2013年第34卷第4期氮肥技術(shù)1等溫變換技術(shù)在幾種煤氣化變換裝置中的應(yīng)用王慶新(南京敦先化工科技有限公司江蘇南京 210048)摘要簡(jiǎn)要介紹等溫變換技術(shù)在航天爐氣化、水煤漿加壓氣化、有或無(wú)飽和熱水塔變換裝中的應(yīng)用實(shí)例和效果,總結(jié)了等溫變換技術(shù)的特點(diǎn),并與傳統(tǒng)變換工藝的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)進(jìn)行了對(duì)比分析。關(guān)鍵詞等溫變換特點(diǎn)應(yīng)用效果Application of isothermal transformation technology in kinds of coalgasification plantsWANG Qing -xin(Nanjing Dunxian Chemical Technology Company Limited, Nanjing 210048, Jiangsu Province)Abstract The paper briely introduces application example and eft of isothermal transformation technology applied inHT-L gasification, coal. -water slurry pressurized gaification and with or without hot water tower transformation device. The papersummarzea charateristics of isothernal transformation technology, and contrastive analysis economic indexes with traditionaltransformation process.Keywords isothermal transformation, characteristic, application, efeet前言變換裝置所采用。南京敦先化工科技有限公司的“等溫變換技與粉煤加壓氣化、水煤漿加壓氣化以及天然術(shù)”是利用埋在催化劑床層內(nèi)部移熱水管束將催氣轉(zhuǎn)化等高水氣比、 高CO水煤氣相配套的變換化劑床層反應(yīng)熱及系統(tǒng)多余的低品位熱能轉(zhuǎn)化裝置不僅要完成CO轉(zhuǎn)化任務(wù),同時(shí)兼顧完成前為高品位蒸汽,同時(shí)降低催化劑床層溫度,提高工序帶進(jìn)變換系統(tǒng)熱量回收任務(wù)。變換裝置熱量反應(yīng)推動(dòng)力,延長(zhǎng)催化劑使用壽命,降低系統(tǒng)阻回收率及回收熱能品位高低直接關(guān)系到整個(gè)裝力,降低工程投資、減少設(shè)備腐蝕。該技術(shù)已經(jīng)被置綜合能耗。目前, 與之相配套的傳統(tǒng)變換工藝安徽昊源化工集團(tuán)“18.30”合成氨項(xiàng)目(航天爐加多為“多段絕熱反應(yīng)+間接熱能回收"方式,工藝壓氣化制水煤氣3.78MPa)、內(nèi)蒙古某能源單位流程長(zhǎng)、設(shè)備多、工程投資大、系統(tǒng)阻力大、露點(diǎn)40億m/a煤制天然氣項(xiàng)目(單套通過(guò)干基水煤氣腐蝕多、設(shè)備維修費(fèi)用高、回收熱能品位低、熱量量66.7萬(wàn)Nm2/h)、山東聯(lián)盟化工股份有限公司回收率低。