CN211688250U - 一种抗毒等温变换装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种抗毒等温变换装置，包括等温变换炉、合成气输入管道、气液分离罐、抗毒过滤器、合成气预热器、汽包、炉前混合器、冷却系统及变换气分水器；等温变换炉包括壳体以及设置于壳体的换热管，合成气输入管道与气液分离罐的入口相连通，气液分离罐的气体出口与抗毒过滤器的入口相连通，抗毒过滤器的出口与合成气预热器的吸热侧入口相连通，合成气预热器的吸热侧出口与汽包的蒸汽出口与炉前混合器的入口相连通，炉前混合器的出口与壳体的入口相连通，壳体的出口经合成气预热器的放热侧及冷却系统与变换气分水器的入口相连通，汽包与换热管和循环泵形成循环回路，该装置具有节能、经济及抗毒的特点。
Description
技术领域
本实用新型属于能源化工技术领域，涉及一种抗毒等温变换装置。
背景技术
我国煤炭资源丰富，煤基清洁能源技术发展迅速。目前，我国着力推广各种先进的洁净煤气化技术，与传统固定层煤气化技术相比，其在节能环保、煤种适应性等方面具有十分突出的优势。氢能作为近年来的新兴清洁能源被行业内各大企业所推崇，甚至作为国家战略储备技术而迅速发展。
制氢工艺中的核心部分是变换，变换反应是将合成气中的CO和H2O 在变换催化剂的作用下转化为CO2和H2的过程，此反应为放热反应。变换装置按热平衡方式可分为绝热变换和等温变换。绝热变换的缺点是无法及时移走反应热而受限于变换催化剂的最高使用温度，所以变换工艺通常分成多段(2～4段)进行，致使变换的工艺流程较长，设备投资高。而等温变换可及时移走反应热，只需设置一段等温变换即可达到全变换的目的，工艺流程较短，设备投资低。因此等温变换越来越多的被应用到各大煤化工流程中。
虽然，等温变换发展迅速，但是众多工艺装置中还是存在一些问题，比如能耗有待优化、变换催化剂易中毒、调节手段少，操作空间受限，兼容性差等弊端。
因此，开发一种节能、经济、抗毒的等温变换装置是一项十分有意义的任务。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种抗毒等温变换装置，该装置具有节能、经济及抗毒的特点。
为达到上述目的，本实用新型所述的抗毒等温变换装置包括等温变换炉、合成气输入管道、气液分离罐、抗毒过滤器、循环泵、合成气预热器、汽包、炉前混合器、冷却系统及变换气分水器；
等温变换炉包括壳体以及设置于壳体的换热管，合成气输入管道与气液分离罐的入口相连通，气液分离罐的气体出口与抗毒过滤器的入口相连通，抗毒过滤器的出口与合成气预热器的吸热侧入口相连通，合成气预热器的吸热侧出口与炉前混合器的入口相连通，炉前混合器的出口与壳体的入口相连通，壳体的出口经合成气预热器的放热侧及冷却系统与变换气分水器的入口相连通，汽包的循环水出口与循环泵的进口相连通，循环泵的出口与换热管的进口相连通，换热管的出口与汽包的循环水进口相连通。
所述冷却系统包括蒸汽发生器及变换气冷却器，其中，合成气预热器的放热侧依次经蒸汽发生器的放热侧及变换气冷却器与变换气分水器的入口相连通。
还包括调温副线，其中，抗毒过滤器的出口经调温副线与炉前混合器的入口相连通。
还包括调深副线，其中，抗毒过滤器的出口经调深副线与蒸汽发生器的放热侧入口相连通。
还包括放空副线，其中，放空副线与壳体的出口相连通。
还包括补汽副线，其中，汽包的蒸汽出口经补汽副线与炉前混合器的入口相连通。
抗毒过滤器内填充有用于吸附并过滤掉合成气中能够使变换催化剂中毒失效的重金属以及含氧杂质的抗硫保护剂。
本实用新型具有以下有益效果：
本实用新型所述的抗毒等温变换装置在具体操作时，通过抗毒过滤器对合成气进行过滤，以吸附并过滤掉合成气中能够使变换催化剂中毒失效的重金属以及含氧杂质，另外，合成气在等温变换炉中变换为变换气，其中，产生的热量通过换热管中的循环水经循环泵移至汽包，将汽包中的锅炉给水加热，通过控制汽包压力产生中压蒸汽，同时将该部分中压蒸汽返回至炉前混合器中进行利用，经济性较好，投资成本较低，能耗较低，且节能。
