CN113460959B - 一种带旁路控制的用于高浓度一氧化碳全部变换分段移热工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种带旁路控制的用于高浓度一氧化碳全部变换分段移热工艺，与两段绝热流程催化剂装填量相当，但通过旁路调节及变换催化剂动力学控制的方法，能避免低负荷或水气比升高导致的变换炉I段超温和发生甲烷化反应的问题；在粗合成气进入低压蒸汽发生器之前，喷入高压锅炉水，使得过饱和态的粗合成气再后续冷凝时能够大量出水，带出更多的灰分和杂质。因此还可以取消脱毒槽的设置，流程更加简化；变换炉I段采用动力学控制，反应条件温和，催化剂寿命延长；高压锅炉水不是一次性补充，而是通过分段补充至II段入口的变换气的方法，既可以满足变换反应对水气比的要求，又可以调节II段出口变换气的温度，更加灵活。

Description

一种带旁路控制的用于高浓度一氧化碳全部变换分段移热 工艺

技术领域

本发明涉及一种带旁路控制的用于高浓度一氧化碳全部变换分段移热工艺。

背景技术

一氧化碳变换装置在合成气生产装置中具有极其重要的地位，它是将上游气化装置来的粗合成气，在催化剂的作用下，根据下游产品对氢碳比的要求，全部或部分反应生成氢气。不同产品要求对变换工艺流程的设置有较大的影响。对于生产氢气、合成氨的装置，通常需要将一氧化碳尽可能全部转化为氢气；对于生产羰基合成气的装置，例如合成甲醇、乙二醇、合成油、天然气等，变换反应深度较浅，需根据产品要求调整合成气中一氧化碳和氢气的比例。新型连续加压煤气化技术主要分为水煤浆气化技术（例如GE、多喷嘴、多元料浆等），粉煤气化技术（壳牌、东方炉、航天炉、GSP等）。粉煤气化产出的粗合成气浓度通常高出水煤浆气化10%~20%，尤其是激冷型粉煤气化产出的粗合成气不仅一氧化碳浓度高，而且水气比较高，为0.7~1.0，变换反应推动力大，极易引起第一变换炉的超温，给变换反应的流程设置带来一定的难度。

对于制氢或合成氨装置，在变换阶段需要将粗合成气中的一氧化碳全部转化为氢气，因此反应的深度大，通常需要水气比在1.2以上才能满足要求。而粉煤气化产生的粗合成气中水气比通常低于1.0，而且由于一氧化碳含量较高，极易引起第一变换炉的超温，故通常采用高水气比补充水气工艺，即通过在第一变换炉前加入大量水蒸气，将水气比提高至1.4以上甚至更高，从而既能满足变换深度要求，也可以避免了变换炉超温。但该工艺存在以下问题：①能耗较高，多添加的蒸汽在下游还要通过水冷等以凝液的方式回收，增加了低品位热量回收的投资。②流程设置较长，通常需要设置包括预变换炉在内的三至四段变换流程，投资较高。③催化剂在高水气工况下易发生反硫化，对煤中最低硫化氢浓度含量要求较高，从而缩小了原料煤选择范围。④催化剂在高温高水气比苛刻条件下运行，使用寿命短。

对于废锅型粉煤气化技术，虽然粗合成气中一氧化碳含量较高，但水气比较低，通常在0.15~0.25，因此配套变换工艺也可采用低水气比工艺。即将粗合成气依次经过四至五段变换反应，从第一变换炉之后的每段变换炉入口增加锅炉水或少量蒸汽对变换气进行激冷，提高水气比，直至最后变换炉出口一氧化碳含量满足要求。相比于高水气比工艺，该流程的主要优点是利用了变换热，采用逐级淬水的方式补充反应的水气比，不足的水气比再添加蒸汽进行补充，利用廉价的水替代高品位的蒸汽，大幅度降低了蒸汽用量和冷凝液的排放量。经济效益要好于传统高水气工艺。但该工艺同样存在以下问题：

