国家标准 GB/T29412一2012 变压吸附提纯氢用吸附器 Adlsorberofpresureswingadlsrptionforhydrogenpurifieaton 2012-12-31发布 2013-10-01实施国家质量监督检验检疫总局发布国家标准化管理委员会国家标准
GB/T29412一2012 前言本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草本标准由全国氢能标准化技术委员SAC/TC309)提出并归口本标准起草单位;西南化工研究设计院、四川天一科技有限公司标准化研究院,浙江大学、上海华西科技有限公司、四川亚联科技有限公司本标雅主要起草人潘世俊、周耀、杨踏,李燕、徐平,吴芳,高建华、李琼,万兴邓龙伟、傅宗国张杰
GB/I29412一2012 变压吸附提纯氢用吸附器范围本标准规定了变压吸附提纯氢用吸附器的基本要求、材料、设计,制造、检验与试验和标志,包装与运输本标准适用于设计压力大于或等于0.1MPa且小于10MPa,真空度不小于0.02MPa的变压吸附提纯氢用吸附器规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件 GB150.4压力容器第4部分:制造、检验和验收 GB713锅炉和压力容器用钢板 GB/T5330工业用金属丝编织方孔筛网 GB12337钢制球形储罐 GB/T20663囊式蓄能用压力容器 JB/T4700压力容器法兰分类与技术条件 JB/T4711压力容器涂敷与运输包装 B/T4730.2承压设备无损检测第2部分;射线检测 JB/T4730.3承压设备无损检测第3部分;超声检测 JB/T4730.4承压设备无损检测第4部分;磁粉检测 JB/T4730.5承压设备无损检测第5部分:渗透检测 JB4732钢制压力容器分析设计标准 NB/T47008承压设备用碳素钢和合金钢锻件术语和定义下列术语和定义适用于本文件 3.1 for urification 变压吸附提纯氢的吸附器 adsorberofpressureswingadsorption hydrogenpuri 内装吸附剂,承受交变载荷、从含氢气体中分离提纯氢气用单体设备 3.2 气流分布器gasdistributor 用于吸附器进、出气的分配,过滤或吸附剂的压紧、承载,确保气流分布均匀的装置花板perforatedplate 设有排列规整的小孔,用以分布气流或承载吸附剂的多孔板，鼠笼rotoreage 设有排列规整的小孔或孔形格栅,用以分布气流或承载吸附剂的圆筒形组件
GB/T29412一2012 基本规定般规定变压吸附提纯氢用吸附器的设计、制造、检验和验收除应符合本标准规定外,还应符合JB4732等压力容器相关标准的规定 4.2资格与职责 4.2.1吸附器的设计、制造单位应具备健全的质量管理体系 4.2.2设计单位的职责包括设计单位应具有压力容器分析设计(SAD)设计资质,并应对设计文件的准确性和完整性负责 n) b 吸附器的设计文件应至少包括设计计算书(或应力分析报告书)和设计图样,若为第皿类压力容器,还应包括风险评估报告 e)吸附器设计总图和应力分析报告应盖有压力容器设计资质印章 d 设计文件保存期应不少于十年 4.2. 3 制造单位的职责包括: 变压吸附提纯氢的吸附器,应由具有第果类压力容器制造资质证书(A2)和吸附器制造经验的 a 单位制造 b) 制造单位应严格按设计文件和本标准的要求进行制造,若需对原设计进行修改时,应得到原设计单位的签章认可吸附器制造完工后应由制造单位出具检验报告,并应对检验报告的准确性和完整性负责 d)吸附器应具有下列技术文件备查,技术文件保存期应不少于十年质量计划 2) 制造工艺图或制造工艺卡; 产品质量证明文件; 3 吸附器的焊接工艺和热处理工艺记录 4 标准中允许制造厂选择的项目的记录; 5 6)吸附器制造过程中及完工后的检查记录吸附器的原设计图相竣工图 4.3分类与命名 4.3.1吸附器的结构型式分为直立式、径向式,其结构参见附录A的规定 4.3.2吸附器型号表示方法应符合图1的规定 PSAH /早兄设计压力，MPa 单位代号(各自确定公称容积,m 结构型式,直立式为A、卧式为B 变压吸附提纯氢用吸附器图1吸附器型号表示方法
