保护燃烧前CO2捕集系统变换单元催化剂的系统和方法与流程

文档序号:12235725阅读:来源:国知局

技术特征:

1.保护燃烧前CO2捕集系统变换单元催化剂的系统,其特征在于:包括缓冲过滤器(1),缓冲过滤器(1)的入口连接合成气,缓冲过滤器(1的出口连接热交换器(2)的冷端入口,热交换器(2的冷端出口连接高温过滤器(3的入口,热交换器(2)的热端入口连接第二变换炉(6)的出口,热交换器(2)的热端出口连接第一增湿器(7)和第二增湿器(8)的入口;高温过滤器(3)的出口连接第一变换炉(5)的入口,第一变换炉(5)的出口连接第一增湿器(7)的入口,增湿器(7)的出口连接第二变换炉(6)的入口,第一变换炉(5)和第二变换炉(6)组成一号变换炉;第一增湿器(7)和第二增湿器(8)的入口连接脱盐水泵(15)的出口,第二增湿器(8)的蒸汽入口连接蒸汽分离器(4)的出口,蒸汽分离器(4)的出口同时连接高温过滤器(3)的入口,第二增湿器(8)的出口连接二号变换炉(9)的入口,二号变换炉(9)的出口连接冷却器(10)的入口;冷却器(10)的出口连接变换气分水器(11)的入口,变换气分水器(11)的出口连接过滤器(12)的入口,过滤器(12)的出口连接汽提塔(13)的入口,蒸汽通入到汽提塔(13)的蒸汽入口,汽提塔(13)的出口连接脱盐水缓冲罐(14)的入口,脱盐水缓冲罐(14)的脱盐水入口连接脱盐水管网,脱盐水缓冲罐(14)的出口连接脱盐水泵(15);

所述第一增湿器(7)和第二增湿器(8)的底部装设温度测量仪器,并在第一增湿器(7)和第二增湿器(8)设备的蒸汽入口位置和加湿混合气出口位置之间加装液位测量装置。

2.根据权利要求1所述的保护燃烧前CO2捕集系统变换单元催化剂的系统,其特征在于:所述第一变换炉(5)催化剂床层分两段设置,催化剂分两层装填,每部分的催化剂量所对应的气量相当于50%负荷时的气量;当气量为半负荷以下至半负荷时,原料气进入第一变换炉(5)的下段催化剂层,当气量超过半负荷时,原料气逐次进入第一变换炉(5)的上段和下段催化剂层逐渐到满负荷气量。

3.根据权利要求1所述的保护燃烧前CO2捕集系统变换单元催化剂的系统,其特征在于:所述第一变换炉(5)入口增设激冷管线,激冷气为未预热的新鲜煤、IGCC系统中压氮气或者工业CO2气体,在超温时通入激冷气将催化剂床层温度降到正常水平。

4.根据权利要求1所述的保护燃烧前CO2捕集系统变换单元催化剂的系统,其特征在于:所述第一变换炉(5)和第二变换炉(6)出口增设放空管线至火炬总管,当催化剂床层超温时,直接打开放空管线阀门,通过增大新鲜煤气流速降低催化剂床层温度到正常值。

5.根据权利要求1所述的保护燃烧前CO2捕集系统变换单元催化剂的系统,其特征在于:所述温度测量仪器为温度传感器,所述液位测量装置为液位计。

6.权利要求1所述的保护燃烧前CO2捕集系统变换单元催化剂的系统保护催化剂的方法,其特征在于:IGCC系统气化炉产生的煤气合成气,CO为55.85%;H2为25.66%;CH4为2900ppm;二氧化碳为1.76%,N2为16.7%,温度138℃,压力2.85MPa,首先进入缓冲过滤器(1),除去合成气中冷凝水,进入热交换器(2)与一号变换炉(5)出口气体换热升温并与中压蒸汽混合经高温过滤器(3)后,进入第一变换炉(5)的入口,气体温度为200℃以上,第一变换炉(5)出口的温度382℃以上的气体经第一增湿器(7)换热增湿后进入第二变换炉(6)的入口,第二变换炉(6)入口温度为200℃以上,第二变换炉(6)出口温度为370℃以上,反应气在热交换器2经热回收后经第二增湿器(8)喷雾增湿进入二号变换炉(9)的入口,二号变换炉(9)入口出口温度为180℃以上,出二号变换炉(9)的温度为265℃以上的反应气经冷却器(10)降温和变换气分水器(11)后,降低为温度40℃、压力~2.5Mpa的气体进入后续脱硫脱碳工序;变换气分水器(11)分离的冷凝液经过过滤器(12)过滤、汽提塔(13)气提后补入脱盐水缓冲罐(14),再由脱盐水泵(15)返回增湿器作为增湿使用;

第一增湿器(7)和第二增湿器(8)底部温度测量仪器显示的温度数值应为喷入蒸汽后与变换气混合的温度值,而且该值必须高于混合气出口的温度值,这样的温度测量结果才能保证加湿器中喷入的蒸汽适量,利于催化剂的保护和变换反应的稳定;液位测量装置能够直接显示第一增湿器(7)和第二增湿器(8)内水位情况,判断蒸汽与变换气混合以及喷水减温后变换混合气的含水情况;调试运行过程中严格监测第一增湿器(7)和第二增湿器(8)底部温度值与增湿器变换混合气出口温度值,要求第一增湿器(7)和第二增湿器(8)底部温度应高于增湿器变换混合气出口温度值;同时,要求第一增湿器(7)和第二增湿器(8)水位不能高于抹沫板;如果温度与水位均与所述要求相反,则说明蒸汽冷凝或锅炉水加湿过量导致过多的冷凝水带入变换炉,使催化剂遇水浸泡后失活,应及时采取排水措施,将温度和液位控制在要求的正常水平。

7.根据权利要求6所述的保护催化剂的方法,其特征在于:在系统正常稳定运行期间严格控制变换炉各段入口温度和水汽比,第一变换炉5的入口温度200℃,水汽比0.2;第二变换炉6入口温度200℃,水汽比0.3;二号变换炉9入口温度200℃,水汽比0.26;最终变换气中CO达到1.63%,CO变换率达到95.1%,这样保证变换炉内的催化剂床层温度低于400℃,保证催化剂在设计温度条件发生反应,从而保护催化剂的使用寿命。

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