[实用新型]煤气化的全变换系统

说明书

本实用新型属于煤化工技术领域；涉及一种煤气化的全变换系统，包括分离器、饱和塔、脱毒槽、变换炉以及汽包；分离器的顶部出口依次与饱和塔、脱毒槽以及变换炉的壳程入口相连；变换炉的管程入口与汽包的管程出口相连；变换炉的管程出口与汽包的管程入口相连；汽包的壳程出口与变换炉的壳程入口相连；汽包的壳程入口与锅炉水管相连；变换炉的壳程出口与反应塔的入口相连。本实用新型工艺操作简单、结构可靠、催化剂寿命延长且活性好，运行成本低，粗煤气实现全变换，能同时满足制甲醇、制氢或制氨的要求。

技术领域

本实用新型属于煤化工技术领域；涉及一种甲醇变换工艺，特别涉及一种煤气化的全变换系统。

背景技术

Shell炉煤气化过程是在高温、加压条件下进行的，煤粉、氧气及少量蒸汽在加压条件下并流进入气化炉内，在极为短暂的时间内完成升温、挥发分脱除、裂解、燃烧及转化等一系列物理和化学过程。由于气化炉内温度很高，在有氧条件下，碳、挥发分及部分反应产物 (H2和CO等)以发生燃烧反应为主，在氧气消耗殆尽之后发生碳的各种转化反应，即气化反应阶段，最终形成以CO和H₂为主要成分的煤气离开气化炉，其中汽气比较低，且粗煤气中的CO含量在60～80％，粗煤气的压力在3.2-4.2MPa之间，温度约165℃，含饱和水蒸气。这些经Shell炉煤气化的粗煤气可用来制甲醇、氢气以及氨气。

更深入的，进一步利用Shell炉煤气化的粗煤气在生产甲醇时，多采用CO₂作为输送的载气，并要求H₂和CO的体积比约2.15，而现有的Shell炉煤气化的粗煤气中CO变换工艺一般采用三段低水气比变换工艺，虽然能提高H₂的含量，但是操作复杂，变换炉的催化剂装量增加，且催化剂的使用周期短，只有1.5～2年；同时，Shell炉煤气化的粗煤气在制氢气和氨气时，对工艺气中CO含量要求更低，且现有的粗煤气气化制氢制氨工艺也较为繁杂。因此，研究者提出新的思路，通过变换工艺对Shell炉煤气化的粗煤气中的CO进行变换，使同时满足制甲醇、制氢、制氨的要求。

实用新型内容

为了解决CO变换系统复杂、催化剂寿命短、变换后系统工艺单一的技术问题，本实用新型提供一种工艺操作简单、结构可靠、变换效率高、且催化剂寿命延长，运行成本低、且能满足制甲醇、制氨、制氢工艺要求的煤气化的全变换系统。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种煤气化的全变换系统，其特征在于：所述煤气化的全变换系统包括分离器、饱和塔、脱毒槽、变换炉以及汽包；

所述分离器上设置有入口、顶部出口以及底部出口；所述变换炉和汽包上均设置有壳程入口、壳程出口、管程入口以及管程出口；

所述分离器的顶部出口依次与饱和塔、脱毒槽以及变换炉的壳程入口相连；所述变换炉的管程入口与汽包的管程出口相连；所述变换炉的管程出口与汽包的管程入口相连；所述汽包的壳程出口与变换炉的壳程入口相连；所述汽包的壳程入口与锅炉水管相连。

进一步的，所述煤气化的全变换系统还包括第一换热器以及第二换热器；所述分离器的顶部出口经第二换热器后与饱和塔的入口相连；所述饱和塔的出口经第一换热器与脱毒槽的入口相连；所述变换炉的壳程出口管路上设置有第一换热器和第二换热器。

进一步的，所述煤气化的全变换系统还包括二次变换系统；所述变换炉的壳程出口经第一换热器和第二换热器或经第二换热器与二次变换系统相连；所述二次变换系统包括反应塔以及第三换热器；所述变换炉的壳程出口依次经第一换热器、第二换热器以及第三换热器或依次经第二换热器以及第三换热器后与反应塔的入口相连。

进一步的，上述煤气化的全变换系统还包括蒸汽管路；所述蒸汽管路与变换炉的壳程入口相连。