[发明专利]一种两炉串联设置的CO变换装置

说明书

本发明公开了一种两炉串联设置的CO变换装置，操作温度高、反应热量大的第一变换炉反应热用于产生饱和或过热蒸汽；反应温度较低，反应热产生量较少等温第二变换炉用于预热第一变换炉的锅炉给水。粗煤气经过热交预热后与第一变换炉气体入口相接，第一变换炉的反应热通过炉内催化剂床层中布置的换热管束产饱和蒸汽或通过变换炉出口的废热回收器副产饱和或过热蒸汽加以回收。变换气经热交降温后进入第二等温变换炉气体入口继续进行变换反应。第二等温变换炉加热热水，管束操作压力不受催化剂床层温度限制，热水的压力与第一等温变换炉副产的蒸汽压力相当，使得第二等温变换炉副产余热的品位得以提高。

技术领域

本发明涉及两炉串联设置的CO变换装置。

背景技术

目前工业上煤加压气化产生的粗煤气的变换主要采用绝热变换和等温变换工艺。绝热变换工艺是设置一段或几段绝热变换炉，在每段变换炉后设置废热回收器副产饱和水蒸汽或用于加热其他工艺介质回收反应余热；等温变换工艺则是在变换反应器内设置水管，用水管内的水蒸发吸收变换反应的余热副产饱和蒸汽。一般情况下，第一等温变换炉或第一绝热变换炉反应及热负荷大，第二等温变换炉或第二绝热变换炉反应及热负荷小，第二等温变换炉或第二绝热变换炉反应床层温度也较低，为了满足第二变换炉的反应条件，则换热管束产生蒸汽压力较低，余热回收品位及价值也低。同时，换热管束中换热管内压力远远小于换热管束外的压力，换热管束中换热管承受外压，易于泄露和失稳破坏。

发明内容

本发明提供一种两炉串联设置的CO变换装置，以克服现有技术存在的缺陷。

为实现本发明目的，这种串联设置的CO变换装置它包括第一变换炉、第二变换炉和热交换器，其特征在于粗煤气经热交换器预热后与第一变换炉的气体入口相接，第一变换炉的变换气出口经热交换器降温后与第二变换炉的气体入口相接，反应后的变换气出第二变换炉顶部出口，第一变换炉换热管束出口接汽包汽液混合物入口，汽包的循环热水出口接第一变换炉的换热管束入口，冷却水一路接汽包的冷却水入口，另一路与第二变换炉底部的换热管束入口相接，第二变换炉顶部的换热管束出口分为两路，一路接汽包的冷却水入口，另一路接第二变换炉底部的换热管束入口，所述第一变换炉、第二变换炉均为等温变换炉。根据第二变换炉的负荷情况，通过调节管路的水流量来控制第二变换炉换热管束入口的进水温度来满足装置的正常运行。

所述第一变换炉采用内设蒸汽过热器的绝热变换炉，粗煤气经过热交换器后与绝热变换炉的气体入口相接，绝热变换炉径向催化剂床层出口经蒸汽过热器后依次经废热回收器和热交换器后与第二变换炉的气体入口相接，变换气出第二变换炉顶部出口，所述第二变换炉为等温变换炉；来自给水泵的冷却水分成两路，第一路给水入循环水缓冲器补水，循环水缓冲器水出口经过输送泵后与第二变换炉换热管束入口相连，第二变换炉换热管束出口分别与循环水缓冲器水进口和废热回收器的进水口相连，废热回收器饱和蒸汽出口与蒸汽过热器的蒸汽进口相连；第二路给水与第二变换炉换热管束出口汇合后接废热回收器，废热回收器蒸汽出口与循环水缓冲器间的压力平衡管上装设有截止阀。通过调节来自给水泵出口的水流量，来控制循环水缓冲器的液位。通过调节管路的水流量来控制第二变换炉换热管束入口的进水温度来满足第二变换炉的热平衡。废热回收器水进口设置有流量调节阀，用来控制废热回收器的液位。

通过调节废热回收器的蒸汽压力控制蒸汽过热器的管板蒸汽侧压力或第二变换炉管束水侧压力微大于合成气侧压力。