GB/I29412一2012 材料 5.1基本要求 5.1.1吸附器元件用材料的选用宜符合GB/T20663的有关规定,并应考虑吸附器的使用条件如设计温度,设计压力,介质特性等),制造工艺以及经济合理性 5.1.2吸附器用钢应附有钢材生产单位的钢材质量证明书(或其加盖材料供应单位检验公章和经办人章的复印件) 吸附器制造单位应按质量证明书对钢材进行验收,必要时还应进行复验 2 5. 材料选择 5.2.1吸附器受压元件的材料宜采用抗拉强度极限下限值小于540MPa的碳素钢,低合金钢等,并应符合GB713的有关规定 5.2.2吸附器非受压元件应选用镇静钢,当与受压元件焊接时,应具有焊接性能与受压元件相当的钢材 5.2.3吸附器用接管管材宜采用碳素钢、低合金钢钢管,钢管的标准及设计应力强度应符合JB4732 的有关规定吸附器应选用符合NB/T47008规定的眉级或V级锻件 5.2.4 5.2.5螺柱与螺母用钢的标准、使用状态及设计应力强度和试验应符合JB4732的有关规定 5.2.6吸附器的内部紧固件用于固定丝网,其螺栓应采用C3-80(1Crl7Ni2)材质,螺母应采用C1-70 1Crl3)材质,垫片应采用不污染介质的软质材料吸附器内铺设在筛板,鼠笼上的丝网应采用不锈钢丝网(oGr18N9),并应具有一定的抗拉强度 5.2.7 且无锈迹,无明显折痕,无破损,确保吸附剂的正常装填与使用,减小气体阻力常用丝网的规格应符合表1的要求,并应符合G;B/T5330的有关规定表1丝网的规格丝网规格 10 20 30 目丝径 0.56 0.315 0.20 mm 型号 GFw2.0/0.56(平纹) GFwo.95/0.315(平纹) GFw0.670.2(平纹) 目为非国际单位,每25.4mm长度上的开孔数 6 设计设计参数 6.1.1设计压力是指设定的容器顶部的最高压力,与相应的设计温度一起作为设计载荷的条件,其值不低于工作压力一般取1.05~1.1倍工作压力 6.1.2工作压力是指正常工作情况下,容器顶部可能达到的最高压力 6.1.3设计温度是指容器在正常工作情况下,设定的元件的金属温度(沿元件金属截面的温度平均值) 吸附器的设计温度通常为50C 6.1.4设计载荷是容器设计应考虑各种载荷及载荷的组合，一般应至少包括下列载荷:
GB/T29412一2012 a内压,外压; b 吸附器自重，一般为正常工作条件下内装物料重力载荷; 附加载荷,如隔热材料、管道、扶梯、平台等的重力载荷 c d)风载荷、雪载荷及地震载荷; e)裙座、耳座及其他形式支座的反作用力 fD 由各种工作条件引起的不均匀应变载荷及由连接管道或其他部件的膨胀或收缩所引起的作用力 6.2设计计算 6.2.1吸附器用吸附剂体积,直径和高度,应按变压吸附提纯氢系统工艺设计和吸附器结构等确定 6.2.2吸附器的设计计算应包括筒体、封头、接管开孔、法兰、连接螺栓等主要受压元件,受压元件的强度计算及疲劳校核应符合JB4732的有关规定涉及真空的吸附器还应按GB150.4核算刚度和稳定性 6.2.3吸附器筒体厚度的计算筒体的计算厚度应按式(1)计算 PD 2KSm一！式中: -筒体的计算厚度,单位为毫米(mm); 设计压力,单位为兆帕(MPa); 筒体内直径,单位为毫米(mm); D 载荷组合系数设计应力强度,单位为兆帕(MPa) S 载荷组合系数和设计应力强度应按JB4732的有关规定选用简体的设计厚度按式(2)计算 b =十C 式中; 筒体的设计厚度,单位为毫米(mm); o 筒体的计算厚度,单位为毫米(mm). -腐蚀裕量,单位为毫米(m mm 简体的名义厚度等于筒体的设计厚度加上钢材厚度负偏差后向上圆整至钢材标准规格厚度钢材的腐蚀裕量应根据吸附器预期使用寿命和介质对材料的腐蚀速率确定预期使用寿命一般由操作工况、吸附剂的使用周期和用户要求确定钢材厚度负偏差应按GB713和相应钢材标准的规定选取吸附器宜采用成形封头,封头型式有凹面受压的半球形封头、碟形封头和椭圆形封头等,各种封头的厚度应按JB4732的有关规定进行计算 6.2.5开孔补强应采用插人式或对接式整体补强结构接管与壳体连接处应倒圆角,内角半径，不低于壳体厚度的1/8;外角半径r一般不应小于壳体厚度的1/2中较大值开孔补强的计算应符合 JB4732的规定吸附器内部构件、填充物 6.3.1吸附器内除填装吸附剂外,主要内部构件是气流分布器吸附器应设有进气或上部气流分布器和出气或下部气流分布器