①激冷型粉煤气化技术产出的粗合成气水气比和一氧化碳含量均较高，全气量通过第一变换炉极易引起超温，因此不适用；

②由于采用逐级淬水方式，第一变换炉反应深度相比高水气比工艺不足，因此通常需要设置四至五段变换，工艺流程较长，投资较高，占地较多。

中低水气比工艺是将中水气比（0.7~1.0）的粗煤气在不补加蒸汽的前提下全部进入第一变换炉进行反应，而后续的变换炉则采用低水气比工艺，反应需补充的水分用淬水替代，基本不需添加蒸汽。通过减少第一变换炉催化剂装填量，使变换反应远未达到反应平衡的方法来控制床层的温度在可控范围，后续的变换反应则根据反应深度的要求逐步补充锅炉水，基本不需要添加蒸汽。但该方法同样存在一定的局限性，由于高一氧化碳含量和较高水气比的双重作用，反应的推动力较大，平衡温距大，催化剂的用量必须精确计算。如果催化剂装填量超出范围，则会造成反应深度加大而导致超温；对于开车负荷较低的阶段，粗合成气量往往只有正常量的一半甚至更低，对于同样催化剂装填量，则极易引起超温。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的现状，提供一种能够应对不同水气比及粗合成气负荷、工艺流程简单、操作简单、投资少的带旁路控制的用于高浓度一氧化碳全部变换分段移热工艺。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种带旁路控制的用于高浓度一氧化碳全部变换分段移热工艺，其特征在于包括以下步骤：

来自上游的粗合成气，首先通过混合器内部喷头喷入少量雾状高压锅炉水，使粗合成气形成过饱和态，然后进入低压蒸汽发生器副产低压饱和蒸汽，同时粗合成气温度降低，形成凝液，气体中的杂质也随凝液沉降；然后进入气液分离器分离出凝液，再进入粗合成气加热器，加热至催化剂起活温度之上，然后粗合成气经过脱毒槽，脱除部分未除尽的灰分及有毒组分，最后进入分段移热式变换炉I段；

分段移热式变换炉I段采用动力学控制，催化剂装填量少，变换反应远未达到平衡，出口变换气温度控制在300~500℃；分段移热式变换炉I段出口的变换气先补充一定量的高压锅炉水（用于补充变换反应所需的大部分水），然后进入中高压蒸汽发生器（用于副产饱和蒸汽），出口变换气再补入少量高压锅炉水（用于补充变换反应所需的少部分水，调节II段出口变换气水气比以及温度）后，进入分段移热式变换炉II段；

分段移热式变换炉II段采用热力学平衡控制，变换气达到反应平衡，出口变换气温度控制在300~500℃；其中，分段移热式变换炉II段出口设有温度分程控制，通过调节位于中压蒸汽发生器II进出口的旁路气量和高压锅炉水补充量，来调节分段移热式变换炉II段入口变换气的温度，从而保证在不同工况下，分段移热式变换炉II段变换气出口既不超温，也不过低，保证中高压蒸汽过热器的热源过热度、中压锅炉水预热器的取热量、中高压蒸汽发生器II的蒸汽产量；分段移热式变换炉II段出口的变换气依次经过中高压蒸汽过热器、中高压蒸汽发生器II、粗合成气加热器、中压锅炉水预热器后，进入分段移热式变换炉III段进行反应；

分段移热式变换炉III段出口变换气经过一中压蒸汽发生器，副产饱和中压蒸汽，最后送入下游余热回收装置进一步处理。

优选地，所述粗合成气加热器出口设有粗合成气旁路，部分粗合成气通过该旁路跨过分段移热式变换炉I段，在中高压蒸汽发生器出口与分段移热式变换炉I段出口变换气混合后，进入分段移热式变换炉II段。

优选地，所述中高压锅炉水预热器设有一旁路，通过进入分段移热式变换炉III段变换气的温度来控制中高压锅炉水预热器的取热量，以防止进入分段移热式变换炉III段变换气温度过低。

优选地，所述来自上游的粗合成气中一氧化碳干基体积含量30~90%，水/绝干气体积比为0.1~1.6，压力范围为1.0~9.0MPaG。

优选地，所述低压蒸汽发生器副产饱和蒸汽压力范围为0.1~4.0MPaG；所述中高压蒸汽发生器以及中压蒸汽发生器副产饱和蒸汽压力范围为2.5~8.0MPaG。

优选地，所述的粗合成气加热器粗合成气出口温度为150~350℃。

在本发明中，所述的分段移热式变换炉由I段、II段、III段组成，其中I段的内层为半等温区I、外层为绝热区I，II段的内层为半等温区II、外层为绝热区II，III段为绝热区III。

