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中間間接冷卻式多段絕熱反應(yīng)流程 |
發(fā)布時間:2012/7/23 發(fā)布人:管理員 |
1 現(xiàn)有操控中變爐溫度的辦法依據(jù)改換反響 CO+H2O=CO2+H2+41.19kJ/mol 絕熱改換爐內(nèi)的溫度隨反響的進(jìn)行而逐漸升高。跟著改換爐內(nèi)溫度的升高,當(dāng)反響溫度超越最佳溫度線今后,就離改換反響平衡曲線越來越近,反響速率顯著下落,過高的溫度還會使改換催化劑的活性壽數(shù)縮短。在實(shí)踐生產(chǎn)中咱們一般選用以下三種辦法來操控改換爐內(nèi)溫度的平衡。 1.1 中心直接冷卻式多段絕熱反響流程 這是一種反響時與外界無熱交流,冷卻時將反響氣體引至熱交流器中與脫鹽水進(jìn)行間壁式換熱、降溫的流程。這種辦法在低溫改換中運(yùn)用較多,移出的熱量傳給進(jìn)飽滿熱水塔的熱水。此流程的缺陷是很多高檔次熱能被轉(zhuǎn)化成低檔次熱能,招致飽滿熱水塔循環(huán)熱水溫度高,出系統(tǒng)改換氣溫度、濕度高,丟失很多熱能并給后工序帶來較大的冷卻和別離擔(dān)負(fù)。 1.2 脫鹽水冷激式多段絕熱反響流程 改換反響需求水蒸氣參與,故可采取向高溫氣體直接參與脫鹽水,水吸熱汽化生成水蒸氣,顛末調(diào)理冷激水量來調(diào)理改換爐各段進(jìn)口氣體溫度。缺陷是在向各段進(jìn)口加的冷激水,會因氣流速度大,水未來得及汽化就觸摸了改換催化劑,形成因溫度驟降催化劑外表粉化、結(jié)疤的狀況;或許脫鹽水中的殘留鹽分在催化劑外表結(jié)疤,然后招致氣體偏流,顛末催化劑層的阻力增大,催化劑活性下降一級問題。 1.3 質(zhì)料氣冷激式多段絕熱反響流程 這是一種向反響器添加冷煤氣進(jìn)行直接冷卻的辦法。出飽滿塔含水蒸氣的低溫(相對出熱交流器的煤氣溫度)煤氣不經(jīng)熱交流器直接進(jìn)入改換爐各段,顛末調(diào)理低溫煤氣的量來調(diào)理改換爐各段的進(jìn)口氣體溫度。 此辦法防止了冷激水對催化劑的晦氣影響,大大延長了催化劑的運(yùn)用壽數(shù),可是也有招致正常運(yùn)行時能耗偏高的弊端。 關(guān)于二段中變流程,依據(jù)氣體溫度的差值和熱量守恒原理,可計(jì)算出起冷激效果的冷煤氣量大致占總氣量的40%。一方面由于這局部冷煤氣不顛末熱交流器,形成能量交流過程中冷介質(zhì)流量下降,出熱交流器的中變氣溫度升高,流向低變系統(tǒng)的能量添加,然后提高了循環(huán)熱水的溫度,直接提高了出改換系統(tǒng)改換氣溫度和濕度,能耗添加;另一方面由于直接向中變二段添加冷煤氣調(diào)溫,對此局部(占總氣量的20%)煤氣而言,未顛末改換爐前段,改換反響時間短,CO改換率變低,為了到達(dá)一樣的轉(zhuǎn)化率,就要多加蒸汽。這種流程理論上要比水冷激流程蒸汽耗費(fèi)高。 2 改善計(jì)劃 為了節(jié)能降耗,我主張對改換流程進(jìn)行如下改動。 添加一個熱交流器,飽滿塔出來的冷煤氣先顛末熱交1,在此吸收中變二段出來的改換氣熱量。調(diào)理閥TIC1為熱交1的近路閥,以中變一段進(jìn)氣溫度為參數(shù),低關(guān)高開。中變一段出來的改換氣進(jìn)入熱交2,和出中變1的煤氣換熱,降溫后進(jìn)入中變2。調(diào)理閥TIC2為熱交2的近路閥,以中變二段進(jìn)氣溫度為調(diào)理參數(shù),低開高關(guān)。