15萬(wàn)ta合成氨項(xiàng)目(固定床間歇?dú)饣瓢胨号c固定床間歇式氣化以及尾氣回收等低水氣、2.2MPa)、河南新鄉(xiāng)永昌化工股份有限公司17氣比、低Co含量的半水煤氣或水煤氣相配套的萬(wàn)tla合成氨項(xiàng)目(固定床間歇?dú)饣瓢胨簹狻⒆儞Q工藝流程類型繁多,從熱能回收來(lái)分可以分0.8MPa)、湖北某化工集團(tuán)10萬(wàn)tla合成氨項(xiàng)目為“有飽和熱水塔”和“無(wú)飽和熱水塔”兩種類型;(固定床間歇?dú)饣瓢胨簹狻?.8MPa)、河北天從變換工藝流程及催化劑選型.上來(lái)分可以分為成化工股份有限公司盧龍分公司6萬(wàn)t/a合成氨“中串低”、“中低低”“全低變”三大類型。此類變項(xiàng)目(固定床間歇?dú)饣瓢胨簹狻?.8MPa)、湖換裝置均需要向系統(tǒng)添加蒸汽,流程設(shè)置上也是南安鄉(xiāng)晉煤金?；び邢薰?萬(wàn)ta合成氨項(xiàng).“多段絕熱中國(guó)煤化工式。就現(xiàn)有運(yùn)目(固定床間歇?dú)饣瓢胨簹狻?.8MPa)等單位行的變換MYHCNMHG消耗高、系統(tǒng).12氮肥技術(shù)2013年第34卷阻力大、設(shè)備腐蝕嚴(yán)重低品位熱能多等缺陷。束將催化劑床層反應(yīng)熱及時(shí)移出的,確保催化劑現(xiàn)有變換裝置工藝流程及熱能回收,是按照床層溫度可控,在一般工況下,第一變換爐催化催化劑使用溫區(qū)、CO轉(zhuǎn)化率、各段平衡溫距作為劑床層溫 度均可以控制在180-350C范圍，徹底主要設(shè)計(jì)依據(jù)的,并按絕熱催化劑床層設(shè)計(jì)理念杜絕飛溫等安全事故發(fā)生;進(jìn)行設(shè)計(jì)。但隨著CO摩爾分率的提高、CO轉(zhuǎn)化(2)催化劑裝填量不受溫度限制、運(yùn)行周期.率提高、催化劑使用溫區(qū)窄,在確保每段具有較長(zhǎng)。“等溫變換技術(shù)”是利用埋在催化劑床層內(nèi)部大反應(yīng)推動(dòng)力時(shí),勢(shì)必造成催化劑床層多、間接移 熱水管束將催化劑床層反應(yīng)熱及時(shí)移出,催化移熱設(shè)備多、工藝流程長(zhǎng)、系統(tǒng)阻力大熱能回收劑裝填量不受超溫限制,有效延長(zhǎng)催化劑使用壽率低低品位熱能多等缺陷。隨著煤價(jià)不斷攀升, .命,確保每爐催化劑使用壽命均在8年以上;變換裝置已經(jīng)成為各類煤化工企業(yè)降低綜合能(3)熱能回收率高、運(yùn)行費(fèi)用低:“等溫變換耗、降低產(chǎn)品成本的主要工序。技術(shù)”熱能回收率達(dá)96.5%以上,副產(chǎn)蒸汽品位南京敦先化工科技有限公司針對(duì)現(xiàn)有變換高,脫鹽水加熱到104C直接去熱力除氧,無(wú)需外裝置存在的問(wèn)題以及不同氣化路線所產(chǎn)的水煤加蒸汽,變換系統(tǒng)冷卻水“零”消耗。與傳統(tǒng)變換氣或半水煤氣分別開(kāi)發(fā)出適合煤制合成氨、煤制變換工藝相比，噸氨節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用92.944 1元，天然氣、煤制氫、煤制油、煤制乙二醇、煤制甲醇、對(duì)于-套30萬(wàn)t合成氨裝置而言,全年可以節(jié)省煤制烯烴等“等溫變換技術(shù)”?，F(xiàn)就本公司各種2 788.323萬(wàn)元;“等溫變換技術(shù)”闡述如下。(4)開(kāi)車時(shí)間短開(kāi)車平穩(wěn)有效降低生產(chǎn)費(fèi)1粉煤加壓氣化制水煤氣的“等 溫變換技術(shù)"用。