具体的，所述分段移热式变换炉I段/II段中设置有内上筒体、中心管、锅炉水进水腔、蒸汽收集腔、锅炉水列管，所述内上筒体具有用于填充绝热变换反应催化剂的内腔，所述内上筒体的外周壁与分段移热式变换炉的炉体内周壁之间形成有进气环隙，所述内上筒体的外周壁上开设有若干个间隔布置的第一进气口；中心管设于所述内上筒体的中央部位且上端封闭、下端具有下端口，所述中心管的周壁上开设有若干个供内上筒体中的气体进入中心管中的通气口；所述锅炉水进水腔设于炉体的I段/II段底部；所述蒸汽收集腔设于内上筒体的上方，用于收集锅水受热产生的蒸汽；锅炉水列管为多根，各锅炉水列管的下端与所述锅炉水进水腔相连接、上端与所述蒸汽收集腔相连接，各锅炉水列管靠近所述中心管围设在中心管外周，从而使内上筒体内布置有锅炉水列管的区域形成半等温区I/半等温区II、位于该半等温区I/半等温区II外围未布置锅炉水列管的区域形成绝热区I/绝热区II。

若实际情况中上游气液分离器中灰分沉降效果较好，可选的取消脱毒槽配置，同时分段移热式变换炉I段变换催化剂床层上应敷设一层脱毒剂，以保证对粗合成气中灰分及毒性组分能完全脱除。

优选地，所述的余热回收装置由气液分离器、换热器、洗涤塔等设备组合而成，用于对变换气余热回收利用、降温、洗涤、净化，以满足下游酸性气脱除装置进料要求。所述的混合器的部件包含有一级或若干级喷头，主要目的是将高压锅炉水雾化，并能与粗合成气充分混合，使粗合成气形成过饱和态。

优选地，变换炉II段的催化剂床层顶部还设有一层脱毒剂，用于脱除粗合成气或变换气中微量汞、砷等能使催化剂中毒的组分。所述的中压蒸汽发生器和所述的中高压蒸汽过热器可以采用管口直连的组合型式，以节约占地、减少流程的复杂性。

在上述方案中，根据变换气反应深度及产品氢气中CO的含量要求，可选的在中压蒸汽发生器后增加一普通轴径向或轴向变换炉。

与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明的适用范围广泛，可适用于气化装置配套一氧化碳全部变换的技术流程，一氧化碳干基体积含量为30~90%，水/绝干气体积比为0.1~1.6的原料，本发明工艺流程短，设备数量少，控制简单，投资和运行费用低；与常规流程相比，具有以下优点：

（1）与两段绝热流程催化剂装填量相当，但通过旁路调节及变换催化剂动力学控制的方法，能避免低负荷或水气比升高导致的变换炉I段超温和发生甲烷化反应的问题；

（2）在粗合成气进入低压蒸汽发生器之前，喷入高压锅炉水，使得过饱和态的粗合成气再后续冷凝时能够大量出水，带出更多的灰分和杂质。因此还可以取消脱毒槽的设置，流程更加简化；

（3）变换炉I段采用动力学控制，反应条件温和，催化剂寿命延长；

（4）高压锅炉水不是一次性补充，而是通过分段补充至II段入口的变换气的方法，既可以满足变换反应对水气比的要求，又可以调节II段出口变换气的温度，更加灵活；

（5）通过粗合成气加热器出口的旁路气量的调节，可以有效控制变换炉I段出口变换气温度；

（6）通过中高压蒸汽发生器旁路，可以有效调节变换炉II段出口变换气温度，从而保证进入中高压蒸汽发生器的变换气过热度，保证中高压蒸汽产量；（7）调节灵活，控制简单，能应对不同工况、不同负荷，维持换热网络的稳定，I段出口变换气的温度没有具体要求，可控范围广；对于低负荷工况，通过减少粗合成气加热器出口的旁路气量，可以保证变换炉I段和II段出口变换气温度不降低；对于催化剂末期需提温的工况，也只要通过增加中高压蒸汽发生器旁路气量或减少II段入口锅炉水补充量来调节II段入口温度，从而保证了II段出口变换气温度；

