[实用新型]一种基于透平耦合与预变换的合成氨系统

说明书

本实用新型公开了基于透平耦合与预变换的合成氨系统，包括气流床气化炉、与气流床气化炉连通设置的煤气透平与合成气压缩耦合单元，煤气透平与合成气压缩耦合单元还依次连接有预变换单元及合成气精制单元；气流床气化炉用于对原料煤进行连续加压气化得到高压煤气，将得到的高压煤气送入煤气透平与合成气压缩耦合单元，煤气透平与合成气压缩耦合单元用于回收气化得到的高压煤气压力能；预变换单元用于发生变换反应并将反应得到的合成气送入合成气精制单元。本实用新型解决了现有工艺中原料成本高、煤炭转化效率低、现有变换和净化装置无法充分利旧、合成气压缩能耗高的技术问题。

技术领域

本实用新型属于煤化工改造领域，具体涉及一种煤气透平与合成气压缩单元耦合利用以及预变换的合成氨系统。

背景技术

目前，采用常压固定床气化炉为合成氨装置提供原料气的氮肥企业的产能占中国合成氨总产能的40％，由于常压固定床气化炉气化强度低、现场劳动强度大、环保处理设施不够完善、煤种适应性差、原料无烟块煤的价格越来越高、国家电价补贴取消等原因，常压固定床气化炉的升级改造势在必行。

在目前的行业改造方案中，如果单纯将常压固定床气化改为气流床气化，那么，气流床气化输出端的煤气组分、压力均会发生很大变化，导致无法与后续的变换装置、净化装置直接匹配使用，造成了现有装置的浪费，从而增加了整体改造的投资，所以，为了充分利用现有的装置，只能将常压固定床气化炉改造为低压固定床气化，其缺陷在于，无法实现原料煤的广泛适应和高效转化，同时，后续合成气压缩需消耗大量的蒸汽或电能，整体影响了氮肥升级改造效果，因此，亟需一种在充分利用现有的变换和净化装置的情况下，能实现煤炭高效转化和降低合成气压缩能耗的节能型合成氨系统。

发明内容

针对现有技术中的缺陷和不足，本实用新型的目的在于，提供一种基于透平耦合与预变换的合成氨系统，以解决现有工艺中原料成本高、煤炭转化效率低、现有变换和净化装置无法充分利旧、合成气压缩能耗高的技术问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种基于透平耦合与预变换的合成氨系统，包括气流床气化炉，还包括与气流床气化炉连通设置的所述气化煤气透平与合成气压缩耦合单元，所述气化煤气透平与合成气压缩耦合单元还依次连接有预变换单元及合成气精制单元；

所述气流床气化炉用于对原料媒进行连续加压气化得到高压煤气，并将得到的高压煤气送入气化煤气与合成气压缩耦合单元；

所述气化煤气与合成气压缩耦合单元用于降低输入煤气的出口压力和回收压力能，并将压缩后的合成气输入预变换单元；

所述预变换单元用于改变输入的合成气的组分及浓度，并将组分及浓度改变后的煤气送入合成气精制单元；

所述预变换单元包括依次连通的分离器、预热器、过滤器和预变换炉；所述分离器还与所述气化煤气与合成气压缩耦合单元相连，所述分离器用于分离气化煤气的冷凝液，所述过滤器用于过滤杂质。

更进一步的，所述合成气精制单元包括依次连通设置的变换装置、净化装置和精制装置，所述变换炉用于发生二次变换反应，并将反应后的气体经净化装置送入精制装置进一步精制，所述净化装置用于脱硫脱碳，所述精制装置用于精制和补氮。

更进一步的，所述气化煤气与合成气压缩耦合单元包括连通设置的气液分离器和压缩机组；

所述压缩机组包括依次同轴连接设置的煤气透平，合成气压缩机和电动机装置；所述煤气透平用于回收压缩能，并与所述电动机装置联合驱动合成气压缩机转动；所述合成气压缩机还分别有连接精制装置和氨合成塔，所述合成气压缩机用于对由精制装置输入的合成气进行加压处理得，并将加压处理后得到的高压合成气送入氨合成塔。

更进一步的，所述煤气透平与合成气压缩机之间还设置有离合器。

更进一步的，所述合成气压缩机和电动机装置之间还设置有齿轮箱。