專利名稱：一種co變換粗煤氣脫除飛灰裝置及工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于與煤氣化工藝相配套的凈化領(lǐng)域，尤其涉及到一種CO變換粗煤氣脫除飛灰裝置及工藝。
背景技術(shù)：
在以煤為原料生產(chǎn)合成氨、甲醇、氫氣、煤制油、煤制烯烴等裝置上，都需要利用變換反應(yīng)將粗煤氣中的CO變成氫氣，無論煤氣化裝置采用何種氣化工藝，生產(chǎn)的粗煤氣中或多或少都含有一定量的飛灰。為保護(hù)CO變換裝置下游的設(shè)備和催化劑，通常都在CO變換裝置界區(qū)處設(shè)置脫灰罐并在脫灰罐內(nèi)裝有瓷球，利用脫灰罐先脫除粗煤氣中的飛灰，再將粗煤氣送入下游各變換爐中進(jìn)行變換反應(yīng)。由于氣化裝置送CO變換裝置的粗煤氣中水處于飽和態(tài)，且粗煤氣中含有一定量 的C02、H2S等腐蝕性介質(zhì)，為避免因熱損失導(dǎo)致粗煤氣出現(xiàn)冷凝使CO2和H2S等介質(zhì)溶于水后形成弱酸而腐蝕脫灰罐和損壞瓷球，傳統(tǒng)工藝都將脫灰罐設(shè)置在粗煤氣加熱器后，即先利用粗煤氣加熱器將粗煤氣溫度加熱到超出飽和溫度3(T50°C，再進(jìn)脫灰罐，脫灰后的粗煤氣進(jìn)入下游各變換爐中進(jìn)行變換反應(yīng)。該工藝雖然可以避免粗煤氣出現(xiàn)冷凝，較好的保護(hù)脫灰罐及脫灰罐中的瓷球，但是，由于粗煤氣中的飛灰沒有完全脫除就直接進(jìn)入了粗煤氣加熱器，飛灰會(huì)在粗煤氣加熱器中積聚，導(dǎo)致?lián)Q熱管結(jié)垢，降低換熱效率；其次飛灰會(huì)沖刷換熱管，導(dǎo)致?lián)Q熱管穿孔，甚至是斷裂，使粗煤氣加熱器出現(xiàn)泄露，導(dǎo)致裝置頻繁停車檢修，增加了企業(yè)的生產(chǎn)成本。尤其是在上游氣化裝置出現(xiàn)非正常生產(chǎn)，粗煤氣中的飛灰含量增加時(shí)，上述現(xiàn)象表現(xiàn)的更為明顯。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的現(xiàn)狀提供一種能夠有效脫除飛灰且不會(huì)損壞粗煤氣加熱器的CO變換粗煤氣脫除飛灰工藝。本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為一種CO變換粗煤氣脫除飛灰工藝裝置，包括氣液分離器、脫灰罐、粗煤氣加熱器之間通過管道依次連接，所述脫灰罐有兩臺(tái)，一開一備并聯(lián)設(shè)置在氣液分離器和粗煤氣加熱器之間，當(dāng)其中一臺(tái)脫灰罐床層壓降達(dá)到或超出設(shè)計(jì)值時(shí)，切換另一臺(tái)。作為改進(jìn)，所述脫灰罐內(nèi)壁均內(nèi)襯有不銹鋼，降低粗煤氣出現(xiàn)冷凝時(shí)對(duì)脫灰罐的腐蝕速率。作為改進(jìn)，所述脫灰罐上設(shè)置有差壓計(jì)和熱電偶溫度計(jì)，兩臺(tái)脫灰罐均設(shè)置差壓計(jì)，主要用于測量床層壓降，當(dāng)其中一臺(tái)脫灰罐床層壓降達(dá)到或超出設(shè)計(jì)值時(shí)，切換另一臺(tái)。兩臺(tái)脫灰罐分別設(shè)置兩組熱電偶溫度計(jì)，用于測量床層溫度，判斷粗煤氣是否出現(xiàn)冷凝。作為改進(jìn)，所述脫灰罐罐體外壁及其進(jìn)、出口粗煤氣管線均設(shè)置有電伴熱。兩臺(tái)脫灰罐罐體外壁及其進(jìn)、出口粗煤氣管線均設(shè)置電伴熱，使脫灰罐外壁和粗煤氣管線外壁溫度比粗煤氣的飽和溫度高:TlO°C，避免粗煤氣出現(xiàn)冷凝損壞脫灰罐內(nèi)的瓷球，脫灰罐內(nèi)裝填瓷球的目的在于脫除粗煤氣中的飛灰，同時(shí)吸附粗煤氣中中的As、Cl-等對(duì)催化劑有毒害作用的組分。
作為改進(jìn)，所述脫灰罐進(jìn)口切斷閥與罐體之間分別設(shè)置有氮?dú)夤芫€，在更換瓷球及脫灰罐升溫時(shí)使用。
作為改進(jìn)，所述脫灰罐出口切斷閥與罐體之間分別設(shè)置有放空管線，在更換瓷球及脫灰罐升溫時(shí)放空使用。
一種CO變換粗煤氣脫除飛灰的工藝，流程設(shè)置為來自氣化裝置的粗煤氣首先進(jìn)入氣液分離器中分離冷凝液，從氣液分離器頂部出來的粗煤氣進(jìn)入脫灰罐，脫除飛灰后的粗煤氣再進(jìn)入粗煤氣加熱器，加熱后的粗煤氣進(jìn)入下游變換爐中進(jìn)行變換反應(yīng)。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于