“等溫變換爐”配置開(kāi)工蒸汽噴槍,每次開(kāi)車以航天氣化爐為例,粉煤加壓連續(xù)氣化所產(chǎn)前 通過(guò)蒸汽噴射槍將蒸汽添加在等溫變換爐內(nèi)水煤氣具有水氣比高、CO摩爾分率高、系統(tǒng)壓力部水管中,并利用本身的熱水循環(huán)系統(tǒng)將催化劑高等優(yōu)點(diǎn),水煤氣中CO的體積分?jǐn)?shù)高達(dá)68%以床層溫度提高到200心以上。負(fù)荷較輕時(shí),通過(guò)蒸上。目前在運(yùn)行的變換裝置為“五段絕熱+冷激+汽噴射槍過(guò)來(lái)的蒸汽維持 催化劑床層熱平衡;負(fù)間接換熱”式，系統(tǒng)靜止設(shè)備24臺(tái),其中換熱設(shè)荷較大時(shí),循環(huán)水吸收催化劑床層熱量轉(zhuǎn)化為蒸備10臺(tái)，工藝路線長(zhǎng)、系統(tǒng)運(yùn)行阻力在汽向外界輸送,完全可以實(shí)現(xiàn)變換裝置開(kāi)車時(shí)間0.46~0.75MPa，熱能回收副產(chǎn)有0.5MPa、為“零”,每次開(kāi)車時(shí)間至少可以縮短10h以上。1.27MPa2.5MPa的飽和蒸汽及180%C、100C、有效避免了傳統(tǒng)變換爐催化劑床層開(kāi)車時(shí)需用84心熱水,冷卻水消耗高達(dá)7 820.1k/NH,系統(tǒng)電 爐把催化劑床層溫度升起來(lái),在隨著進(jìn)入氣量低品位熱能較多、運(yùn)行能耗高、工程投資大。- -變加大后,催化劑床層溫度又降下來(lái),又要加大電爐催化劑易超溫，催化劑使用壽命短,1.0~1.5年?duì)t功率再提升催化劑床層溫度等不斷來(lái)回折騰就要更換一次催化劑。的現(xiàn)象; .南京敦先化工科技有限公司針對(duì)上述情況，(5)等溫變換爐操作溫度易于控制,杜絕催采用“等溫變換”專利技術(shù)設(shè)計(jì),等溫變換系統(tǒng)靜化劑反硫化現(xiàn)象。水煤氣的變換裝置必須選用寬止設(shè)備僅為13臺(tái),其中換熱設(shè)備為6臺(tái),工藝路溫區(qū)耐硫鈷鉬系催化劑,該類型催化劑在高水氣線縮短13,工程投資僅為原工藝的2/3,系統(tǒng)阻比、高溫低硫等狀態(tài)下均會(huì)出現(xiàn)反硫化現(xiàn)象,造力由現(xiàn)有的0.46~0.75MPa降至0.13~0.18MPa,副成催化劑中硫丟失,催化劑活性下降。如果采用產(chǎn)2.5~3.7MPa高品位蒸汽1 030kg/NHs,副產(chǎn)絕熱催化劑床層變換技術(shù),- -變催化劑床層溫度0.8~1.3MPa低品位飽和蒸汽273kg/tNH,變換冷大部分在 450公C以上，此類工況F催化劑會(huì)出現(xiàn)卻水為“零”消耗。該“等溫變換技術(shù)”與傳統(tǒng)變換反硫化,影響催化劑活性,縮短催化劑使用壽命。工藝相比具有以下優(yōu)點(diǎn)。而“等溫變換技術(shù)”是利用埋在催化劑床層內(nèi)部(1)杜絕- -變爐發(fā)生催化劑飛溫事故?！暗葴匾茻崴苁袊?guó)煤化工時(shí)移出,確保變換技術(shù)”是利用埋在催化劑床層內(nèi)部移熱水管催化劑床YHCNMHGI以控制在.第4期王慶新:等溫變換技術(shù)在幾種煤氣化變換裝置中的應(yīng)用13180~350C范圍內(nèi),杜絕了催化劑反硫化; .平穩(wěn),易于控制;(6)等溫變換爐操作溫度低,有效減少甲烷(9)等溫變換爐操作溫度低、催化劑用量少、化反應(yīng)。目前運(yùn)行的傳統(tǒng)變換工藝，氣化來(lái)的水生產(chǎn)成本低。變換催化轉(zhuǎn)化反應(yīng)主要受熱力學(xué)和煤氣溫度~ -般在~208C ,水氣比在0.971 6左右。.