GB/T29412一2012 6.3.2进气气流分布器应设置在进气端,对吸附器的进气气流进行分配、过滤,并压实吸附剂;进气气流分布器宜采用花板或鼠笼等结构,花板开孔位置、尺寸应确保气流分布均匀,不得发生穿漏、偏流,并应防止吸附剂漏损筛板的开孔率宜大于等于40% 鼠笼的开孔率宜大于进气管截面积的2.5倍 6.3.3出气或下部气流分布器应设置在出气端,对排出吸附器的气流进行过滤、分配,并支撑吸附剂出气气流分布器宜采用花板或鼠笼等结构出气气流分布器应具有足够的强度和刚度,并应确保气流分配均匀、密封良好,还应防止吸附剂及其碎块漏损筛板的开孔率宜大于等于40%,鼠笼的开孔率宜大于等于20% 6.3.4吸附剂的品种、数量应根据吸附器的设计参数和原料气,产品气要求确定一般可采用活性炭、活性氧化铝、分子筛等 6.4吸附器校核计算 6.4.1吸附器的设计应按JB4732的有关规定进行静强度分析计算和疲劳分析校核计算 6 4 真空操作的吸附器应进行稳定性校核计算 2 制造 7.1 -般规定 7.1.1吸附器的制造除应符合本标准规定外,还应符合设计文件的要求和JB4732的有关规定 7.1.2吸附器受压部分的焊接接头应分为A.B.C,D四类,接头类别的划分和图样表述应符合 B4732的有关规定 7.2吸附器制作材料的复验 7.2.1施焊前应逐张检查钢板的表面质量和材料标志;按板厚规格复验钢板的化学成分,力学性能,冷弯性能,并应符合GB713的有关规定;钢板应逐张进行超声检测,并应达到JB/T4730.3规定的I级 7.2.2锻件生产厂应具有制造许可证,吸附器制造厂应复验其硬度和化学成分,若复验结果出现异常，则应进行力学性能的复验 7.3冷热加工成形 7.3.1根据制造工艺条件,确定加工裕量,以确保成品吸附器各部位的实际厚度不小于该部位名义厚度减去钢板厚度负偏差 7.3.2球形封头和椭圆封头的成型应符合下列规定: 封头不宜采用煤加热成型的方式; a) )直径小手14wmm的球形封头,不允许拼接;直经等于或大于1wmm且小于或等于40o mm 的球形封头,应采用先拼接后整体成型的方法,拼接焊缝数不大于2条,且最小板宽不小于 500mm;直径大于4000mm的球形封头,宜采用先分瓣后成型,再组媒的方法球形封头分瓣冲压的瓣片尺寸公差应符合GB12337的有关规定直径小于1200mm的椭圆封头,不允许拼接直径等于或大于1200mm的椭圆封头如需拼接,拼板焊缝距板中心的距离应不大于0.4倍封头内径,且最小板宽不小于300mm d封头各种不相交的拼焊焊接接头边缘之间的最小距离以及形状偏差等应符合JB4732的有关规定 7.4坡口表面 7.4.1坡口表面不得有裂纹、分层、夹渣等缺陷
GB/T29412一2012 7.4.2施焊前应将坡口表面的渗碳层、氧化物油污、熔渣及其他有害杂质清除干净,清除的范围以离坡口边缘的距离计,不得小于50mm 7.5圆通与壳体圆筒与壳体的焊接、组装,包括辅助件、内构件的焊接、组装均应按JB4732的有关规定进行 7.6法兰与平盖 7.6.1吸附器法兰应按照JB/T4700的有关规定进行加工 7.6.2平盖与筒体端部的加工应符合JB4732的有关规定 7.7焊接 7.7.1焊接前准备及施焊环境以及焊接工艺应符合JB4732的有关规定 7 7.2焊缝金属应保证力学性能,其抗拉强度不得高于母材标准规定的上限值加30MPa,且不低于母材强度 3 7.7. 焊接接头的表面形状尺寸及外观要求应符合以下规定: a 焊接接头的表面形状尺寸应符合JB4732的有关规定; 焊接接头表面不得有裂纹、气孔,咬边、孤坑,夹渣等缺陷,并不得留有熔渣与飞溅物 b c容器上所有A.B类焊接接头焊缝均应打磨至与母材齐平,不得留有余高;C.,D类焊接接头爆缝均应打磨,使其圆滑过渡 7.8引弧禁止在容器的非焊接部位引弧因电弧擦伤而产生的弧坑,煤疤以及因切割卡具,拉筋板等临时性附件遗留的焊疤应修磨平滑,打磨后的厚度不得低于该部位的名义厚度 7.9返修吸附器的制造过程的焊接试板和试样以及焊接接头需要返修时,应符合JB4732的有关规定 7.10热处理 7.10.1制造单位应按设计文件和标准的要求在热处理前编制热处理工艺 7.10.2不得使用燃煤炉进行吸附器的焊后热处理 7.10.3焊后热处理方法应符合JB4732的有关规定热处理装置(炉)应配有自动记录温度曲线的测温仪表,并能自动绘制热处理的时间与工件壁 7.10.4 温关系曲线吸附器焊后可进行炉内整体热处理或分段热处理,在可能情况下,应优先采用炉内整体加热方 7.10.5 法分段热处理时,其重复加热长度应不小于1500mm,炉外部分应采取保温措施,使温度梯度不致影响材料的组织和性能检验,试验和验收 8.1无损检测 8.1.1吸附器的焊接接头,经形状尺寸和外观检查合格后,再进行规定的无损检测 8. 1.2吸附器的A,B,C,D类焊接接头应进行100%无损检测,检测要求按图样规定 3 8.1 检测评定具有如下要求
