(xì)的這方面數(shù)值分析或者準(zhǔn)確的分析，本方法綜合考慮的影響因素，計(jì)算準(zhǔn)確，可以準(zhǔn)確的得出氧含量測(cè)量?jī)x的準(zhǔn)確性，調(diào)高燃料利用率。(2)此方法具有廣泛應(yīng)用性，可用于現(xiàn)有轉(zhuǎn)化爐的計(jì)算。(3)運(yùn)行中一旦風(fēng)量發(fā)生變化，可以快速確定發(fā)生故障的原因。具體實(shí)施方式下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本專利技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)說明。一種用于判定制氫HYCO裝置氧含量的方法，其過程包括：記錄燃料天然氣x和解析氣(CH4、CO、H2和CO2)的流量y，空氣過剩系數(shù)α，含氧量測(cè)量?jī)x的數(shù)值，負(fù)荷，水碳比，PSA操作因子，解析氣的組分(a、b、c、d)。計(jì)算燃料所需的空氣量＝天然氣所需空氣量+解析氣所需空氣量＝2x/0.21+(2a+0.5c+0.5b)/0.21計(jì)算氧氣含量＝計(jì)算燃燒空氣量(α-1)×0.21/(計(jì)算空氣量α+x+解析氣流量)比較計(jì)算得出的氧氣含量與相同水碳比、操作因子和負(fù)荷下氧氣測(cè)量?jī)x的數(shù)值，確定差值大小。操作因子每變化0.01，則氧氣含量影響約0.1％；解析氣的消耗空氣系數(shù)(2a+0.5c+0.5b)/0.21每變化0.1，則計(jì)算氧氣含量值變化0.3％。依次判定氧含量測(cè)量?jī)x是否準(zhǔn)確。實(shí)施例1HYCO裝置負(fù)荷為產(chǎn)氫量6800Nm3/h，水碳比3.619，空氣過剩系數(shù)1.24，天然氣流量122Nm3/h，解析氣流量4629Nm3/h，PSA操作因子0.644，解析氣所需空氣系數(shù)1.982.計(jì)算氧含量為3.11％，實(shí)際3.15％，差值小于0.1％,由于儀器誤差和其他鼓風(fēng)設(shè)備誤差存在，因此可以確定儀表準(zhǔn)確，燃燒利用率較高。實(shí)施例2HYCO裝置負(fù)荷為產(chǎn)氫量16000Nm3/h，水碳比2.743，空氣過剩系數(shù)1.3，天然氣流量256Nm3/h，解析氣流量9136Nm3/h，PSA操作因子1.05，解析氣所需空氣系數(shù)2.48計(jì)算氧含量為1.738％，實(shí)際1.64％，差值小于0.1％,由于儀器誤差和其他鼓風(fēng)設(shè)備誤差存在，因此可以確定儀表準(zhǔn)確，燃燒利用率較高。實(shí)施例3HYCO裝置負(fù)荷為產(chǎn)氫量18786Nm3/h，水碳比2.723，空氣過剩系數(shù)1.253，天然氣流量299Nm3/h，解析氣流量10633Nm3/h，PSA操作因子1.05，解析氣所需空氣系數(shù)2.48計(jì)算氧含量為1.25％，實(shí)際1.16％，差值小于0.1％,由于儀器誤差和其他鼓風(fēng)設(shè)備誤差存在，因此可以確定儀表準(zhǔn)確，燃燒利用率較高。本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種判定水蒸汽甲烷重整制氫裝置氧含量的方法，其特征在于，該方法采用以下步驟：(1)采集水蒸汽甲烷重整制氫裝置中天然氣和解析氣的流量；(2)利用天然氣和解析氣的流量計(jì)算得到燃燒所需的空氣量；(3)利用燃燒所需的空氣量計(jì)算得到氧氣含量；(4)比較計(jì)算得到氧氣含量以及利用含氧量測(cè)量?jī)x檢測(cè)的數(shù)據(jù)，完成對(duì)水蒸汽甲烷重整制氫裝置氧含量的判定。
【技術(shù)特征摘要】
1.一種判定水蒸汽甲烷重整制氫裝置氧含量的方法，其特征在于，該方法采用以下步驟：(1)采集水蒸汽甲烷重整制氫裝置中天然氣和解析氣的流量；(2)利用天然氣和解析氣的流量計(jì)算得到燃燒所需的空氣量；(3)利用燃燒所需的空氣量計(jì)算得到氧氣含量；(4)比較計(jì)算得到氧氣含量以及利用含氧量測(cè)量?jī)x檢測(cè)的數(shù)據(jù)，完成對(duì)水蒸汽甲烷重整制氫裝置氧含量的判定；所述的燃燒所需的空氣量采用以下方法計(jì)算得到：2x/0.21+(2a+0...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王自超，王乘東，譚子龍，蔡建培，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：上海華林工業(yè)氣體有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：上海;31
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