動(dòng)力學(xué)控制，如果將催化劑床層反應(yīng)熱及時(shí)移.-變催化劑床層溫度大部分在450心以上，轉(zhuǎn)化出,變換反應(yīng)主要受熱力學(xué)控制,則催化劑用量率較高,一變爐中下部水氣比降低，很容易發(fā)生就減少?，F(xiàn)有絕熱變換技術(shù)是隨著氣體流經(jīng)催化甲烷化反應(yīng),而“等溫變換技術(shù)”- -變爐催化劑床劑床層深度增加,氣體溫度越來(lái)越高,平衡溫距層溫度在180~350C范圍內(nèi)，杜絕甲烷化副反應(yīng)變小,絕熱催化劑床層的變換反應(yīng)主要受動(dòng)力學(xué)發(fā)生;控制,不得不采用加大催化劑用量及降低空速的(7)工藝路線短、露點(diǎn)腐蝕少、維修費(fèi)用低。手段來(lái)完成催化任務(wù)。催化劑用量大,床層阻力傳統(tǒng)變換工藝,絕熱變換爐4臺(tái)、換熱器10臺(tái)、進(jìn) 一步增加,帶來(lái)運(yùn)行能耗高。而“等溫變換技主設(shè)備不少于24臺(tái),工藝路線長(zhǎng),有多處露點(diǎn)溫術(shù)”二變爐催化劑床層溫度完全可以控制在度點(diǎn),設(shè)備腐蝕點(diǎn)多。而“等溫變換技術(shù)”變換爐180 300C范圍內(nèi),催化反應(yīng)主要受熱力學(xué)控制，僅2臺(tái)、換熱設(shè)備6臺(tái),主設(shè)備13臺(tái),回收變換催化劑裝填量少,勢(shì)必帶來(lái)系統(tǒng)阻力低工程總系統(tǒng)潛熱和顯熱大部分在等溫變換爐內(nèi)完成,有投資降低 生產(chǎn)費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)。效減少露點(diǎn)腐蝕,降低運(yùn)行維修費(fèi)用;南京敦先化工有限公司開(kāi)發(fā)的“等溫變換技(8)操作簡(jiǎn)單方便?！暗葴刈儞Q技術(shù)”變換爐術(shù)” 與傳統(tǒng)變換技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)分別列于表1。床層溫度是通過(guò)副產(chǎn)蒸汽壓力控制的,操作簡(jiǎn)單表1 “等溫變換技術(shù)”與傳統(tǒng)變換技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)比較kg/NHs主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)南京敦先等溫變換技術(shù)航天爐氣化傳統(tǒng)變換技術(shù)副產(chǎn)2.5MPa蒸汽量1 030.00291.21副產(chǎn)1.27MPa蒸汽量273.0072.80副產(chǎn)0.5MPa蒸汽量1430.63加熱除氧水量(滿足變換及氨合成需求)1 341.20764.40加熱脫鹽水量6 133.5910 338.00洗滌凈化消耗脫鹽水量213.60汽提消耗低壓蒸汽量227.1627.16除氧水加熱器冷凝液量95.20脫鹽水加熱器冷凝液量440.64加熱工藝?yán)淠毫?80°加到215C)1 102.97外部供給180C噴淋增濕水量400.42冷卻循環(huán)水量7 820.10系統(tǒng)設(shè)計(jì)阻力MPa0.180.35系統(tǒng)運(yùn)行阻力MPa0.150.46~0.75高溫發(fā)生副反應(yīng)增加的煤耗量82.10副反應(yīng)及系統(tǒng)阻力增加壓縮機(jī)電耗/kW.h25.80主要靜止設(shè)備/臺(tái)為20萬(wàn)t合成氨配套工程投資1萬(wàn)元~4 850~68902水煤漿加壓氣化制水煤氣的“等溫 變換技術(shù)”較快, 設(shè)計(jì)中國(guó)煤化工壓力等級(jí)已近二十年來(lái),我國(guó)水煤漿氣化技術(shù)發(fā)展速度經(jīng)發(fā)展到1.MYHCNMH及。