[实用新型]一种用于CO变换的换热设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种换热设备，具体涉及一种用于CO变换的换热设备。

背景技术

我国煤制天然气、煤制烯烃、煤制甲醇蓬勃发展，绝大多数煤化工工艺采用煤炭气化制取合成气转化为C产品。

鲁奇加压气化技术最早为德国鲁奇（Lurgi）公司开发，该技术由于自身的工艺特点，所生产出的粗煤气中含有氨（NH₃）、萘等杂质，为满足后续合成工段的工艺要求，需要将粗煤气的温度降低并除去气体中的杂质。

在CO变换中，粗煤气经换热器换热后，气体温度从325℃降至40℃，其中如果含有氨（NH₃）、萘等物质，则在其管程中很可能形成碳铵结晶和萘结晶，这些结晶附着在换热器的管程并逐渐富集后，容易造成换热器的传热系数变小以及系统阻力增大，生产效率降低。这一方面可能最终导致结晶堵塞换热器，影响正常生产，另一方面使很多杂质被带入后续工段，影响后续低温甲醇洗的脱硫、脱碳效率，进一步对合成工段产生不利影响，降低了生产效率。

因此，目前还需要寻找一种结构简单、操作简便且能够处理粗煤气所含杂质的用于CO变换的换热设备。

实用新型内容

因此，本实用新型的目的在于克服现有的换热设备不能处理粗煤气中所含杂质的缺陷，提供了一种结构简单、操作简便的用于CO变换的换热设备，且该设备能够处理粗煤气中所含的氨（NH₃）、萘等杂质。

一种用于CO变换的换热设备，其中，所述换热设备包括换热器1，所述换热器1的上部和下部分别设置有粗煤气入口2和粗煤气出口3，所述换热设备还包括在所述换热器1的上部和下部分别设置的洗涤水入口4和洗涤水出口5，所述洗涤水入口4在换热器1内的一端连接有洗涤水喷头6。通过对进入换热器的粗煤气进行洗涤，可以有效去除其中夹带的焦油、粉尘、氨、萘等杂质，避免碳铵结晶或萘结晶的产生，为后续工段的稳定运行提供条件。

根据本实用新型的换热设备，其中，所述粗煤气入口2在换热器1外的一端侧接有正压室7，所述粗煤气出口3在换热器1外的一端侧接有负压室8，所述正压室7和负压室8与压差计9连接。本实用新型通过实时监测换热器的粗煤气进、出口的压差，可监控粗煤气的洗涤效果，并且可判断换热器的运行工况。一旦出现压差过大的情况，可通过调节洗涤水量或检查上游洗涤设备的运行情况及时进行调整，保障生产系统的正常运行。

根据本实用新型的换热设备，其中，所述换热器1可以为管式换热器。

根据本实用新型的换热设备，其中，通入所述粗煤气入口2的粗煤气可以为鲁奇碎煤加压气化得到的粗煤气。

根据本实用新型的换热设备，其中，通入所述洗涤水入口4的洗涤水可以为鲁奇碎煤加压气化得到的煤气水。本技术领域中，煤气水通常是指在煤的气化过程中所产生的大量冷凝水，一般还含有焦油、轻油、氨等物质。本实用新型对煤气水进行再利用后，可将洗涤后的煤气水进行分离，得到高附加值的焦油、酚、氨等有用的化工产品。

根据本实用新型的换热设备，其中，通入所述洗涤水入口4的洗涤水的温度可以为70～100℃。发明人发现，此温度范围内的洗涤水可更好地减少或避免结晶的产生。

根据本实用新型的换热设备，其中，所述压差计9与DCS连接。DSC是指分散控制系统（distributed control systems），是一种由多台计算机分别控制生产过程中多个控制回路，同时又可集中获取数据、集中管理和集中控制的自动控制系统。

发明人还提供了一种更具体的CO变换工艺，该工艺包括：来自鲁奇碎煤加压气化的粗煤气，存在有氨（NH₃）、萘等有机物。在CO变换工艺，接受来自鲁奇气化的粗煤气，首先经过粗煤气洗涤器，粗煤气分离器，与变换后的气体进行换热，部分进入预变换炉除去部分焦油、粉尘，通过除氧剂除氧后进入到主变换炉，接下来就会通过一个余热回收器进行回收余热，并且再经过4个换热器进行进一步的回收热量并达到冷却粗煤气的目的，分别是预冷器A/B、中间冷却器、终冷器。

本实用新型还提供了一种CO变换系统，该系统包括本实用新型中所述的换热设备。

本实用新型的换热设备具有但不限于以下有益效果：

1.本实用新型通过洗涤粗煤气中夹带的焦油、粉尘、氨和萘等杂质，有助于提升工艺气的品质，为后续工段的稳定运行提供有利条件。

2.通过设置正、负压室和压差计，可对换热器的运行状况进行监控和预判断，有效减少或避免富集的碳铵结晶或萘结晶对换热器造成堵塞的现象，继而避免因设备堵塞而导致的停车问题，减少了备用设备的配备，降低了生产风险和间接的经济损失。