CN220549984U - 一种煤化工一氧化碳变换及热回收工艺系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于煤化工装置工程设计与生产运行技术领域，具体涉及一种煤化工一氧化碳变换及热回收工艺系统。该系统包括气液分离器、原料气预热器、脱毒槽、变换炉、变换气冷却系统、1#热回收系统和2#热回收系统，具有可以同时制备变换气和非变换气的功能，工艺流程简捷，生产负荷调节灵活可靠，能够有效应对上游装置的生产波动等特点。
Description
技术领域
本实用新型属于煤化工装置工程设计与生产运行技术领域，具体涉及一种煤化工一氧化碳变换及热回收工艺系统。
背景技术
在煤化工装置中，来自煤气化单元的粗合成气主要由CO、H2、CO2、H2S、CH4、N2和H2O等组分构成，一氧化碳变换及热回收单元起到了承上启下的作用，主要用于调节粗合成气中氢气和一氧化碳的比例，以满足下游工艺单元的技术需求。其中，一氧化碳变换反应的主要方程式为CO+H2O→H2+CO2。
专利CN112142003B公开了一种一氧化碳变换工艺，包括原料气净化、水汽化、气汽混合、变换反应和气液分离过程，流程中采用与变换工艺配套的脱硫脱氯净化工艺，拓宽了原料气的来源范围。
专利CN205973770U公开了一种有饱和热水塔的一氧化碳变换装置，包括饱和热水塔和变换炉，该装置将造气工段来的干半水煤气分为两路，一路进入饱和热水塔，饱和热水塔出口引入蒸汽后进入气液分离器；另一路进入预热交换器，气液分离器出口与预热交换器出口汇合后，依次经热交换器和脱毒槽进入变换炉。
专利CN208327391U公开了一种一氧化碳变换系统，包括进料装置、一级气液分离器、变换炉进料换热器、一级冷凝液加热器、蒸发冷凝器、脱毒槽、绝热轴向变换炉、径向等温变换炉、二级冷凝液加热器、中压除氧水加热器、二级气液分离器、脱盐水加热器、三级气液分离器、变换冷却器、脱氨塔和出料装置。
上述工艺及装置主要存在的不足之处是仅仅考虑通过变换反应制备变换气，未考虑设置热回收系统制备非变换气，而且工艺流程相对复杂，生产负荷调节不灵活，难以应对生产负荷波动工况等。
实用新型内容
本实用新型的目的在于针对现有技术存在的不足之处，提供了一氧化碳变换及热回收工艺系统，该系统具有可以同时制备变换气和非变换气的功能，工艺流程简捷，生产负荷调节灵活可靠，能够有效应对上游装置的生产波动等特点。为了实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：
一种煤化工一氧化碳变换及热回收工艺系统，该系统包括气液分离器、脱毒槽、变换炉；来自气化单元的粗合成气管道输出端与气液分离器相连，所述气液分离器分为两个输出支路，第一个支路依次通过1#调节阀、原料气预热器、脱毒槽和变换炉后与原料气预热器的热侧输入端相连，第二个支路再被分为两支路，其中一支路与1#热回收系统的输入端相连，另一支路与2#热回收系统的输入端相连。
本实用新型技术方案中：所述原料气预热器的热侧输入端分为两个输出支路，第一个支路与变换气冷却系统的输入端相连，第二个支路与2#热回收系统的输入端相连。
本实用新型技术方案中：所述1#热回收系统和2#热回收系统的输出端相连后，分为两支路，其中一支路通过2#调节阀后分别送去1#未变换气系统和2#未变换气系统，另一支路与变换气冷却系统的输出端相连。
本实用新型技术方案中：所述变换气冷却系统的输出端管道上设置有一氧化碳浓度分析仪，该仪表与1#调节阀及信号线构成串级控制系统。
本实用新型的有益效果：该系统通过设置变换炉、变换气冷却系统、1#热回收系统和2#热回收系统，具有可以同时制备变换气和非变换气的功能，工艺流程简捷，生产负荷调节灵活可靠，能够有效应对上游装置的生产波动等特点。
附图说明
图1是本实用新型的流程示意图。
图中：1-气液分离器，2-原料气预热器，3-脱毒槽，4-变换路，5-变换气冷却系统，6-1#调节阀，7-一氧化碳浓度分析仪，8-1#热回收系统，9-2#热回收系统，10-2#调节阀。
具体实施方式
下面结合实施例对本实用新型做进一步说明，但本实用新型的保护范围不限于此：