無(wú)論什么.氨肥技術(shù)2013年第34卷壓力下的水煤漿氣化爐,在完成水煤漿氣化時(shí),的回收，采用循環(huán)冷卻水直接降溫,造成從氣化氣化爐內(nèi)部也進(jìn)行部分CO的變換反應(yīng)，與粉煤帶 出的熱能回收率低,冷卻水消耗量大、系統(tǒng)綜加壓連續(xù)氣化相比,水煤漿氣化所產(chǎn)水煤氣中H2合能耗高。含量高、CO含量略低,但總的有效氣體成分變化南京敦先化工科技有限公司針對(duì)6.5MPa水不大。因此與之配套變換裝置回收氣化帶過(guò)來(lái)的煤漿 氣化所產(chǎn)水煤氣變換裝置采用“等溫變換"顯熱和潛熱任務(wù)更艱巨。傳統(tǒng)變換裝置低品位熱專利技術(shù)設(shè)計(jì),將原來(lái)傳統(tǒng)低品位熱能轉(zhuǎn)化為高能非常多(以產(chǎn)合成氨為例),副產(chǎn)中低壓蒸汽壓品位熱能，副產(chǎn)5.0MPa.3.2MPa及0.5MPa 三個(gè)力等級(jí)大致為2.5 (或4.0)MPa、1.27MPa.0.5MPa壓力等級(jí)蒸汽,預(yù)熱除氧水溫度≥220C ,預(yù)熱脫等,低品位熱能雖有所利用，副產(chǎn)0.5MPa低鹽水溫度≥1049,脫鹽水無(wú)需添加蒸汽可以直品位蒸汽1 180.56kg/NH, 預(yù)熱99.19C脫鹽接去熱力除氧系統(tǒng),做到變換冷卻水“零”消耗，水6 009.71kg/tNH3,但給整個(gè)工序水汽平衡帶來(lái)兩種變換工藝主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)見(jiàn)表2。很大難度,部分企業(yè)放棄對(duì)80C以下變換氣熱能表2兩種變換工藝主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)比較 kg/tNHs主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)南京敦先等溫變換技術(shù)水煤漿氣化傳統(tǒng)變換技術(shù)副產(chǎn)5.0MPa蒸汽量835.52副產(chǎn)3.2MPa蒸汽量180.42副產(chǎn)2.5或4.0MPa蒸汽量/430.39副產(chǎn)0.5MPa蒸汽量1 124.031 180.56加熱除氧水量(220公滿足變換及合成)3 693.86加熱除氧水量(202°滿足變換及合成)6009.71外供102C除氧水量1 946.81加熱脫鹽水量6 707.41循環(huán)冷卻水量12737.70系統(tǒng)運(yùn)行阻力/MPa~0.15-0.45主要靜止設(shè)備1臺(tái)148從表2可以明顯看出“等溫變換技術(shù)”與傳(6)系統(tǒng)阻力低,系統(tǒng)阻力僅有0.15MPa,比統(tǒng)變換相比具有以下優(yōu)點(diǎn)。傳統(tǒng)變換阻力降低0.3MPa;(1)系統(tǒng)熱量回收前移,回收蒸汽熱能品位(7)系統(tǒng)設(shè)備少、流程短、工程投資低。