（8）所有粗合成气都经过变换反应炉进行了变换反应，粗合成气中的COS等有毒组分已进行了充分反应，因此无需在II段和III段之间设置水解槽脱除，减少了流程的复杂性。

附图说明

图1为本发明实施例1的流程图；

图2为本发明实施例1、2中分段移热式变换炉I段/II段的结构示意图；

图3为沿图2中A-A方向的剖面图；

图4为本发明实施例2的流程图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

实施例1：

如图1所示，本实施例可调水气比的用于羰基合成的一氧化碳分段移热半反应变换工艺采用如图1所示的反应系统，包括混合器1、洗涤锅炉水控制阀2、低压蒸汽发生器3、气液分离器4、分段移热式变换炉5、粗合成气加热器6、I段粗合成气旁路调节阀7、中高压蒸汽发生器I8、I段中高压蒸汽发生器旁路控制阀9、II段入口高压锅炉水控制阀10、中高压蒸汽发生器II11、中高压锅炉水预热器旁路控制阀12、中高压锅炉水预热器13、中高压蒸汽过热器14、中压蒸汽发生器15、轴向变换炉16、余热回收装置17、脱毒槽18，各装置的具体连接及配合关系与图1相符，在此不做赘述。

以用于某激冷流程粉煤气化生产制氢的装置为例，本实施例可调水气比的用于羰基合成的一氧化碳分段移热半反应变换工艺的步骤为：

来自上游气化单元的粗合成气，温度206℃，压力3.8MPaG，一氧化碳干基含量70%，水气比0.9。通过混合器1将来自洗涤锅炉水控制阀2的高压锅炉水混合均匀后，进入低压蒸汽发生器3副产1MPaG低压饱和蒸汽，同时粗合成气温度降低至约193℃。然后进入气液分离器4分离出凝液及粗合成气中夹带的灰分。气液分离器4出口的粗合成气进入粗合成气加热器6，加热至210℃，再经过脱毒槽18，然后60%粗合成气进入分段移热式变换炉I段5A。其余40%的粗合成气通过I段粗合成气旁路调节阀进入分段移热式变换炉II段5B入口。

分段移热式变换炉I段5A采用动力学控制，出口变换气温度为460℃。出口的变换气依次经过补充高压锅炉水、I段中高压蒸汽发生器8、混入来自I段粗合成气旁路调节阀7的粗合成气、II段入口高压锅炉水控制阀10补充少量高压锅炉水后，温度降为245℃，进入分段移热式变换炉II段5B。

II段采用热力学平衡控制，变换气达到反应平衡，出口温度为440℃。其中，II段出口设有温度分程控制，通过调节I段中高压蒸汽发生器旁路控制阀9和II段入口高压锅炉水控制阀10，来控制II段变换气出口温度稳定在设定值440℃。II段出口的变换气依次经过中高压蒸汽过热器14、II段中高压蒸汽发生器11、粗合成气加热器6和中高压锅炉水预热器13后，再次进入分段移热式变换炉III段5C进行反应。其中，中高压锅炉水预热器13设有旁路，通过调节中高压锅炉水预热器旁路控制阀12来保持III段入口温度稳定在230℃。

III段出口变换气温度为280℃，经过中压蒸汽发生器15，副产饱和中压蒸汽，然后进入轴向变换炉16，出口的变换气温度为220℃，CO干基含量小于0.4%，满足产品氢气的要求，送入下游余热回收装置17进一步处理。

对于催化剂中末期活性降低，粗合成气反应深度降低；分段移热式变换炉II段5B出口温度降低至430℃，此时通过增大I段中高压蒸汽发生器旁路控制阀9开度，减少通过中高压蒸汽发生器8的变换气量，提高分段移热式变换炉II段5B入口从245℃至255℃，保证II段变换气出口温度稳定在440℃；对于催化剂末期工况，粗合成气反应深度进一步降低，在I段中高压蒸汽发生器旁路控制阀9减小开度的情况下，可通过增大II段入口高压锅炉水控制阀的开度，增加锅炉水补充量来保证II段变换气出口温度稳定在440℃。

对于变换单元粗合成气负荷降低的情况，可通过增加I段粗合成气旁路调节阀7开度，保证进入分段移热式变换炉II段5A的粗合成气量不变，以维持分段移热式变换炉I段5A出口的变换气温度不变。