GB/T29412一2012 射线检测按JB/T4730.2的规定进行,要求进行全部无损检测的对接接头,射线检测技术等级不低于AB级,合格级别不低于级;要求进行局部无损检测的对接接头,射线检测技术等级不低于AB级,合格级别不低于级,并且不允许有未焊透;角接接头,T形接头,射线检测技术等级不低于AB级,合格级别不低于l级射线检测中底片的定位和标记、评定范围内的黑度和像质计灵敏度等应符合JB/T4730.2的相关规定超声波检测按JB/T4730.3进行,要求进行全部无损检测的对接接头,脉冲反射法超声检测技术等级不低于B级,合格级别为I级;要求进行局部无损检测的对接接头,脉冲反射法超声检测技术等级不低于B级,合格级别不低于级;角接接头,T形接头,脉冲反射法超声检测技术等级不低于B级,合格级别为I级;采用衍射时差法超声检测的媒接接头,合格级别不低于级磁粉检测按JB/T4730.4进行,检测结果I级为合格 c) d)渗透检测按JB/T4730.5进行,检测结果I级为合格 8.1.4经射线检测或超声波检测的焊接接头,如有不允许的缺陷,应在缺陷清除干净后进行补媒,并对该部分采用原检测方法重新检测,直至合格经磁粉检测或渗透检测发现的不允许缺陷,应在缺陷清除后或补焊后,对该部分采用原检测方法重新检测,直至合格 8.2试验制造完工的吸附器应按图样规定进行压力试验及致密性试验试验内容,试验方法、试验压力等应符合JB4732的有关规定 8.3产品验收 8.3.1经国家授权的质检机构确认并出具质量证明书 8.3.2吸附器的质量证明书应包括;产品合格证、容器说明书、质量说明书三部分 8.3.3用户现场的产品验收为产品的最终验收标志、包装与运输 9.1容器说明书 9.1.1吸附器特性,包括设计压力含不同工况条件下的不同设计压力,最大允许工作压力,试验压力、设计温度(含不同工况条件下的不同设计温度)、工作介质,容器类别 g.1.2吸附器图纸,应包括吸附器竣工总图及主要零部件图 9.1.3吸附器的热处理状态与禁焊等特殊说明质量说明书 9.2.1主要零部件材料的化学成分和力学性能 .2.2无损检测结果 9. 99 .2.3焊接质量的检查结果(包括超过两次的返修记录). 9.2.4压力试验与致密性试验结果 9 2.5与本标准和图样不符的项目 9.3容器铭牌 g.3.1容器铭牌应固定于明显的位置 9.3.2铭牌应包括如下内容
GB/T29412一2012 a制造单位名称和制造许可证号码; b 制造单位对该容器产品的编号; 制造日期 c d设计压力(含不同工况条件下的不同设计压力); 最大允许工作压力; e f 试验压力 g设计温度(含不同工况条件下的不同设计温度); h)容器重量; iD 容器类别其他规定容器的油漆,包装,运输应符合JB/T471l的规定
GB/T29412一2012 附录A 资料性附录吸附器的结构 A.1结构形式 A.1.1吸附器通常采用圆简形结构,一般可分为立式、卧式两种 A.1.2吸附器的主要部件包括筒体,封头、气流分布器,连接管和吸附剂图A.1是直立式吸附器结构简图,图A.2是径向式吸附器结构简图说明上部气流分布器; 吸附剂: 筒体下部气流分布器，封头; 连接管图A.1直立式吸附器结构简图
GB/T29412一2012 说明连接管; 2 上部气流分布器; 吸附剂筒体; 封头下部气流分布器图A.2径向式吸附器结构简图 A.2气流分布器 A.2.1吸附器的气流分布器有进气(上部,出气(下部)分布器,其结构和开孔应确保进人或排出吸附器吸附剂层的气流分布均匀,不得有偏流现象的发生,并可防止吸附剂的泄漏 A.2.2进气(上部)分布器应设在进气端,对进人吸附器的气流进行分配、过滤,并压实吸附剂层;宜采用花板或鼠笼等结构,见图A.1 A.2.3出气(下部)分布器应设在出气端,对排出吸附器的气流进行分配、过滤,并承载吸附剂;宜采用花板或鼠笼等结构,见图A.2 出气分布器应具有足够的强度和刚度 10o