高，副產(chǎn)5.0MPa及3.2MPa高品位蒸汽分別為3有飽和熱水塔的“等溫變換技術(shù)"835.52kg/NH、180.42kg/tNH,而傳統(tǒng)變換副產(chǎn)3.1 以出口變換氣溫度來(lái)衡量變換能耗高低2.5(或4.0)MPa蒸汽僅有430.39kg/tNH;系統(tǒng)壓力在0.8~2.0MPa范圍內(nèi)的中串低、中(2)加熱除氧水溫度可達(dá)220工以上,主要是低低或全低變裝置大部分設(shè)有飽和熱水塔,飽和滿足變換及氨合成需要,而常規(guī)變換技術(shù)預(yù)熱除熱水塔上部為飽和塔、下部為熱水塔,飽和熱水氧水溫度僅為202C;塔是變換工藝中回收熱量的主要設(shè)備。半水煤氣(3)外供102C除氧水僅有1 946.81kgftNH,在飽和塔中與熱水逆向接觸,進(jìn)行熱量和質(zhì)量的變換外送低品位熱能少;傳遞,使半水煤氣的熱含量和濕含量提高。出飽(4)脫鹽水直接加熱到1049C ,無(wú)需外加蒸汽和塔半水煤氣溫度愈高，則夾帶蒸汽量愈多,變可以直接熱力除氧;換系統(tǒng)需要中國(guó)煤化工答內(nèi),熱水與(5)實(shí)現(xiàn)變換系統(tǒng)冷卻水“零”消耗;變換氣逆向MHCNMHG熱和潛熱,熱.第4期王慶新:等溫變換技術(shù)在幾種煤氣化變換裝置中的應(yīng)用水塔出口變換氣溫度是衡量變換系統(tǒng)熱能回收(1kcal=4.186 8kJ),而此部分熱量是以潛熱形式帶率高低及變換系統(tǒng)蒸汽消耗冷卻水消耗的重要出變換系統(tǒng),溫度低。有的單位采用脫鹽水回收,指標(biāo)。脫鹽水最高溫度為60~70C，此類低品位熱能無(wú)以熱水塔出口變換氣壓力為0.80MPa(表壓)處可用;也有的單位采用大量循環(huán)冷卻水將變換為例,計(jì)算在不同溫度下每m3干變換氣夾帶飽和氣冷卻到40C,造成大量熱能損失及循環(huán)水消蒸汽量,其結(jié)果如下:耗。105C時(shí),變換氣夾帶飽和蒸汽量為0.124 73.3“等溫變換技術(shù)”解決措施kg/Nm'千變換氣;有飽和熱水塔的變換工藝，各段催化劑床層95C時(shí),變換氣夾帶飽和蒸汽量為0.0834反應(yīng)熱依靠循環(huán)熱水帶出,并通過(guò)循環(huán)熱水實(shí)現(xiàn)變換系統(tǒng)熱量分配。南京敦先化工科技有限公司85C時(shí),變換氣夾帶飽和蒸汽量為0.0552根據(jù)各類變換工藝流程分別找出最佳節(jié)能點(diǎn)設(shè)kgNm3干變換氣:置一臺(tái)“等溫變換爐”,將由熱水塔出口變換氣帶75C時(shí),變換氣夾帶飽和蒸汽量為0.0360出系統(tǒng)熱量轉(zhuǎn)化為高品位蒸汽,同時(shí)減少變換系kg/Nm3干變換氣。統(tǒng)蒸汽添加量、降低系統(tǒng)阻力、降低循環(huán)冷卻水按照合成氨消耗干基變換氣為3 960Nm/tNH3計(jì)，如果將熱水塔出口變換氣溫度由105C分別我們對(duì)湖南安鄉(xiāng)晉煤金?；び邢薰窘抵?5C、859C、75C時(shí),則變換氣從熱水塔少帶5萬(wàn)ta合成氨的中低低裝置(系統(tǒng)壓力0.8MPa)走飽和態(tài)蒸汽量分別為:進(jìn)行節(jié)能改造時(shí),保持原有“中低低”工藝不變,僅105C降至95C時(shí)，變換氣減少夾帶飽和蒸在原有變換工藝裝置上增加一臺(tái)等溫變換爐,類.汽量為163.548kg/tNH;似于在變換裝置上設(shè)置一臺(tái)副產(chǎn)~3th飽和蒸汽105C降至85C時(shí)，變換氣減少夾帶飽和蒸的余熱回收鍋爐,工程量小,投資低,不影響有效汽量為275.220kg/tNHs;生生產(chǎn)時(shí)間。該裝置于2012年12月6日投入運(yùn).105C降至75C時(shí)，變換氣減少夾帶飽和蒸行后效果較好。