[发明专利]一种配套煤化工装置的等温变换工艺及等温变换炉

权利要求书

1.一种配套煤化工装置的等温变换工艺，其特征在于包括下述步骤：

来自煤气化装置的200℃～250℃、3.0～6.5MPa（G）的粗煤气分为两股，占总量5%～30v%的第一股粗煤气作为非变换气；剩余的第二股粗煤气进入粗煤气进料分离器，分离出冷凝液后进入粗煤气加热器加热到220℃～270℃后进入脱毒槽，脱出杂质后的净化气分为三股；

其中占第二股粗煤气总量25v%～40v%第一股净化气进入气冷变换炉进行变换反应，剩余部分平分为两股后分别送入两台并联设置的等温变换炉进行变换反应；

两台等温变换炉共用一个汽包，汽包内的3.5～6.0MPa（G）中压锅炉水作为取热介质进入所述等温变换炉，副产3.5～6.0MPa（G）的中压饱和蒸汽返回所述汽包分液后作为取热介质进入所述气冷变换炉内；两台等温变换炉出口温度为260℃～320℃的第一股变换气汇流进入中压锅炉水预热器；换热后的温度为230℃～250℃的中压锅炉水进入所述汽包；变换气换热后温度降为200℃～220℃；

3.5～6.0MPa（G）的中压饱和蒸汽在所述气冷变换炉内被过热到350℃～420℃送下游用户；气冷变换炉出口温度为370℃～450℃的第二股变换气先进入中压蒸汽发生器副产3.5～6.0MPa（G）中压蒸汽，温度降为330℃～400℃，然后进入粗煤气加热器与粗煤气换热，温度降为220℃～250℃，再进入低压蒸汽过热器，将0.4～1.0MPa（G）的低压蒸汽过热到180℃～250℃，自身温度降为200℃～220℃，与出中压锅炉水预热器的第一股变换气混合后进入3#低压蒸汽发生器，副产0.4～1.0 MPa（G）的低压蒸汽，温度降为170℃～200℃；

所述非变换气进入2#低压蒸汽发生器副产低压蒸汽，温度降为170℃～200℃后进入气液分离器，分离出凝液后与来自3#低压蒸汽发生器的第一股变换气汇流，得到粗合成气；

所述第二股粗煤气先进入1#低压蒸汽发生器与低压锅炉水换热；第二股粗煤气被冷却到185℃～195℃后，再进入所述粗煤气进料分离器；出1#低压蒸汽发生器的0.4～1.0 MPa（G）的低压蒸汽与来自所述2#低压蒸汽发生器的低压蒸汽汇流后进入所述低压蒸汽过热器。

2.根据权利要求1所述的配套煤化工装置的等温变换工艺，其特征在于所述粗合成气中的H₂和CO的摩尔比为2.0～3.0。

3.根据权利要求2所述的配套煤化工装置的等温变换工艺，其特征在于所述汽包的安装高度高于所述等温变换炉，所述汽包内的中压锅炉水利用密度差以自然循环的方式进入所述等温变换炉。

4.根据权利要求3所述的配套煤化工装置的等温变换工艺，其特征在于包括炉体、设置在所述炉体内的催化剂框以及设置在所述催化剂框内的多根换热管，所述催化剂框内还设有合成气收集管，所述催化剂框与所述合成气收集管之间的空腔形成反应腔；

各所述换热管布置在多个同心圆周线上，各所述换热管在各自的圆周线上均匀布置，并且各所述换热管在各自圆周线上的排布间距自外向内逐渐变大；

各所述换热管的入口分别连接各自对应的冷却水分布管，各所述冷却水分布管均连通冷却水输送管道；各所述换热管的出口分别连接各自对应的汽水收集分布管，各所述汽水收集分布管均连通蒸汽输送管道；

各所述冷却水分布管和各所述汽水收集分布管在所述反应腔的横截面上呈放射状布置。

5.根据权利要求4所述的配套煤化工装置的等温变换工艺，其特征在于所述冷却水分布管包括间隔布置的冷却水分布短管和冷却水分布长管；所述汽水收集分布管包括间隔布置的汽水收集分布短管和汽水收集分布长管。

6.根据权利要求5所述的配套煤化工装置的等温变换工艺，其特征在于所述汽水收集分布长管和所述汽水收集分布短管的外端相对齐，所述冷却水分布长管和所述冷却水分布短管的外端相对齐，并且所述冷却水分布管和所述汽水收集分布管上、下对称布置。