[实用新型]变换系统变换炉中压氮气降温保护装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及变换炉，具体的说是一种变换系统变换炉中压氮气降温保护装置。

背景技术

变换装置通过变换炉的催化变换反应，将煤气中的一氧化碳和水蒸气转变为氢气和二氧化碳，其主要进行下面可逆放热的变换反应

CO+H₂O（g）?CO₂+H₂+41.19kJ/mol；

变换系统在开车或是正常运行时有突发情况时，有可能造成变换炉床层温度超过正常操作温度，从而导致变换催化剂有效组分升华、烧结使其活性降低，甚至失去活性而无法生产。现有的变换系统在变换炉超温的降温措施有：

（1）、加大空速移走热量。

（2）、适当增加原料气蒸汽量，由于蒸汽的导热比较大，可带走部分热量。

（3）、变换气走进料换热器旁路，减小变换气进料换热器的热负荷，降低变换炉入口温度。

（4）、切断变换系统的原料气，变换工段开始泄压，泄压后通低压氮气对变换炉内降温、置换，待变换炉内温度降至适宜温度时，置换合格可再重新接气生产。

现有的变换系统降温措施的缺点分别是：

（1）、降低系统负荷、压力，会严重影响前段气化系统和后续净化系统的正常操作，大量有用气体排放到火炬燃烧掉，造成巨大的经济损失。

（2）、增加原料气蒸汽量，对操作人员的操作技巧要求高，大量水蒸气在降温过程中可能会发生冷凝，对催化剂有不利影响，尤其对耐硫变换催化剂更是如此，这种催化剂遇水会粉化，造成活性组份的流失而失活，引起巨大经济损失。

（3）、减小变换气进料换热器的热负荷，变换气走进料换热器旁路，虽然降低了第一台变换炉的热点温度，但同时也升高了后续变换炉的温度，可能造成后续变换炉的超温。

（4）、切断变换系统的原料气，变换工段泄压，用低压氮气置换降温，造成大量原料气的浪费，置换后重新升压接气的周期长，不利于系统长周期安全稳定运行。

发明内容

本实用新型的目的旨在于克服现有技术的操作要求高、效率低、安全风险大、易造成经济损失的缺陷。

本实用新型是采用如下技术方案实现的：

一种变换系统变换炉中压氮气降温保护装置，包括变换炉，所述变换炉的顶部连接变换炉入口原料气管道；所述变换炉入口原料气管道上连接中压氮气管道，所述中压氮气管道上依次安装止回阀和中压氮气控制阀门。

控制阀门在正常生产时关闭，不影响变换系统正常生产；变换炉发生超温的异常情况时，中压氮气管道的控制阀门打开，在不降低系统压力的情况下，通过中压氮气降低原料气中的有效气体含量，并且增大变换炉空速，从而降低变换反应率并带走变换炉内的热量。止回阀用于防止变换原料气倒流进入中压氮气系统，提高安全系数。

采用了上述技术方案后，本实用新型的有益效果是：通过中压氮气（氮气压力为5.0MPa）降低原料气中的有效气体含量，并且增大变换炉空速，从而降低变换反应率并带走变换炉内的热量；本实用新型操作要求低、效率高、降温效果好，且无需系统降压及大幅度降负荷，能使系统快速恢复正常，充分体现了效率与经济效益的最大化；止回阀防止变换原料气倒流进入中压氮气系统，提高系统安全系数。

本实用新型设计合理，提供一种变换系统变换炉中压氮气降温的保护措施，在不降低系统负荷的情况下，通过降低原料气中的有效气体含量，并且增大变换炉空速，从而降低变换反应率并带走变换炉内的热量。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图中，1-变换炉，2-变换炉入口原料气管道，3-中压氮气管道，4-中压氮气控制阀门，5-止回阀。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施例进行详细说明。

一种变换系统变换炉中压氮气降温保护装置，如图1所示，包括变换炉1，所述变换炉1的顶部连接变换炉入口原料气管道2、其底部连接出料管道；所述变换炉入口原料气管道2上连接中压氮气管道3（其中，中压氮气来自于工厂共用工程管网），所述中压氮气管道3上依次安装止回阀5和中压氮气控制阀门4。

具体实施时，所述变换炉入口原料气管道2的公称直径DN700；所述中压氮气管道3的公称直径DN80，压力等级600Lb，材料20#钢（GB6479）。其中，变换炉入口原料气管道2和中压氮气管道3二者公称直径的优选选择，可以很好地配合实现如下目的，当控制阀门打开后，在不降低系统压力的情况下，通入中压氮气降低原料气中的有效气体含量。