CN201952225U - 一种与粉煤气化配套的宽温耐硫变换装置 - Google Patents

Abstract

一种与粉煤气化配套的宽温耐硫变换装置，其特征在于：包括依次连接的低压废锅、水分离器、换热器、第一变换炉、中压废锅、和第二变换炉，其中，低压废锅位于所述水分离器之前，用于将原料气换热降温；所述水分离器用于分离掉沿途管线的冷凝水，所述换热器分别与所述第一变换炉和所述水分离器连接，用于将从第一变换炉出来的气体与入第一变换炉之入口气体进行换热，然后连接到所述中压废锅，最后连接到第二变换炉，进行变换反应。

Description

一种与粉煤气化配套的宽温耐硫变换装置

所属技术领域：

本实用新型涉及一种CO变换装置，特别涉及一种与HT-L粉煤加压气化制甲醇配套的CO变换装置。

背景技术：

我国自建国以来所建设的以煤为原料的中、小型化肥和甲醇企业，皆是采用优质无烟块煤常压固定床造气炉间歇式制气，常压间歇式优质无烟煤造气，工艺落后，冷煤气效率(即合成气含有原料煤的能量)仪50％，煤的一半能量被浪费，并污染环境，这种制气方法，原料非无烟优质块煤不可，原料价格高。北京航天动力研究所利用多年来在煤气化以及能源化工行业关键设备研制方面的成果，重点在原料煤本地化、工艺路线的优化、减少投资、关键设备国产化等方面做工作。研制了具有自主知识产权的高效节能的煤气化技术——HT-L粉煤加压气化技术。HT-L粉煤加压气化技术充分吸收了当今世界两大先进煤气化技术的优点，即德士古水煤浆加压气化技术和壳牌粉煤加压气化技术，是在引进、消化吸收基础上的再创新。

HT-L装置在原料气的生产上尽管拥有以上优势，但在利用HT-L气化装置生产原料气的过程中，有如下缺点：

(1)生产出的原料气中具有压力高、温度高、水/气比高、含硫高、含CO₂高等特点。

(2)水煤气虽然经过二级除尘，但水煤气中还会含有微量的灰 尘，经过变换炉时易沉积在催化剂表面，时间一长，催化剂将失去活性。

实用新型内容：

本实用新型的目的是提供一种工艺流程短，能量消耗低，同时副产饱和蒸汽，热利用率高的CO变换装置。

本实用新型采用的技术方案如下：一种与粉煤气化配套的宽温耐硫变换装置，其特征在于：包括低压废锅、水分离器、换热器、第一变换炉、中压废锅、和第二变换炉，包括依次连接的低压废锅、水分离器、换热器、第一变换炉、中压废锅、和第二变换炉，其中，低压废锅位于所述水分离器之前，用于将原料气换热降温；所述水分离器用于分离掉沿途管线的冷凝水，所述换热器分别与所述第一变换炉和所述水分离器连接，用于将从第一变换炉出来的气体与入第一变换炉之入口气体进行换热，然后连接到所述中压废锅，最后连接到第二变换炉，进行变换反应。