如图1所示，一种煤化工一氧化碳变换及热回收工艺系统，该系统包括气液分离器1、原料气预热器2、脱毒槽3、变换炉4、变换气冷却系统5、1#热回收系统8和2#热回收系统。来自气化单元的粗合成气管道输出端与气液分离器1相连，所述气液分离器1分为两个输出支路，第一个支路依次通过1#调节阀6、原料气预热器2、脱毒槽3和变换炉4后与原料气预热器2的热侧输入端相连，第二个支路再被分为两支路，其中一支路与1#热回收系统8的输入端相连，另一支路与2#热回收系统9的输入端相连；所述原料气预热器2的热侧输入端分为两个输出支路，第一个支路与变换气冷却系统5的输入端相连，第二个支路与2#热回收系统9的输入端相连。所述1#热回收系统8和2#热回收系统9的输出端相连后，分为两支路，其中一支路通过2#调节阀10后分别送去1#未变换气系统和2#未变换气系统，另一支路与变换气冷却系统5的输出端相连；所述变换气冷却系统5的输出端管道上设置有一氧化碳浓度分析仪7，该仪表与1#调节阀6及信号线构成串级控制系统；
本实用新型的工作过程为：来自气化单元的粗合成气进入气液分离器后分为两股，其中一股经过原料气预热器升温后进入脱毒槽进一步净化，然后进入变换炉发生一氧化碳变换反应，获得的高温变换气经过原料气预热器被冷却后分为两股，其中一股经过变换气冷却系统后送至下游变换气系统，另外一股进入2#热回收系统。
来自气液分离器出口的另外一股粗合成气再次被分为两股物流，分别进入1#热回收系统和2#热回收系统后进行混合，所得混合气分为两股，其中一股与变换气混合，另外一股经过2#调节阀后分别去1#未变换气系统和2#未变换气系统。
具体实施过程为：来自气化单元的流量为2000Nm3/h粗合成气(温度为240℃。压力为6.2MPag,其中CO为17％,H2为14％，H2O为58％，均为体积分数)进入气液分离器后分为两股，其中一股流量为1200Nm3/h经过原料气预热器升温至280℃后进入脱毒槽进一步净化，然后进入变换炉发生一氧化碳变换反应，获得410℃的高温变换气经过原料气预热器被冷却至365℃后分为两股，其中一股经过流量为1000Nm3/h变换气冷却系统至40℃后送至下游变换气系统，另外一股流量为200Nm3/h进入2#热回收系统。
来自气液分离器出口的另外一股流量为800Nm3/h粗合成气再次被分为两股物流，分别进入1#热回收系统和2#热回收系统后进行混合，所得混合气分为两股，其中一股与变换气混合，另外一股经过2#调节阀后分别去1#未变换气系统和2#未变换气系统。
上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型创造的原理，并不因此而限定本实用新型的保护范围，在不脱离本实用新型创造精神和范围的前提下，本技术实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。
Claims (4)
1.一种煤化工一氧化碳变换及热回收工艺系统，其特征在于：该系统包括气液分离器(1)、脱毒槽(3)、变换炉(4)；来自气化单元的粗合成气管道输出端与气液分离器(1)相连，所述气液分离器(1)分为两个输出支路，第一个支路依次通过1#调节阀(6)、原料气预热器(2)、脱毒槽(3)和变换炉(4)后与原料气预热器(2)的热侧输入端相连，第二个支路再被分为两支路，其中一支路与1#热回收系统(8)的输入端相连，另一支路与2#热回收系统(9)的输入端相连。
2.根据权利要求1所述的煤化工一氧化碳变换及热回收工艺系统，其特征在于：所述原料气预热器(2)的热侧输入端分为两个输出支路，第一个支路与变换气冷却系统(5)的输入端相连，第二个支路与2#热回收系统(9)的输入端相连。
3.根据权利要求2所述的煤化工一氧化碳变换及热回收工艺系统，其特征在于：所述1#热回收系统(8)和2#热回收系统(9)的输出端相连后，分为两支路，其中一支路通过2#调节阀(10)后分别送去1#未变换气系统和2#未变换气系统，另一支路与变换气冷却系统(5)的输出端相连。
4.根据权利要求3所述的煤化工一氧化碳变换及热回收工艺系统，其特征在于：所述变换气冷却系统(5)的输出端管道上设置有一氧化碳浓度分析仪(7)，该仪表与1#调节阀(6)及信号线构成串级控制系统。
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