汽量為351.252kg/NH3o(1)變換系統(tǒng)出口氣中CO的體積分?jǐn)?shù)由原如果將熱水塔出口變換氣溫度由105C分別來(lái)的 1.2%降至0.6%;降至95C 85C、75C時(shí)，冷卻水按照10C溫差(2)系統(tǒng)阻力由原來(lái)的0.12MPa降至0.07MPa;計(jì)算,則變換氣減少冷卻水量分別為:(3)蒸汽消耗下降了135kg/tNH;105降至95C時(shí)，變換氣減少冷卻水量為(4)變換冷卻水消耗下降了20m/1NH;11 330.568k/tNH;(5)副產(chǎn)0.6 ~ 1.3MPa飽和蒸汽236 kg/tNHs,105C降至85C時(shí),變換氣減少冷卻水量為供造氣及銅洗使用;19 543.79kg/NH3;(6)熱水循環(huán)量由原來(lái)的9 860k/NH,降至1059降至75C時(shí)，變換氣減少冷卻水量為5 670kg/tNHz;25 615.37kg/NHzo(7)熱水塔出口變換氣溫度由原來(lái)的~102C從上面計(jì)算結(jié)果可以看出，熱水塔出口變換降至 ~82C;氣溫度越高,變換氣夾帶蒸汽量越大,造成變換(8)等溫變換爐投運(yùn)后，公司停運(yùn)一臺(tái)4t/h蒸汽消耗越高,冷卻水消耗也高。沸騰鍋爐; .3.2熱水塔 出口變換氣的低品位熱能難以回收(9)改造后節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用~45.6元/tENH3,5個(gè)以熱水塔出口變換氣溫度為95C計(jì)算,則帶月可以回收全部工程投資;出蒸汽量為3 960 x 0.083 4=328.68kg/t NH,此部我們?yōu)楹幽闲锣l(xiāng)永昌化工有限公司17萬(wàn)tla分蒸汽轉(zhuǎn)化為40C冷凝水時(shí),則放出的熱量高達(dá)合成氨項(xiàng)目中國(guó)煤化工塔的全低變328.68 x(640.97- -40)≈1.975 x 105 keal/tNH3(0.8MPa)裝|YHCNMH G技術(shù),CO變.16氨肥技術(shù)2013年第34卷?yè)Q反應(yīng)主要在“等溫變換爐”內(nèi)完成,副產(chǎn)0.7~后 - .段催化劑床層的變換氣夾帶蒸汽量大、達(dá)露1.3MPa飽和蒸汽,主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)如下。點(diǎn)溫度點(diǎn)多、腐蝕點(diǎn)多,加熱半水煤氣的換熱器、(1)變換系統(tǒng)出口氣中CO的體積分?jǐn)?shù)≤除氧水加熱器脫鹽水加熱器以及噴水增濕器等1.2% ;設(shè)備均需要選擇不銹鋼材質(zhì),勢(shì)必造成工程投資(2)熱水塔出口變換氣溫度≤71.2C;大,即使選擇了不銹鋼材質(zhì),由于夾帶蒸汽量大、(3 )系統(tǒng)阻力≤0.0 5 MPa:露點(diǎn)腐蝕多,氣體中有CL-',所以設(shè)備腐蝕嚴(yán)重,(3)變換系統(tǒng)蒸汽消耗≤100kg/tNHs;維修費(fèi)用高。(4)變換冷卻水消耗≤8m2/tNH;南京敦先化工科技有限公司針對(duì)無(wú)飽和熱(5)熱水循環(huán)量≤5m/NH3。水塔低水汽比低CO半水煤氣變換工藝采用“等4無(wú)飽和熱水塔的“等溫 變換技術(shù)”溫變換”專利技術(shù)很好地解決了以上問(wèn)題。我們有的固定床間歇式氣化爐所產(chǎn)低水氣比、低為聯(lián)盟化工股份有限公司設(shè)計(jì)-套2.5MPa、合成CO半水煤氣的合成氨廠，單套合成氨裝置生產(chǎn)氨生產(chǎn)能力為15萬(wàn)Va的“等溫變換”裝置,主要能力達(dá)到18萬(wàn)ta以上,變換裝置壓力一般提高經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)如下。