在本实施例中，分段移热式变换炉5由I段、II段、III段组成，其中I段的内层为半等温区I、外层为绝热区I，II段的内层为半等温区II、外层为绝热区II，III段为绝热区III。其中，III段采用轴径向或轴向变换炉结构，该具体结构为本领域的成熟技术，在此不做赘述；本实施例中对分段移热式变换炉I段/II段的结构进行如下说明：

如图2、3所示，分段移热式变换炉I段/II段中设置有内上筒体、中心管21’、锅炉水进水腔26’、蒸汽收集腔5’、锅炉水列管10’，炉体19’顶部设置有汽包2’。

具体的，炉体19’顶部开有粗合成气进口4’，炉体19’中设置有能将其内腔分隔为上中下相对独立部分的隔板1c’，炉体19’侧部也可以设置有供I段、II段反应完毕的气体输出的输出口。

上述内上筒体具有用于填充绝热变换反应催化剂20’的内腔，内上筒体的外周壁与炉体19’内周壁之间形成有进气环隙9’，内上筒体的外周壁上开设有若干个间隔布置的第一进气口22’。

上述中心管21’设于内上筒体的中央部位且上端封闭、下端具有与隔板1c’下方相连通的下端口，中心管21’的周壁上开设有若干个供内上筒体中的气体进入中心管21’中的通气口211’。

上述锅炉水进水腔26’设于炉体19’的I段/II段下部且靠近相应隔板1c’布置。

上述蒸汽收集腔5’设于I段/II段上部且位于相应内上筒体的上方，用于收集锅水受热产生的蒸汽。

上述锅炉水列管10’为多根，各锅炉水列管10’的下端与锅炉水进水腔26’相连接、上端与蒸汽收集腔5’相连接，各锅炉水列管10’靠近中心管21’围设在中心管21’外周，从而使内上筒体内布置有锅炉水列管10’的区域形成半等温区I/II8’、位于该半等温区I/II8’外围未布置锅炉水列管10’的区域形成绝热区I/II 6’。

上述汽包2’设于炉体19’上方，该汽包2’的顶部具有蒸汽输出口1’，该汽包2’通过锅炉水下降管3’与锅炉水进水腔26’相连通、通过蒸汽上升管15’与蒸汽收集腔5’相连通，汽包2’与锅炉水下降管3’、锅炉水进水腔26’、锅炉水列管10’、蒸汽收集腔5’、蒸汽上升管15’共同构成一可控饱和蒸汽发生系统。

锅炉水下降管3’为两根且对称布置在锅炉水进水腔26’的两侧，一根锅炉水下降管3’上设置有能控制流体流量的调节阀16’。通过调节调节阀16’的开度来控制系统内的水气自然循环比，从而达到调节半等温反应区内变换气温度及饱和蒸汽产量的目的。半等温区内锅炉水列管的数量、排布范围及密度可根据粗合成气水气比、负荷范围及变换气出口温度要求来调整，从而使半等温区将部分变换气反应的热量通过锅炉水转移走，使该区域的变换反应介于绝热和等温反应之间。

在粗合成气经过上述分段移热式变换炉I段/II段时，粗合成气进口4’的原料气经变换炉的上封头处进入进气环隙9’，通过第一进气孔22’从轴向通过绝热变换反应催化剂20’，首先进入绝热区I/II 6’进行绝热变换反应，再进入半等温区I/II 8’；变换气在半等温区I/II8’内进行半等温变换反应，温度保持不变，多余的热量被半等温区锅炉水列管10’内的锅炉水吸收产生饱和蒸汽，反应后的变换气通过中心管21’收集，向下输送；在上述过程中，可控饱和蒸汽发生系统的运行流程为：来自锅炉水下降管3’的低温锅炉水首先进入锅炉水进水腔26’汇集，然后进入半等温区的锅炉水列管10’，低温锅炉水在吸收半等温区I/II8’反应的热量后，变成水汽混合物，其中饱和蒸汽沿锅炉水列管10’上升至蒸汽收集腔5’进行初步分液后，继续沿蒸汽上升管15’进入汽包2’，再次分离掉冷凝水后，从蒸汽出口1’产出饱和蒸汽，送出系统外。