进一步，本实用新型设置多条副线，操作弹性交大，兼容性好。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
其中，1为气液分离罐、2为抗毒过滤器、3为合成气预热器、4为炉前混合器、5为等温变换炉、6为汽包、7为循环泵、8为蒸汽发生器、 9为变换气冷却器、10为变换气分水器、L1为调温副线、L2为调深副线、L3为放空副线、L4为补汽副线、51为壳体、52为换热管。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步详细描述：
参考图1，本实用新型所述的抗毒等温变换装置包括等温变换炉5、合成气输入管道、气液分离罐1、抗毒过滤器2、循环泵7、合成气预热器3、汽包6、炉前混合器4、冷却系统及变换气分水器10；等温变换炉 5包括壳体51以及设置于壳体51的换热管52，合成气输入管道与气液分离罐1的入口相连通，气液分离罐1的气体出口与抗毒过滤器2的入口相连通，抗毒过滤器2的出口与合成气预热器3的吸热侧入口相连通，合成气预热器3的吸热侧出口与汽包6的蒸汽出口与炉前混合器4的入口相连通，炉前混合器4的出口与壳体51的入口相连通，壳体51的出口经合成气预热器3的放热侧及冷却系统与变换气分水器10的入口相连通，汽包6的循环水出口与循环泵7的进口相连通，循环泵7的出口与换热管52的进口相连通，换热管52的出口与汽包6的循环水进口相连通，其中，所述冷却系统包括蒸汽发生器8及变换气冷却器9，其中，合成气预热器3的放热侧依次经蒸汽发生器8的放热侧及变换气冷却器 9与变换气分水器10的入口相连通。
抗毒过滤器2的出口经调温副线L1与炉前混合器4的入口相连通，调温副线L1的目的是将合成气预热器3管程入口前的部分或全部低温合成气引至合成气预热器3管程出口，通过控制流入调温副线L1低温合成气的流量，从而达到需要的入炉温度。
抗毒过滤器2的出口经调深副线L2与蒸汽发生器8的放热侧入口相连通，调深副线L2的目的是将合成气预热器3管程入口前的部分或全部合成气引至合成气预热器3壳程出口，通过控制流入调深副线L2 合成气的流量来控制进入等温变换炉5的合成气的流量，从而达到需要的变换深度。
本实用新型还包括放空副线L3，其中，放空副线L3与壳体51的出口相连通；汽包6的蒸汽出口经补汽副线L4与炉前混合器4的入口相连通,补汽副线L4的目的是向合成气中补充中压蒸汽，以调节合成气进入等温变换炉5前的水含量，从而达到需要的水汽比。
抗毒过滤器2内填充有用于吸附并过滤掉合成气中能够使变换催化剂中毒失效的重金属以及含氧杂质的抗硫保护剂。
蒸汽发生器8为管壳式换热器，管程介质为合成气预热器3出口来的变换气，壳程进口介质为锅炉给水，出口介质为低压蒸汽；变换气冷却器9为管壳式换热器，管程介质为蒸汽发生器8管程出口来的变换气，壳程介质为循环冷却水。
合成气进入气液分离罐1中进行分水干燥，再进入抗毒过滤器2中进行过滤，过滤后的合成气进入合成气预热器3中被来自等温变换炉5 的高温变换气加热，然后再进入炉前混合器4中与汽包6输出的中压蒸汽混合，混合后的合成气进入等温变换炉5中进行变换反应产出变换气；变换反应过程中放出的热量通过换热管52及循环泵7移至汽包6，形成循环回路副产中压蒸汽，变换气返回合成气预热器3的放热侧中进行一次换热降温，降温后的变换气进入蒸汽发生器8的放热侧中进行二次换热降温，随后再进入变换气冷却器9的放热侧中进行三次换热降温，最后形成的低温变换气进入变换气分水器10中进行分水干燥后排出进入后续系统。
Claims (7)
1.一种抗毒等温变换装置，其特征在于，包括等温变换炉(5)、合成气输入管道、气液分离罐(1)、循环泵(7)、抗毒过滤器(2)、合成气预热器(3)、汽包(6)、炉前混合器(4)、冷却系统及变换气分水器(10)；
