专利名称：一种co变换粗煤气脱除飞灰装置及工艺的制作方法
技术领域：
本发明属于与煤气化工艺相配套的净化领域，尤其涉及到一种CO变换粗煤气脱除飞灰装置及工艺。
背景技术：
在以煤为原料生产合成氨、甲醇、氢气、煤制油、煤制烯烃等装置上，都需要利用变换反应将粗煤气中的CO变成氢气，无论煤气化装置采用何种气化工艺，生产的粗煤气中或多或少都含有一定量的飞灰。为保护CO变换装置下游的设备和催化剂，通常都在CO变换装置界区处设置脱灰罐并在脱灰罐内装有瓷球，利用脱灰罐先脱除粗煤气中的飞灰，再将粗煤气送入下游各变换炉中进行变换反应。由于气化装置送CO变换装置的粗煤气中水处于饱和态，且粗煤气中含有一定量 的C02、H2S等腐蚀性介质，为避免因热损失导致粗煤气出现冷凝使CO2和H2S等介质溶于水后形成弱酸而腐蚀脱灰罐和损坏瓷球，传统工艺都将脱灰罐设置在粗煤气加热器后，即先利用粗煤气加热器将粗煤气温度加热到超出饱和温度3(T50°C，再进脱灰罐，脱灰后的粗煤气进入下游各变换炉中进行变换反应。该工艺虽然可以避免粗煤气出现冷凝，较好的保护脱灰罐及脱灰罐中的瓷球，但是，由于粗煤气中的飞灰没有完全脱除就直接进入了粗煤气加热器，飞灰会在粗煤气加热器中积聚，导致换热管结垢，降低换热效率；其次飞灰会冲刷换热管，导致换热管穿孔，甚至是断裂，使粗煤气加热器出现泄露，导致装置频繁停车检修，增加了企业的生产成本。尤其是在上游气化装置出现非正常生产，粗煤气中的飞灰含量增加时，上述现象表现的更为明显。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的现状提供一种能够有效脱除飞灰且不会损坏粗煤气加热器的CO变换粗煤气脱除飞灰工艺。本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为一种CO变换粗煤气脱除飞灰工艺装置，包括气液分离器、脱灰罐、粗煤气加热器之间通过管道依次连接，所述脱灰罐有两台，一开一备并联设置在气液分离器和粗煤气加热器之间，当其中一台脱灰罐床层压降达到或超出设计值时，切换另一台。作为改进，所述脱灰罐内壁均内衬有不锈钢，降低粗煤气出现冷凝时对脱灰罐的腐蚀速率。作为改进，所述脱灰罐上设置有差压计和热电偶温度计，两台脱灰罐均设置差压计，主要用于测量床层压降，当其中一台脱灰罐床层压降达到或超出设计值时，切换另一台。两台脱灰罐分别设置两组热电偶温度计，用于测量床层温度，判断粗煤气是否出现冷凝。作为改进，所述脱灰罐罐体外壁及其进、出口粗煤气管线均设置有电伴热。两台脱灰罐罐体外壁及其进、出口粗煤气管线均设置电伴热，使脱灰罐外壁和粗煤气管线外壁温度比粗煤气的饱和温度高:TlO°C，避免粗煤气出现冷凝损坏脱灰罐内的瓷球，脱灰罐内装填瓷球的目的在于脱除粗煤气中的飞灰，同时吸附粗煤气中中的As、Cl-等对催化剂有毒害作用的组分。
作为改进，所述脱灰罐进口切断阀与罐体之间分别设置有氮气管线，在更换瓷球及脱灰罐升温时使用。
作为改进，所述脱灰罐出口切断阀与罐体之间分别设置有放空管线，在更换瓷球及脱灰罐升温时放空使用。
一种CO变换粗煤气脱除飞灰的工艺，流程设置为来自气化装置的粗煤气首先进入气液分离器中分离冷凝液，从气液分离器顶部出来的粗煤气进入脱灰罐，脱除飞灰后的粗煤气再进入粗煤气加热器，加热后的粗煤气进入下游变换炉中进行变换反应。
与现有技术相比，本发明的优点在于
(I)本发明将脱灰罐设置粗煤气加热器前，可以有效防止粗煤气中的飞灰对粗煤气加热器换热管的冲刷及换热管的结垢问题。
(2)本发明在两台脱灰罐外壁及其进、出口粗煤气管线上均设置电伴热及脱灰罐内壁均内衬不锈钢，有效降低粗煤气出现冷凝时对脱灰罐的腐蚀速率。
(3)本发明可以简化CO变换粗煤气脱除飞灰的工艺流程，节约装置建设投资。
图1为本发明实施例的工艺流程示意图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例1
如图1所示，来自SHELL粉煤气化装置的160°C、3. 7MPa (G)粗煤气首先进入气液分离器I中分离冷凝液，从气液分离器I顶部出来的粗煤气进入脱灰罐2，脱除飞灰后的粗煤气再进入粗煤气加热器3，加热到190 210°C再进入下游变换炉4中进行变换反应。