实施例2：

本实施例与实施例1的区别在于：如图4所示，对于变换单元粗合成气负荷正常的情况，可取消I段粗合成气旁路调节阀的设置。

实施例3：

如图4所示，本实施例用于某激冷流程粉煤气化制氢的装置。来自上游气化单元的粗合成气，温度206℃，压力3.8MPaG，一氧化碳干基含量70%，水气比0.9。通过混合器1将来自洗涤锅炉水控制阀2的高压锅炉水混合均匀后，进入低压蒸汽发生器3副产1MPaG低压饱和蒸汽，同时粗合成气温度降低至约193℃。然后进入气液分离器4分离出凝液及粗合成气中夹带的灰分。气液分离器4出口的粗合成气进入粗合成气加热器6，加热至210℃，再经过脱毒槽18，最后进入分段移热式变换炉I段5A入口。

分段移热式变换炉I段5A采用动力学控制，出口变换气温度为440℃。出口的变换气依次经过补充高压锅炉水、I段中高压蒸汽发生器8、混入来自I段粗合成气旁路调节阀7的粗合成气、II段入口高压锅炉水控制阀10补充少量高压锅炉水后，温度降为245℃，进入分段移热式变换炉II段5B。

II段采用热力学平衡控制，变换气达到反应平衡，出口温度为420℃。其中，II段出口设有温度分程控制，通过调节I段中高压蒸汽发生器旁路控制阀9和II段入口高压锅炉水控制阀10，来控制II段变换气出口温度稳定在设定值420℃。II段出口的变换气依次经过中高压蒸汽过热器14、II段中高压蒸汽发生器11、粗合成气加热器6和中高压锅炉水预热器13后，再次进入分段移热式变换炉III段5C进行反应。其中，中高压锅炉水预热器13设有旁路，通过调节中高压锅炉水预热器旁路控制阀12来保持III段入口温度稳定在230℃。

III段出口变换气温度为280℃，经过中压蒸汽发生器15，副产饱和中压蒸汽，然后进入轴向变换炉16，出口的变换气温度为220℃，CO干基含量小于0.4%，满足产品氢气的要求，送入下游余热回收装置17进一步处理。

对于催化剂中末期活性降低，粗合成气反应深度降低；分段移热式变换炉II段5B出口温度降低至410℃，此时通过增大I段中高压蒸汽发生器旁路控制阀9开度，减少通过中高压蒸汽发生器8的变换气量，提高分段移热式变换炉II段5B入口从245℃至255℃，保证II段变换气出口温度稳定在420℃；对于催化剂末期工况，粗合成气反应深度进一步降低，在I段中高压蒸汽发生器旁路控制阀9减小开度的情况下，可通过增大II段入口高压锅炉水控制阀的开度，增加锅炉水补充量来保证II段变换气出口温度稳定在420℃。

与实施例2相比，实施例3具有以下优点：

通过中高压蒸汽发生器旁路，可以有效调节变换炉II段出口变换气温度，从而保证进入中高压蒸汽发生器的变换气过热度，保证中高压蒸汽产量。

调节灵活，控制简单，能应对不同工况、不同负荷，维持换热网络的稳定，I段出口变换气的温度没有具体要求，可控范围广。对于低负荷或催化剂末期的工况，可通过调节中高压蒸汽发生器旁路气量，以及II段入口锅炉水补充量，来调节II段出口变换气温度。

Claims (7)

1.一种带旁路控制的用于高浓度一氧化碳全部变换分段移热工艺，其特征在于包括以下步骤：

来自上游的粗合成气，首先通过混合器内部喷头喷入少量雾状高压锅炉水，使粗合成气形成过饱和态，然后进入低压蒸汽发生器副产低压饱和蒸汽，同时粗合成气温度降低，形成凝液，气体中的杂质也随凝液沉降；然后进入气液分离器分离出凝液，再进入粗合成气加热器，加热至催化剂起活温度之上，然后粗合成气经过脱毒槽，脱除部分未除尽的灰分及有毒组分，最后进入分段移热式变换炉I段；

分段移热式变换炉I段采用动力学控制，催化剂装填量少，变换反应远未达到平衡，出口变换气温度控制在300~500℃；分段移热式变换炉I段出口的变换气先补充一定量的高压锅炉水，然后进入中高压蒸汽发生器，出口变换气再补入少量高压锅炉水后，进入分段移热式变换炉II段；