所述第一变换炉床层热点温度控制在240～450℃。

所述第一变换炉床层的最佳床层热点温度为330℃。

第二变换炉床层热点温度控制在390～450℃。

所述第二变换炉的最佳床层热点温度为417℃。

所述第一变换炉和第二变换炉均采用低水/气比宽温耐硫变换催化剂。

所述第一变换炉的入口温度控制在200℃～240℃，水气比控制在0.30～0.38。

所述第二变换炉的入口温度控制在190～260℃，水气比控制在0.30～0.38。

本发明的有益效果在于：

1、采用低水/气比宽温耐硫变换催化剂，可以满足粗水煤气中含有硫化物的要求，对粗水煤气的硫化物只有低限要求，没有高限规定，同时还可以达到简化工艺路线的目的。

2、工艺流程短，能量消耗低，同时副产饱和蒸汽，热利用率高。

3、粗水煤气进变换炉前设置低压废锅，利于入炉煤气的温度和水/气比的调节。同时对粗水煤气起到初步净化作用，对催化剂起到保护作用。

4、第一变换炉出口气体先与其进口气体换热，保证第一变换炉入口温度后再利用中压废锅控制进第二变换炉的温度和水/气比，利于第一变换炉和第二变换炉入口温度的调节。

本发明完全与HT-L粉煤加压气化装置配套，可应用于现有的甲醇、合成氨等项目扩改建工程，具有技术、经济、资金等多方面的综合优势。

附图说明：

图1为本实用新型结构示意图。

图中，1、低压废热锅炉；2、水分离器；3、换热器；4、第一变换炉；5、中压废热锅炉；6、第二变换炉；7、废热锅炉；8、废热锅炉。

具体实施方式：

下面结合附图和实施例进一步具体说明本实用新型。

如图1所示，一种与粉煤气化配套的耐硫变换装置，包括低压废热锅炉(1)、水分离器(2)、换热器(3)、第一变换炉(4)、中压废热锅炉(5)、和第二变换炉(6)，包括依次连接的低压废锅、水分离器、换热器、第一变换炉、中压废锅、和第二变换炉，其中，低压废锅位于所述水分离器之前，用于将原料气换热降温；所述水分离器用于分离掉沿途管线的冷凝水，所述换热器分别与所述第一变换炉和所述水分离器连接，用于将从第一变换炉出来的气体与入第一变换炉之入口气体进行换热，然后连接到所述中压废锅，最后连接到第二变换炉，进行变换反应。

其工作流程为，来自HT-L粉煤气化(干基中CO含量70％，压力3.72MPa)的原料气先经低压废锅(1)换热降温到194℃，水/气比为0.3，再经水分离器(2)分离掉沿途管线的冷凝水之后(冷凝水送往气化除氧器回收水量及热量)，经换热器(3)与第一变换炉出口气体换热至240℃，进入第一变换炉(4)进行变换反应，床层热点温度为330℃，从第一变换炉出来的气体(干基中CO含量为39％，温度419℃)先与入第一变换炉入口气体进行换热，再经过中压废锅(5)换热调节温度为240℃，水/气比为0.38，之后进入第二变换炉(6)进行变换反应，床层热点温度为417℃，反应完成后出口气体经废热锅炉(7)和(8)(干基中CO含量为19％)回收余热至≤40℃后送至下游工序。

由于粗水煤气进变换炉前设置了低压废锅(1)，利于入炉煤气的温度和水/气比的调节。同时起到对粗水煤气的初步净化和对催化剂 的保护作用。

由于采用低水/气比宽温耐硫变换催化剂，第一段变换炉入口温度控制在200℃～240℃，水气比控制在0.30～0.38，第一变换炉床层热点温度控制在240～450℃，第二变换炉入口温度控制在190～260℃，水气比控制在0.30～0.38，第二变换炉床层热点温度控制在390～450℃。

由于第一变换炉出口气体先与其进口气体换热，保证第一变换炉入口温度后再利用中压废锅控制进第二变换炉的温度和水/气比，利于第一变换炉和第二变换炉入口温度的调节和床层温度的控制。

经实践表明，HT-L粉煤加压气化提供的粗合成气210℃，3.72MPa，CO含量70％，经本发明变换后CO含量降至19％。

Claims (8)

1.一种与粉煤气化配套的宽温耐硫变换装置，其特征在于：包括依次连接的低压废锅、水分离器、换热器、第一变换炉、中压废锅、和第二变换炉，其中，低压废锅位于所述水分离器之前，用于将原料气换热降温；所述水分离器用于分离掉沿途管线的冷凝水，所述换热器分别与所述第一变换炉和所述水分离器连接，用于将从第一变换炉出来的气体与入第一变换炉之入口气体进行换热，然后连接到所述中压废锅，最后连接到第二变换炉，进行变换反应。

2.根据权利要求1所述的一种与粉煤气化配套的宽温耐硫变换装置，其特征在于：所述第一变换炉床层热点温度控制在240～450℃。

3.根据权利要求2所述的一种与粉煤气化配套的宽温耐硫变换装置，其特征在于：所述第一变换炉床层的最佳床层热点温度为330℃。

4.根据权利要求1所述的一种与粉煤气化配套的宽温耐硫变换装置，其特征在于：第二变换炉床层热点温度控制在390～450℃。

5.根据权利要求4所述的一种与粉煤气化配套的宽温耐硫变换装置，其特征在于：所述第二变换炉的最佳床层热点温度为417℃。

6.根据权利要求2或4所述的一种与粉煤气化配套的宽温耐硫变换装置，其特征在于：所述第一变换炉和第二变换炉均采用低水/气比宽温耐硫变换催化剂。

7.根据权利要求1所述的一种与粉煤气化配套的宽温耐硫变换装置，其特征在于：所述第一变换炉的入口温度控制在200℃～240℃，水气比控制在0.30～0.38。

8.根据权利要求1所述的一种与粉煤气化配套的宽温耐硫变换装置，其特征在于：所述第二变换炉的入口温度控制在190～260℃，水气比控制在0.30～ 0.38。