等温变换炉(5)包括壳体(51)以及设置于壳体(51)的换热管(52)，合成气输入管道与气液分离罐(1)的入口相连通，气液分离罐(1)的气体出口与抗毒过滤器(2)的入口相连通，抗毒过滤器(2)的出口与合成气预热器(3)的吸热侧入口相连通，合成气预热器(3)的吸热侧出口与汽包(6)的蒸汽出口与炉前混合器(4)的入口相连通，炉前混合器(4)的出口与壳体(51)的入口相连通，壳体(51)的出口经合成气预热器(3)的放热侧及冷却系统与变换气分水器(10)的入口相连通，汽包(6)的循环水出口与循环泵(7)的进口相连通，循环泵(7)的出口与换热管(52)的进口相连通，换热管(52)的出口与汽包(6)的循环水进口相连通。
2.根据权利要求1所述的抗毒等温变换装置，其特征在于，所述冷却系统包括蒸汽发生器(8)及变换气冷却器(9)，其中，合成气预热器(3)的放热侧依次经蒸汽发生器(8)的放热侧及变换气冷却器(9)与变换气分水器(10)的入口相连通。
3.根据权利要求1所述的抗毒等温变换装置，其特征在于，还包括调温副线(L1)，其中，抗毒过滤器(2)的出口经调温副线(L1)与炉前混合器(4)的入口相连通。
4.根据权利要求2所述的抗毒等温变换装置，其特征在于，还包括调深副线(L2)，其中，抗毒过滤器(2)的出口经调深副线(L2)与蒸汽发生器(8)的放热侧入口相连通。
5.根据权利要求1所述的抗毒等温变换装置，其特征在于，还包括放空副线(L3)，其中，放空副线(L3)与壳体(51)的出口相连通。
6.根据权利要求1所述的抗毒等温变换装置，其特征在于，补汽副线(L4)，汽包(6)的蒸汽出口经补汽副线(L4)与炉前混合器(4)的入口相连通。
7.根据权利要求1所述的抗毒等温变换装置，其特征在于，抗毒过滤器(2)内填充有用于吸附并过滤掉合成气中能够使变换催化剂中毒失效的重金属以及含氧杂质的抗硫保护剂。
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| CN202020216301.9U CN211688250U (zh) | 2020-02-26 | 2020-02-26 | 一种抗毒等温变换装置 |
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| CN202020216301.9U CN211688250U (zh) | 2020-02-26 | 2020-02-26 | 一种抗毒等温变换装置 |
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| CN202020216301.9U Active CN211688250U (zh) | 2020-02-26 | 2020-02-26 | 一种抗毒等温变换装置 |
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| CN (1) | CN211688250U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111170274A (zh) * | 2020-02-26 | 2020-05-19 | 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 | 一种抗毒等温变换装置 |
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2020
- 2020-02-26 CN CN202020216301.9U patent/CN211688250U/zh active Active
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