分段移热式变换炉II段采用热力学平衡控制，变换气达到反应平衡，出口变换气温度控制在300~500℃；其中，分段移热式变换炉II段出口设有温度分程控制，通过调节位于中高压蒸汽发生器I进出口的旁路气量和中高压蒸汽发生器I出口的高压锅炉水补充量，来调节分段移热式变换炉II段入口变换气的温度，从而保证在不同工况下，分段移热式变换炉II段变换气出口既不超温，也不过低，保证中高压蒸汽过热器的热源过热度、中高压锅炉水预热器的取热量、中高压蒸汽发生器II的蒸汽产量；分段移热式变换炉II段出口的变换气依次经过中高压蒸汽过热器、中高压蒸汽发生器II、粗合成气加热器、中高压锅炉水预热器后，进入分段移热式变换炉III段进行反应；所述旁路气量通过调节I段中高压蒸汽发生器旁路控制阀控制；所述高压锅炉水补充量通过II段入口高压锅炉水控制阀控制；

分段移热式变换炉III段出口变换气经过一中压蒸汽发生器，副产饱和中压蒸汽，最后送入下游余热回收装置进一步处理；

所述中高压锅炉水预热器设有一旁路，通过进入分段移热式变换炉III段变换气的温度来控制中高压锅炉水预热器的取热量，以防止进入分段移热式变换炉III段变换气温度过低；

通过调节中高压锅炉水预热器旁路控制阀来保持III段入口温度稳定。

2.根据权利要求1所述的带旁路控制的用于高浓度一氧化碳全部变换分段移热工艺，其特征在于：所述粗合成气加热器出口设有粗合成气旁路，部分粗合成气通过该旁路跨过分段移热式变换炉I段，在中高压蒸汽发生器I出口与分段移热式变换炉I段出口变换气混合后，进入分段移热式变换炉II段。

3.根据权利要求1所述的带旁路控制的用于高浓度一氧化碳全部变换分段移热工艺，其特征在于：所述来自上游的粗合成气中一氧化碳干基体积含量30~90%，水/绝干气体积比为0.1~1.6，压力范围为1.0~9.0MPaG。

4.根据权利要求1所述的带旁路控制的用于高浓度一氧化碳全部变换分段移热工艺，其特征在于：所述低压蒸汽发生器副产饱和蒸汽压力范围为0.1~4.0MPaG；所述中高压蒸汽发生器以及中压蒸汽发生器副产饱和蒸汽压力范围为2.5~8.0MPaG。

5.根据权利要求1所述的带旁路控制的用于高浓度一氧化碳全部变换分段移热工艺，其特征在于：所述的粗合成气加热器粗合成气出口温度为150~350℃。

6.根据权利要求1所述的带旁路控制的用于高浓度一氧化碳全部变换分段移热工艺，其特征在于：所述的分段移热式变换炉由I段、II段、III段组成，其中I段的内层为半等温区I、外层为绝热区I，II段的内层为半等温区II、外层为绝热区II，III段为绝热区III。

7.根据权利要求6所述的带旁路控制的用于高浓度一氧化碳全部变换分段移热工艺，其特征在于：所述分段移热式变换炉I段/II段中设置有内上筒体、中心管、锅炉水进水腔、蒸汽收集腔、锅炉水列管，所述内上筒体具有用于填充绝热变换反应催化剂的内腔，所述内上筒体的外周壁与分段移热式变换炉的炉体内周壁之间形成有进气环隙，所述内上筒体的外周壁上开设有若干个间隔布置的第一进气口；中心管设于所述内上筒体的中央部位且上端封闭、下端具有下端口，所述中心管的周壁上开设有若干个供内上筒体中的气体进入中心管中的通气口；所述锅炉水进水腔设于炉体的I段/II段底部；所述蒸汽收集腔设于内上筒体的上方，用于收集锅水受热产生的蒸汽；锅炉水列管为多根，各锅炉水列管的下端与所述锅炉水进水腔相连接、上端与所述蒸汽收集腔相连接，各锅炉水列管靠近所述中心管围设在中心管外周，从而使内上筒体内布置有锅炉水列管的区域形成半等温区I/半等温区II、位于该半等温区I/半等温区II外围未布置锅炉水列管的区域形成绝热区I/绝热区II。

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