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(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110877896A(43)申请公布日2020.03.13(21)申请号201911014621.4(51)Int.Cl.(22)申请日2019.10.24C01B3/16(2006.01)C01B3/14(2006.01)(71)申请人中石化宁波工程有限公司C10K1/04(2006.01)地址315103浙江省宁波市高新区院士路B01J8/00(2006.01)660号申请人中石化宁波技术研究院有限公司中石化炼化工程(集团)股份有限公司(72)发明人许仁春徐洁亢万忠吴艳波相红霞鞠剑陈冬景付瑞强刘羽西魏彤(74)专利代理机构宁波诚源专利事务所有限公司33102代理人刘凤钦权利要求书3页说明书7页附图5页(54)发明名称一种配套粉煤气化装置的等温变换制氢方法及等温变换炉(57)摘要本发明涉及一种配套粉煤气化装置的等温变换制氢方法及等温变换炉,来自粉煤气化装置的粗煤气分离出凝液、预热、脱毒后分为两股;第一股粗调节水/干气比后送入绝热变换炉进行变换反应,一次绝热变换气增湿、回收热量后与第二股粗煤气混合,调节混合气的水/干气比调节后进入等温变换炉的第一反应腔进行中温CO变换反应,同时副产中压饱和蒸汽,一次等温变换气换热后进入第二反应腔进行低温CO变换反应,同时副产低压饱和蒸汽,生成二次等温变换气;二次等温变换气回收热量后作为粗氢气送下游。CN110877896ACN110877896A权利要求书1/3页1.一种配套粉煤气化装置的等温变换制氢方法,其特征在于包括下述步骤:来自粉煤气化装置的粗煤气分离出冷凝液,预热到220℃~270℃,脱除杂质后分为两股;向第一股粗煤气中补入中压蒸汽,调节水/干气摩尔比为1.6~2.0,送入绝热变换炉进行变换反应;向出绝热变换炉的一次绝热变换气中补入中压锅炉水后与所述粗煤气换热,温度降为220℃~290℃,与第二股粗煤气混合,形成混合气,调节混合气的水/干气摩尔比调节为1.0~1.4后进入等温变换炉;所述第二股粗煤气输送管线上设有用于调节两股粗煤气比例的流量控制阀;所述混合气首先进入等温变换炉的第一反应腔进行中温CO变换反应,生成的一次等温变换气降温至220℃~240℃,后进入第二反应腔进行低温CO变换反应,生成二次等温变换气;第一汽包内的中压锅炉水进入第一反应腔内的各第一换热管取走第一反应腔的反应热,副产中压饱和蒸汽;第二汽包内的低压锅炉水进入所述第二反应腔内各第二换热管取走第二反应腔的反应热,副产低压饱和蒸汽;混合气在等温变换炉中发生CO变换反应生成氢气,混合气中CO干基含量由45~70v%降为0.3~0.4v%,等温变换炉出口得到氢气干基含量为50~65v%、温度为200℃~230℃的粗氢气即二次等温变换气;出等温变换炉的二次等温变换气回收热量后作为粗氢气送下游。2.根据权利要求1所述的配套粉煤气化装置的等温变换制氢方法,其特征在于所述粗煤气水气比0.7~0.9、200℃~250℃、3.0~6.5MPa(G),进入进料分离器分离出冷凝液,分离冷凝液后的粗煤气进入粗煤气预热器预热到220℃~270℃后进入脱毒槽脱除杂质。3.根据权利要求1所述的配套粉煤气化装置的等温变换制氢方法,其特征在于所述第一股粗煤气占所述粗煤气总量的10~50v%,第二股粗煤气占所述粗煤气总量的50~90v%。4.根据权利要求3所述的配套粉煤气化装置的等温变换制氢方法,其特征在于所述一次变换气温度为440℃~480℃,利用喷水减温器补入中压锅炉水,一次变换气温度降至300℃~400℃后进入粗煤气预热器与所述粗煤气换热;向所述混合气中补入中压蒸汽调节混合气的水/干气摩尔比。5.根据权利要求4所述配套粉煤气化装置的等温变换制氢方法,其特征在于所述第一汽包和第二汽包的锅炉水通过自然循环方式进入所述等温变换炉,分别副产3.0~6.0MPa(G)的中压饱和蒸汽和0.4~1.0MPa(G)的低压饱和蒸汽;所述中压饱和蒸汽返回所述第一汽包分液后与界外送来的380℃~420℃中压过热蒸汽混合,温度降为280℃~300℃,然后分为两股,补入所述第一股粗煤气和所述混合气中,用于调节绝热变换炉入口和等温变换炉入口的水/干气摩尔比;所述低压饱和蒸汽返回所述第二汽包分液后送至低压蒸汽过热器与来自所述等温变换炉的二次等温变换气换热,过热至190℃~210℃,形成低压过热蒸汽送下游。6.根据权利要求5所述的配套粉煤气化装置的等温变换制氢方法,其特征在于所述等温变换炉出口的二次等温变换气温度为200℃~230℃,进入所述低压蒸汽过热器过热所述低压饱和蒸汽,温度降至200℃~220℃,然后依次进入中压锅炉水加热器加热中压锅炉给水、低压锅炉水加热器加热低压锅炉给水,温度降为170℃~1