其脱除飞灰工艺装置包括气液分离器1、脱灰罐2、粗煤气加热器3和变换炉4之间通过管道依次连接，所述脱灰罐2有两台，一开一备并联设置在气液分离器I和粗煤气加热器3之间，当其中一台脱灰罐2床层压降达到或超出设计值时，切换另一台。脱灰罐2本体材质选用16MnR或15CrMoR，为降低粗煤气出现冷凝时对脱灰罐2的腐蚀速率，两台脱灰罐2内壁均内衬321或316L等不锈钢。为避免粗煤气出现冷凝损坏瓷球，两台脱灰罐2外壁及其进、出口粗煤气管线均设置电伴热，即要求脱灰罐2外壁和粗煤气管线外壁温度比粗煤气的饱和温度高3 10°C。两台脱灰罐2进、出口粗煤气管线11上均设置用于在线切换的切断阀，两台脱灰罐2均设置差压计9，用于测量床层压降，当其中一台脱灰罐床层压降达到或超出设计值时，切换另一台。两台脱灰罐2分别设置两组温度计10，用于测量床层温度，判断粗煤气是否出现冷凝。在两台脱灰罐2进口切断阀与罐体之间分别设置置换和升温用氮气管线6，在两台脱灰罐2出口切断阀与罐体之间分别设置放空管线7。
实施例2
来自水煤气浆气化装置的242°C、6. 35MPa (G)粗煤气首先进入气液分离器I中分离冷凝液，从气液分离器I顶部出来的粗煤气进入脱灰罐2，脱除飞灰后的粗煤气再进入粗煤气加热器3，加热到27(T290°C再进入下游变换炉4中进行变换反应。
其脱除飞灰工艺装置包括气液分离器1、脱灰罐2、粗煤气加热器3和变换炉4之间通过管道依次连接，所述脱灰罐2有两台，一开一备并联设置在气液分离器I和粗煤气加热器3之间，当其中一台脱灰罐2床层压降达到或超出设计值时，切换另一台。脱灰罐2本体材质选用16MnR或15CrMoR，为降低粗煤气出现冷凝时对脱灰罐2的腐蚀速率，两台脱灰罐2内壁均内衬321或316L等不锈钢。为避免粗煤气出现冷凝损坏瓷球，两台脱灰罐2外壁及其进、出口粗煤气管线均设置电伴热，即要求脱灰罐2外壁和粗煤气管线外壁温度比粗煤气的饱和温度高T10°C。两台脱灰罐2进、出口粗煤气管线11上均设置用于在线切换的切断阀，两台脱灰罐2均设置差压计9，用于测量床层压降，当其中一台脱灰罐床层压降达到或超出设计值时，切换另一台。两台脱灰罐2分别设置两组温度计10，用于测量床层温度，判断粗煤气是否出现冷凝。在两台脱灰罐2进口切断阀与罐体之间分别设置置换和升温用氮气管线6，在两台脱灰罐2出口切断阀与罐体之间分别设置放空管线7。
总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应属本发明 专利的涵盖范围。
权利要求
1.一种CO变换粗煤气脱除飞灰装置，包括气液分离器(I)、脱灰罐(2)、粗煤气加热器(3)和变换炉(4)之间通过管道依次连接，其特征在于所述脱灰罐(2)有两台，一开一备并联设置在气液分离器(I)和粗煤气加热器(3)之间。
2.根据权利要求1所述的CO变换粗煤气脱除飞灰装置，其特征在于所述脱灰罐(2)的进、出口粗煤气管线(11)上均设置有用于在线切换的切断阀(8)。
3.根据权利要求1所述的CO变换粗煤气脱除飞灰装置，其特征在于所述脱灰罐(2)内壁均内衬有不锈钢。
4.根据权利要求1所述的CO变换粗煤气脱除飞灰装置，其特征在于所述脱灰罐(2)上设置有差压计(9)和热电偶温度计(10)。
5.根据权利要求2所述的CO变换粗煤气脱除飞灰装置，其特征在于所述脱灰罐(2)罐体外壁及其进、出口粗煤气管线均设置有电伴热。
6.根据权利要求2所述的CO变换粗煤气脱除飞灰装置，其特征在于所述脱灰罐(2)的进口粗煤气管线(11)上设置的切断阀(8)与罐体之间分别设置有置换和升温用氮气管线(6)。
7.根据权利要求1所述的CO变换粗煤气脱除飞灰装置，其特征在于所述脱灰罐(2)的出口粗煤气管线(11)上设置的切断阀(8)与罐体之间分别设置有放空管线(7)。
8.使用上述CO变换粗煤气脱除飞灰装置进行CO变换粗煤气脱除飞灰的工艺，其特征在于包括下述步骤粗煤气首先进入气液分离器(I)中分离冷凝液，从气液分离器(I)顶部出来的粗煤气进入脱灰罐(2)，脱除飞灰后的粗煤气再进入粗煤气加热器(3)，后进入下游变换炉(4)中进行变换反应。
全文摘要
本发明涉及一种CO变换粗煤气脱除飞灰装置，包括气液分离器、脱灰罐、粗煤气加热器和变换炉之间通过管道依次连接，其特征在于所述脱灰罐有两台，一开一备并联设置在气液分离器和粗煤气加热器之间，同时还涉及了一种使用上述CO变换粗煤气脱除飞灰装置进行CO变换粗煤气脱除飞灰的工艺，与现有技术相比，本发明的优点在于将脱灰罐设置粗煤气加热器前，可以有效防止粗煤气中的飞灰对粗煤气加热器换热管的冲刷及换热管的结垢问题，再者，在两台脱灰罐外壁及其进、出口粗煤气管线上均设置电伴热及脱灰罐内壁均内衬不锈钢，有效降低粗煤气出现冷凝时对脱灰罐的腐蚀速率，能简化CO变换粗煤气脱除飞灰的工艺流程，节约装置建设投资。
文档编号C10K1/32GK102994167SQ20121052459
公开日2013年3月27日 申请日期2012年12月7日 优先权日2012年12月7日
发明者吴艳波, 程雄志, 余攀, 汤海波 申请人:中国石油化工集团公司, 中石化宁波工程有限公司, 中石化宁波技术研究院有限公司