(I)本發(fā)明將脫灰罐設(shè)置粗煤氣加熱器前，可以有效防止粗煤氣中的飛灰對(duì)粗煤氣加熱器換熱管的沖刷及換熱管的結(jié)垢問題。
(2)本發(fā)明在兩臺(tái)脫灰罐外壁及其進(jìn)、出口粗煤氣管線上均設(shè)置電伴熱及脫灰罐內(nèi)壁均內(nèi)襯不銹鋼，有效降低粗煤氣出現(xiàn)冷凝時(shí)對(duì)脫灰罐的腐蝕速率。
(3)本發(fā)明可以簡化CO變換粗煤氣脫除飛灰的工藝流程，節(jié)約裝置建設(shè)投資。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例的工藝流程示意圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
實(shí)施例1
如圖1所示，來自SHELL粉煤氣化裝置的160°C、3. 7MPa (G)粗煤氣首先進(jìn)入氣液分離器I中分離冷凝液，從氣液分離器I頂部出來的粗煤氣進(jìn)入脫灰罐2，脫除飛灰后的粗煤氣再進(jìn)入粗煤氣加熱器3，加熱到190 210°C再進(jìn)入下游變換爐4中進(jìn)行變換反應(yīng)。
其脫除飛灰工藝裝置包括氣液分離器1、脫灰罐2、粗煤氣加熱器3和變換爐4之間通過管道依次連接，所述脫灰罐2有兩臺(tái)，一開一備并聯(lián)設(shè)置在氣液分離器I和粗煤氣加熱器3之間，當(dāng)其中一臺(tái)脫灰罐2床層壓降達(dá)到或超出設(shè)計(jì)值時(shí)，切換另一臺(tái)。脫灰罐2本體材質(zhì)選用16MnR或15CrMoR，為降低粗煤氣出現(xiàn)冷凝時(shí)對(duì)脫灰罐2的腐蝕速率，兩臺(tái)脫灰罐2內(nèi)壁均內(nèi)襯321或316L等不銹鋼。為避免粗煤氣出現(xiàn)冷凝損壞瓷球，兩臺(tái)脫灰罐2外壁及其進(jìn)、出口粗煤氣管線均設(shè)置電伴熱，即要求脫灰罐2外壁和粗煤氣管線外壁溫度比粗煤氣的飽和溫度高3 10°C。兩臺(tái)脫灰罐2進(jìn)、出口粗煤氣管線11上均設(shè)置用于在線切換的切斷閥，兩臺(tái)脫灰罐2均設(shè)置差壓計(jì)9，用于測量床層壓降，當(dāng)其中一臺(tái)脫灰罐床層壓降達(dá)到或超出設(shè)計(jì)值時(shí)，切換另一臺(tái)。兩臺(tái)脫灰罐2分別設(shè)置兩組溫度計(jì)10，用于測量床層溫度，判斷粗煤氣是否出現(xiàn)冷凝。在兩臺(tái)脫灰罐2進(jìn)口切斷閥與罐體之間分別設(shè)置置換和升溫用氮?dú)夤芫€6，在兩臺(tái)脫灰罐2出口切斷閥與罐體之間分別設(shè)置放空管線7。
實(shí)施例2
來自水煤氣漿氣化裝置的242°C、6. 35MPa (G)粗煤氣首先進(jìn)入氣液分離器I中分離冷凝液，從氣液分離器I頂部出來的粗煤氣進(jìn)入脫灰罐2，脫除飛灰后的粗煤氣再進(jìn)入粗煤氣加熱器3，加熱到27(T290°C再進(jìn)入下游變換爐4中進(jìn)行變換反應(yīng)。
其脫除飛灰工藝裝置包括氣液分離器1、脫灰罐2、粗煤氣加熱器3和變換爐4之間通過管道依次連接，所述脫灰罐2有兩臺(tái)，一開一備并聯(lián)設(shè)置在氣液分離器I和粗煤氣加熱器3之間，當(dāng)其中一臺(tái)脫灰罐2床層壓降達(dá)到或超出設(shè)計(jì)值時(shí)，切換另一臺(tái)。脫灰罐2本體材質(zhì)選用16MnR或15CrMoR，為降低粗煤氣出現(xiàn)冷凝時(shí)對(duì)脫灰罐2的腐蝕速率，兩臺(tái)脫灰罐2內(nèi)壁均內(nèi)襯321或316L等不銹鋼。為避免粗煤氣出現(xiàn)冷凝損壞瓷球，兩臺(tái)脫灰罐2外壁及其進(jìn)、出口粗煤氣管線均設(shè)置電伴熱，即要求脫灰罐2外壁和粗煤氣管線外壁溫度比粗煤氣的飽和溫度高T10°C。兩臺(tái)脫灰罐2進(jìn)、出口粗煤氣管線11上均設(shè)置用于在線切換的切斷閥，兩臺(tái)脫灰罐2均設(shè)置差壓計(jì)9，用于測量床層壓降，當(dāng)其中一臺(tái)脫灰罐床層壓降達(dá)到或超出設(shè)計(jì)值時(shí)，切換另一臺(tái)。兩臺(tái)脫灰罐2分別設(shè)置兩組溫度計(jì)10，用于測量床層溫度，判斷粗煤氣是否出現(xiàn)冷凝。在兩臺(tái)脫灰罐2進(jìn)口切斷閥與罐體之間分別設(shè)置置換和升溫用氮?dú)夤芫€6，在兩臺(tái)脫灰罐2出口切斷閥與罐體之間分別設(shè)置放空管線7。
