制氢装置
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《“十四五”智能制造发展规划》提出:推动智能优化控制(APC)和实时优化(RTO)在流程工业中的应用,提升生产过程的自动化、智能化水平,降低能耗和排放;《工业能效提升行动计划》:鼓励企业采用APC+RTO优化生产流程,实现能源精细化管控,目标到2025年重点行业能效提升5%以上;上海市《工业服务业赋能产业升级行动方案(2024-2027)》强调工业大模型+APC/RTO的融合,推动故障预测、工艺优化等场景落地……

氢能作为清洁能源载体,在全球能源转型、工业脱碳、重型交通、长时储能等领域具有不可替代的作用。氢气的能量密度高,燃烧后仅生成水,可实现零碳排放,能够应对气候变化,助力碳中和,同时减少对石油、天然气等单一能源的依赖。

煤气化是当前工业制氢的主要方式之一,其装置运行复杂度显著高于传统石油化工体系。相较于以流体加工为主的炼化装置,煤气化涉及气-固-液三相的物理化学转化,需在高温高压下完成煤的热解、气化等多阶段反应,工艺流程长,控制节点多。实际运行中面临多重挑战:如原料端因煤种来源多样,灰分、挥发分等关键指标波动大,直接影响气化效率;过程控制复杂,需协调气化炉温度场分布、氧煤比、水氧比等20余个关键参数,自控率普遍低下,操作人员干预频次高,劳动强度大。下图为制氢装置运行中存在的主要问题:

实践证明,通过APC+RTO 技术在气化制氢装置的应用,可以大幅降低关键过程波动,实现工艺过程稳定性,减少人工干预,大幅提升自控率,以及通过生产实时优化大幅降低比煤耗,可以助力煤化工企业建立安全、高效、智能、低碳的绿色制造体系,打造安全环保、节能低碳的核心竞争力。