[实用新型]气体换热系统及包括其的甲醇合成系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及甲醇生产领域，具体而言，涉及一种气体换热系统及包括其的甲醇合成系统。

背景技术

在1924年以前，甲醇几乎全部是通过木材干馏法分解获取。随着社会的发展，甲醇的需要量与日俱增，木材干馏法逐渐不能满足需要。因此人们开始采用化学合成的方法生产甲醇。目前，合成甲醇的方法主要是以一氧化碳与氢气的混合气为原料气的气相合成法，其具体反应式如下：

CO+2H₂＝CH₃OH △H＝-90.8KJ/mol

这种气相合成方法包括高压、中压和低压三种方法。其中，高压合成法是指在高温高压下合成甲醇，但是此方法由于操作压力高，动力消耗大，设备复杂，产品质量差等原因正在逐渐被淘汰；低压法是指在低温低压下合成甲醇，是现在工业生产甲醇的主流方法；而中压法则是在低压制备方法上进一步发展而来，但是由于技术并不是很成熟，所以普及度并不高。现在70％以上的企业利用低压合成方法制备甲醇，即用一氧化碳与氢气为原料，在低压和275℃左右的温度下采用催化剂合成甲醇。

目前，这种低压法在实际操作中，来自变换炉的CO的温度约为450℃，远远高于低压法制备甲醇的温度。所以从变换炉出来的CO需要经过蒸汽换热器与来自汽包800’的蒸汽换热，这样不仅可以使CO达到所需温度，蒸汽还可以吸收CO的过多热能。

如图1所示，图1中给出了一种现有技术中常见的气体换热系统，在采用这种气体换热系时，来自汽包800’的蒸汽与从变换炉出来的CO的换热包括以下三个步骤：

1)开始没有蒸汽时，通过保护气供应装置700’提供蒸汽与CO换热，以保证CO的反应温度需求和蒸汽换热器100’的正常运转；

2)随着甲醇合成反应的进行，汽包800’中逐渐产生蒸汽，蒸汽通过并气流路200’与保护气供应装置700’中的水蒸汽一并进入蒸汽换热器100’,与此同时，慢慢切断保护气供应装置700’的水蒸汽供应，关闭控制阀610’，逐渐把并气流路200’上的并气控制阀210’开至最大。

3)最终达到正常工作状态，即来自汽包800’的蒸汽通过与从变换炉出来的450℃的CO进行热交换，使CO达到反应温度的需求，同时蒸汽由226℃过热至390℃。

但是在现有技术中蒸汽与CO的换热步骤中的第二步存在巨大的缺点，因为在并气流路200’中通入蒸汽时，随着汽包压力和温度的升高，需要及时调整汽包压力调节阀810’使蒸汽的温度变化在指标范围内，而在此同时还需要通过使控制阀610’逐步关闭，最终切断保护气供应装置700’中的水蒸汽的供应和逐渐把并气流路上200’的并气控制阀210’开至最大。

调整汽包压力调节阀810’、关闭控制阀610’这两个操作，在实际操作中因为操作幅度和可能出现的工艺波动等因素的存在，就很容易出现并气操作失控、蒸汽换热器壳程流动蒸汽流量较大幅度波动的情况，据实际数据当出蒸汽过热工艺气温度波动范围超过10℃/分钟时，必然出现蒸汽换热器封头泄漏的后果，影响正常开车进度，严重时被迫停工。

基于上述原因，有必要提出一种有效的方法，以避免在蒸汽换热过程中并气失控的问题。

实用新型内容

本实用新型旨在提供一种气体换热系统及包括其的甲醇合成系统，以解决现有技术中蒸汽换热过程中并气失控的问题。

为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种气体换热系统，包括蒸汽换热器；进气流路，与蒸汽换热器的蒸汽进口端相连，进气流路上设置有第一控制阀；出气流路与蒸汽换热器的蒸汽出口端相连；保护气流路，一端与进气流路相连，形成第一连接点，第一连接点位于第一控制阀和蒸汽进口端之间，保护气流路上设有第二控制阀；气体换热系统还包括：稳压流路，一端与进气流路相连，形成第二连接点，且第二连接点位于第一控制阀的上游，另一端向外延伸形成排出口，稳压流路上设置有第三控制阀。

进一步地，上述气体换热系统还包括与出气流路相连的排气流路，排气流路上还设有第四控制阀。

进一步地，上述稳压流路的排出口与排气流路连接于第三连接点，且第三连接点沿气体的流动方向设置在第四控制阀的下游。

进一步地，上述气体换热系统还包括设置在稳压流路上的压力表，压力表沿气体的流动方向设置在第三控制阀的下游。

进一步地，上述气体换热系统还包括设置在稳压流路上的压力调节阀，压力调节阀沿气流的流动方向设置在压力表的下游。

进一步地，上述气体换热系统还包括设置在稳压流路上的消音器。