变压吸附提纯氢用吸附器GB/T29412-2012

变压吸附提纯氢用吸附器是一种基于吸附原理的氢气分离和纯化设备。它通过在特定的温度、压力和材料选择条件下，利用不同吸附物对混合气体中的气体分子进行选择性吸附，实现氢气的分离和纯化。

为了规范变压吸附提纯氢用吸附器的设计、制造和使用，GB/T29412-2012《变压吸附提纯氢用吸附器》被制定出来。

技术要求

根据GB/T29412-2012的规定，变压吸附提纯氢用吸附器应具备以下技术要求：

氢气纯度：吸附器处理后的氢气应达到规定的纯度要求。
压力波动范围：在吸附器稳定工作时，其进出口氢气压力波动范围应符合规定。
吸附剂选择：吸附剂应该具备高的吸附选择性和较大的吸附容量。
密封性：吸附器应具备良好的密封性能，以确保氢气流经吸附器不会泄漏。

应用前景

变压吸附提纯氢用吸附器可以应用于多个领域：

新能源汽车：使用吸附器可以将水电解产生的混合气体中的氢气分离和纯化，达到适合燃料电池使用的纯度，并供给汽车使用。
化工行业：氢气广泛用于化学反应中，如加氢裂化、脱氢、氧化等工艺。
电子行业：氢气回收利用技术已成为电子行业重点发展方向之一，可以大幅度减少电子行业的能源消耗和环境污染。

总之，变压吸附提纯氢用吸附器是一种高效的氢气分离和纯化设备，GB/T29412-2012标准的发布为该技术的规范化应用提供了有力保障。