一种配套水煤浆气化装置的等温变换制氢方法及等温变换炉.pdf

(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CN110790227A(43)申请公布日2020.02.14(21)申请号201911014627.1(51)Int.Cl.(22)申请日2019.10.24C01B3/16(2006.01)(71)申请人中石化宁波工程有限公司地址315103浙江省宁波市高新区院士路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)发明人吴艳波邹杰徐洁许仁春周央应钊贾隆禛孙士财庞鑫健(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)发明名称一种配套水煤浆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水煤浆气化装置的等温变换制氢方法及等温变换炉，来自水煤浆气化装置的粗煤气，进入低压蒸汽发生器回收热量、副产低压饱和蒸汽、分离出冷凝液、预热、脱毒后分为两股；第一股进入气冷变换炉进行变换反应，第二股粗煤气与回收热量后的一次气冷变换气汇流形成混合气，首先进入第一反应腔进行中温变换反应，生成一次等温变换气，副产中压饱和蒸汽，然后进入第二反应腔内进行低温变换反应，生成二次等温变换气，副产低压饱和蒸汽；混合气中CO含量由20～50v％降为0.3～0.4v％氢气含量为45～65v％。CN110790227ACN110790227A权利要求书1/3页1.一种配套水煤浆气化装置的等温变换制氢方法，其特征在于包括下述步骤：来自水煤浆气化装置的粗煤气，进入低压蒸汽发生器回收热量后温度降为210℃～245℃，同时，副产低压饱和蒸汽；降温后的粗煤气进入进料分离器，分离出的冷凝液进入低压蒸汽过热器过热低压饱和蒸汽后温度降至200℃～220℃送出界区；分离冷凝液后的粗煤气进入粗煤气预热器，预热到220℃～270℃经脱毒槽脱除杂质后分为两股；其中占比20v％～40v％的第一股粗煤气进入气冷变换炉进行变换反应，生成一次气冷变换气；占比80v％～60v％的第二股粗煤气与回收热量后的一次气冷变换气汇流形成混合气，所述混合气进入等温变换炉进行变换反应；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所述等温变换炉的第一反应腔进行中温变换反应，生成一次等温变换气；第一汽包内的锅炉水进入所述第一反应腔内的第一换热管内取走反应热，副产中压饱和蒸汽；所述中压饱和蒸汽返回所述第一汽包分液后送至所述气冷变换炉作为取热介质，被过热到340℃～420℃，出所述气冷变换炉的中压过热蒸汽送下游用户；所述一次等温变换气进入所述等温变换炉的第二反应腔内进行低温变换反应，生成二次等温变换气；第二汽包内的锅炉水进入所述第二反应腔内的第二换热管内取走反应热，副产低压饱和蒸汽；副产的低压饱和蒸汽返回所述第二汽包分液后与所述低压蒸汽发生器副产的低压饱和蒸汽汇流，一起进入所述低压蒸汽过热器被所述冷凝液过热至190℃～240℃，得到的低压过热蒸汽送下游用户；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20～50v％降为0.3～0.4v％，等温变换炉出口得到氢气干基含量为45～65v％、温度为200℃～230℃的粗氢气即二次等温变换气；出等温变换炉的粗氢气依次进入中压锅炉水预热器预热中压锅炉水、进入低压锅炉水预热器预热低压锅炉水，预热后的中压锅炉水送入所述第一汽包，预热后的低压锅炉水分两股，分别送入所述第二汽包和低压蒸汽发生器；回收热量后的粗氢气送下游。2.根据权利要求1所述的配套水煤浆气化装置的等温变换制氢方法，其特征在于所述来自水煤浆气化装置的粗煤气水气比1.1～1.7、220℃～250℃、3.5～8.0MPa(G)，进入低压蒸汽发生器与低压锅炉水换热，调节粗煤气水气比，副产0.4～1.0MPa(G)的低压饱和蒸汽。3.根据权利要求2所述的配套水煤浆气化装置的等温变换制氢方法，其特征在于所述低压蒸汽发生器并联有温度调节副线，所述温度调节副线上设有流量控制阀；用于调节出所述低压蒸汽发生器的粗煤气的水气比。4.根据权利要求2所述的配套水煤浆气化装置的等温变换制氢方法，其特征在于出所述气冷变换炉的中压过热蒸汽温度为340℃～420℃；出所述气冷变换炉的所述一次气冷变换气温度为350℃～400℃，与所述粗煤气换热后温度降为240℃～290℃。5.根据权利要求1至4任一项所述的配套水煤浆气化装置的等温变换制氢方法，其特征在于所述中压饱和蒸汽压力为3.0～6.0MPa(G)，所述低压饱和蒸汽压力为0.4～1.0MPa2CN110790227A权利要求书2/3页(G)。6.根据权利要求5所述的配套水煤浆气化装置的等温变换制氢方法，其特征在于所述二次等温变换气气温度为200℃～230℃，CO