總之，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，凡依本發(fā)明申請(qǐng)專利范圍所作的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明 專利的涵蓋范圍。
權(quán)利要求
1.一種CO變換粗煤氣脫除飛灰裝置，包括氣液分離器(I)、脫灰罐(2)、粗煤氣加熱器(3)和變換爐(4)之間通過管道依次連接，其特征在于所述脫灰罐(2)有兩臺(tái)，一開一備并聯(lián)設(shè)置在氣液分離器(I)和粗煤氣加熱器(3)之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的CO變換粗煤氣脫除飛灰裝置，其特征在于所述脫灰罐(2)的進(jìn)、出口粗煤氣管線(11)上均設(shè)置有用于在線切換的切斷閥(8)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的CO變換粗煤氣脫除飛灰裝置，其特征在于所述脫灰罐(2)內(nèi)壁均內(nèi)襯有不銹鋼。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的CO變換粗煤氣脫除飛灰裝置，其特征在于所述脫灰罐(2)上設(shè)置有差壓計(jì)(9)和熱電偶溫度計(jì)(10)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的CO變換粗煤氣脫除飛灰裝置，其特征在于所述脫灰罐(2)罐體外壁及其進(jìn)、出口粗煤氣管線均設(shè)置有電伴熱。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的CO變換粗煤氣脫除飛灰裝置，其特征在于所述脫灰罐(2)的進(jìn)口粗煤氣管線(11)上設(shè)置的切斷閥(8)與罐體之間分別設(shè)置有置換和升溫用氮?dú)夤芫€(6)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的CO變換粗煤氣脫除飛灰裝置，其特征在于所述脫灰罐(2)的出口粗煤氣管線(11)上設(shè)置的切斷閥(8)與罐體之間分別設(shè)置有放空管線(7)。
8.使用上述CO變換粗煤氣脫除飛灰裝置進(jìn)行CO變換粗煤氣脫除飛灰的工藝，其特征在于包括下述步驟粗煤氣首先進(jìn)入氣液分離器(I)中分離冷凝液，從氣液分離器(I)頂部出來的粗煤氣進(jìn)入脫灰罐(2)，脫除飛灰后的粗煤氣再進(jìn)入粗煤氣加熱器(3)，后進(jìn)入下游變換爐(4)中進(jìn)行變換反應(yīng)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種CO變換粗煤氣脫除飛灰裝置，包括氣液分離器、脫灰罐、粗煤氣加熱器和變換爐之間通過管道依次連接，其特征在于所述脫灰罐有兩臺(tái)，一開一備并聯(lián)設(shè)置在氣液分離器和粗煤氣加熱器之間，同時(shí)還涉及了一種使用上述CO變換粗煤氣脫除飛灰裝置進(jìn)行CO變換粗煤氣脫除飛灰的工藝，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于將脫灰罐設(shè)置粗煤氣加熱器前，可以有效防止粗煤氣中的飛灰對(duì)粗煤氣加熱器換熱管的沖刷及換熱管的結(jié)垢問題，再者，在兩臺(tái)脫灰罐外壁及其進(jìn)、出口粗煤氣管線上均設(shè)置電伴熱及脫灰罐內(nèi)壁均內(nèi)襯不銹鋼，有效降低粗煤氣出現(xiàn)冷凝時(shí)對(duì)脫灰罐的腐蝕速率，能簡化CO變換粗煤氣脫除飛灰的工藝流程，節(jié)約裝置建設(shè)投資。
文檔編號(hào)C10K1/32GK102994167SQ20121052459
公開日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2012年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月7日
發(fā)明者吳艷波, 程雄志, 余攀, 湯海波 申請(qǐng)人:中國石油化工集團(tuán)公司, 中石化寧波工程有限公司, 中石化寧波技術(shù)研究院有限公司