到2.0~ 2.7MPa之間。由于壓力提高,CO2、HS等(1)變換系統(tǒng)出氣中CO的體積分?jǐn)?shù)≤4.0%;酸性氣體在熱水中溶解度增大，循環(huán)熱水pH值(2)變換系統(tǒng)蒸汽消耗≤85kg/tNH3(添加蒸低,酸性腐蝕加劇,部分廠家添加到熱水塔中的汽減副產(chǎn)蒸汽);水質(zhì)不穩(wěn)定或熱水塔排污不及時(shí),水中總固體偏(3)系統(tǒng)阻力≤0.06MPa;高,CL-及其它酸根離子對(duì)不銹鋼焊縫有晶間腐(4)出最后催化劑床層變換氣中夾帶蒸汽的蝕,變換系統(tǒng)在低于露點(diǎn)溫度以下的設(shè)備、管道體積分?jǐn)?shù)≤~2. 49% ,有效延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命;及管件均出現(xiàn)大量腐蝕。近十年來(lái)所建系統(tǒng)壓(5 )變換冷卻水消耗≤5.012m/tNH3。力> 2.0MPa的變換裝置均取消了飽和熱水塔,采5與“等溫變換”專利技術(shù)配套的等溫變換爐用“絕熱反應(yīng)+噴水冷激"的全低變工藝設(shè)計(jì),此5.1等溫變換爐結(jié)構(gòu)類型變換裝置普遍存在以下問(wèn)題。我公司設(shè)計(jì)的等溫變換爐(專利號(hào):ZL 2009(1)系統(tǒng)阻力偏高。加熱半水煤氣或回收變2 0048 469.7)由殼體和內(nèi)件組成。換氣熱量只能采用間接換熱方式，換熱設(shè)備多,殼體由筒體、上封頭、下封頭組成,上封頭與.變換工藝流程長(zhǎng)，已運(yùn)行的裝置系統(tǒng)阻力在簡(jiǎn)體之間采用法蘭連接，法蘭之間采用“Q”密1.0MPa左右;封,上下封頭分別設(shè)有氣體進(jìn)、出口。內(nèi)件由水移(2)催化劑活性下降造成運(yùn)行能耗高。一二熱管束、氣體分布筒、氣體集氣筒、密封板、支撐段催化劑反硫化現(xiàn)象嚴(yán)重,使用壽命短或活性下座等部件組成,水移熱管束與進(jìn)出水管之間采用降,大量CO被移到后續(xù)催化劑床層反應(yīng),本來(lái)用管式聯(lián)箱結(jié)構(gòu)。內(nèi)件與外筒可以拆卸,管內(nèi)走水，于平衡段的催化劑床層溫度升高,造成蒸汽消耗管外裝填催化劑,下部設(shè)有催化劑自卸口。高,回收變換系統(tǒng)熱量的設(shè)備腐蝕加劇,變換系等溫變換爐結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖見(jiàn)圖1。統(tǒng)冷卻水耗量大;5.2 等溫變換爐流體走向(3 )蒸汽消耗高。如果變換系統(tǒng)出口氣中CO(1)氣體走向。原料氣從等溫變換爐上部進(jìn)的體積分?jǐn)?shù)在1.2%~ 1.5%之間，蒸汽消耗- -般入后由側(cè)面徑向分布器進(jìn)入催化劑床層,然后沿在350 ~ 400 kg/tNH;徑向(與換熱水管呈90° ,垂直換熱傳熱效果好)(4)低品位熱能多。取消飽和熱水塔后,只能通過(guò)催化劑床層,反應(yīng)的同時(shí)與埋設(shè)在催化劑床采用除氧水或脫鹽水間接換熱方式回收變換氣層內(nèi)的水管換熱,再經(jīng)內(nèi)部集氣筒收集后由下部顯熱和潛熱,由于采取逐級(jí)間接移熱設(shè)計(jì),則產(chǎn)出等溫變換爐。生大量低品位熱能;(2)水中國(guó)煤化工水自等溫變(5)工程投資大設(shè)備維修費(fèi)用高。由于出最換爐下部MYHCNMHG環(huán)管、分配管.