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等温变换技术在几种煤气化变换装置中的应用
年第卷第期 氮肥技术
摘要简要介绍等温变换技术在航天炉气化、水煤浆加压气化、有或无饱和热水塔变换装置中的应用实例和效果,总结
了等温变换技术的特点,并与传统变换工艺的技术经济指标进行了对比分析。
关键词等温变换特点应用效果
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变换装置所采用。
前言
南京敦先化工科技有限公司的“等温变换技 与粉煤加压气化、水煤浆加压气化以及天然
术”是利用埋在催化剂床层内部移热水管束将催 气转化等高水气比、高水煤气相配套的变换
化剂床层反应热及系统多余的低品位热能转化 装置不仅要完成转化任务,同时兼顾完成前
为高品位蒸汽,同时降低催化剂床层温度,提高 工序带进变换系统热量回收任务。变换装置热量
反应推动力,延长催化剂使用寿命,降低系统阻 回收率及回收热能品位高低直接关系到整个装
力,降低工程投资、减少设备腐蚀。该技术已经被 置综合能耗。目前,与之相配套的传统变换工艺
多为“多段绝热反应间接热能回收”方式,工艺
安徽吴源化工集团“.”合成氨项目航天炉加
流程长、设备多、工程投资大、系统阻力大、露点
压气化制水煤气、.、内蒙古某能源单位
亿,煤制天然气项目单套通过干基水煤气 腐蚀多、设备维修费用高、回收热能品位低、热量
量.万弧、山东联盟化工股份有限公司 回收率低。
万妇合成氨项目固定床间歇气化制半水煤 与固定床间歇式气化以及尾气回收等低水
气、.、河南新乡永昌化工股份有限公司 气比、低含量的半水煤气或水煤气相配套的
万如合成氨项目固定床间歇气化制半水煤气、 变换工艺流程类型繁多,从热能回收来分可以分
.、湖北某化工集团万妇合成氨项目
为“有饱和热水塔”和“无饱和热水塔”两种类型;
固定床间歇气化制半水煤气、.、河北天 从变换工艺流程及催化剂选型上来分可以分为
成化工股份有限公司卢龙分公司万如合成氨 “中串低”、“中低低”、“全低变”三大类型。此类变
换装置均需要向系统添加蒸汽,流程设置上也是
项目固定床间歇气化制半水煤气、.、湖
南安乡晋煤金牛化工有限公司万如合成氨项 “多段绝热反应间接热能回收”方式。就现有运
目固定床间歇气化制半水煤气、.等单位 行的变换装置而言,普遍存在蒸汽消耗高、系统
万方数据 氮肥技术
年第卷
阻力大、设备腐蚀严重、低品位热能多等缺陷。
束将催化剂床层反应热及时移出的,确保催化剂
现有变换装置工艺流程及热能回收,是按照
床层温度可控,在一般工况下,第一变换炉催化
催化剂使用温区、转化率、各段平衡温距作为 剂床层温度均可以控制在~℃范围,彻底
主要设计依据的,并按绝热催化剂床层设计理念 杜绝飞温等安全事故发生;
进行设计。但随着摩尔分率的提高、转化
催化剂装填量不受温度限制、运行周期
率提高、催化剂使用温区窄,在确保每段具有较 长。“等温变换技术”是利用埋在催化剂床层内部
大反应推动力时,势必造成催化剂床层多、间接 移热水管束将催化剂床层反应热及时移出,催化
移热设备多、工艺流程长、系统阻力大、热能回收
剂装填量不受超温限制,有效延长催化剂使用寿
率低、低品位热能多等缺陷。随着煤价不断攀升,
命,确保每炉催化剂使用寿命均在年以上;
变换装置已经成为各类煤化工企业降低综合能 热能回收率高、运行费用低:“等温变换
耗、降低产品成本的主要工序。 技术”热能回收率达.%以上,副产蒸汽品位
南京敦先化工科技有限公司针对现有变换 高,脱盐水加热到直接去热力除氧,无需外
装置存在的问题以及不同气化路线所产的水煤 加蒸汽,变换系统冷却水“零”消耗。与传统变换
元,
气或半水煤气分别开发出适合煤制合成氨、煤制 变换工艺相比,吨氨节省运行费用.
天然气、煤制氢、煤制油、煤制乙二醇、煤制甲醇、 对于一套万合成氨装置而言,全年可以节省
煤制烯烃等“等温变换技术”。现就本公司各种 .万元;
“等温变换技术”阐述如下。 开车时间短、开车平稳、有效降低生产费
用。“等温变换炉”配置开工蒸汽喷枪,每次开车
粉煤加压气化制水煤气的“等温变换技术”
以航天气化炉为例,粉煤加压连续气化所产 前通过蒸汽喷射枪将蒸汽添加在等温变换炉内
水煤气具有水气比高、摩尔分率高、系统压力 部水管中,并利用本身的热水循环系统将催化剂
床层温度提高到℃以上。负荷较轻时,通过蒸
高等优点,水煤气中的体积分数高达%以
上。目前在运行的变换装置为“五段绝热冷激 汽喷射枪过来的蒸汽维持催化剂床层热平
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