由于進(jìn)入中變一段的氣體中CO和水蒸氣的濃度高,改換反響速度快,放出的熱量多。一般說來,在中變1的熱門溫度高于中變2熱門溫度10℃的狀況下,中變一段的進(jìn)氣溫度和中變二段的進(jìn)氣溫度大致持平。只需熱交2的換熱面積不太小,在冷、暖流體熱容、流量大致持平的狀況下,被降溫后的暖流體(中變2進(jìn)口氣體)溫度完全可以低于被加熱后的冷流體(中變1進(jìn)口氣體)溫度。也就是說不存在TIC2封閉而中變二段溫度仍高的狀況。 流程暗示見圖1。 由于改換反響是放熱的,為了操控中變一段的進(jìn)口溫度,TIC1就要堅(jiān)持必定的開度,讓高溫氣體將中變系統(tǒng)內(nèi)剩余的熱量帶出。由于本流程在中變一段進(jìn)口就參與了悉數(shù)的CO和水蒸氣,這樣在其他條件不變的狀況下,反響物的濃度高,改換反響的速度最快,CO氣體在改換爐內(nèi)的停留時間最長,最接近反響平衡,改換率也就高。在氣量、熱門溫度等條件穩(wěn)定的狀況下,咱們主要是顛末增減向改換爐參與的蒸汽量來調(diào)理低變出氣的CO成分。在成分懇求必定的狀況下,本流程較質(zhì)料氣冷激流程需求參與的蒸汽量少。由于水冷激流程的調(diào)溫原理是向高溫煤氣參與脫鹽水吸熱汽化,以代替局部參與改換反響的蒸汽,能量留在了中變系統(tǒng)。而本流程是讓中變反響的余暖流出中變系統(tǒng)。從能量方面剖析,水冷激流程中溫改換向低溫改換能量丟失最低。為了充沛收回流向低變的熱能,咱們可以把本來低變的一段冷卻器改為余熱鍋爐。依據(jù)經(jīng)歷,質(zhì)料氣冷激流程的出熱交改換氣溫度在300℃上下,低變一段進(jìn)口溫度在240℃上下,此局部溫差完全可以作為1.2MPa蒸汽余熱鍋爐的熱源。由于新流程中所有蒸汽在改換反響初期悉數(shù)參與,反響物濃度最高,所以到達(dá)一樣改換率所需蒸汽量相關(guān)于水冷激流程要少。由于新流程參與的蒸汽多為低壓飽滿蒸汽,溫度在180℃左右,而出熱交去低變的改換氣溫度在300℃上下,所參與的過量蒸汽在中變過程中吸熱,由此可剖分出,在新流程中出熱交去低變的改換氣中的水蒸氣含量略少,氣體溫度略高,故在新流程中此局部介質(zhì)更適合作為余熱鍋爐的熱源。余熱鍋爐發(fā)生的蒸汽經(jīng)壓力操控閥PIC1并入1.0MPa蒸汽網(wǎng),供改換運(yùn)用,這局部能量就返回了中變系統(tǒng),起到了與水冷激一樣的效果,更防止了水冷激流程的弊端。經(jīng)余熱鍋爐冷卻后的中變氣溫度為185℃,在此溫度下的飽滿水蒸氣分壓在1.0MPa以上,高于改換系統(tǒng)壓力,所以不存在中變氣中的水蒸氣被冷凝成液體的能夠,不存在呈現(xiàn)液擊而損壞設(shè)備的能夠。 改換低變1進(jìn)口改換氣溫度在230℃左右。調(diào)理閥TIC3為余熱鍋爐的近路閥,以低變一段進(jìn)氣溫度為參數(shù),低開高關(guān)。若是低變進(jìn)口溫度需求低于185℃,可以將余熱鍋爐的蒸汽出口連到改換蒸汽參與閥FIC1之后,余熱鍋爐壓力可降至改換系統(tǒng)壓力0.8MPa,相應(yīng)改換氣溫度可降至170℃。 這樣,流向低變的能量削減,向循環(huán)熱水供給熱能的設(shè)備就只有低變一、二段間的水冷,低變出口的水加熱器和熱水塔。需求熱水收回的能量削減,熱水溫度低,相應(yīng)出熱水塔的改換氣溫度、濕度低,更多的能量就留在了改換系統(tǒng)之內(nèi),蒸汽能耗因此而下降。還,由于熱水收回能量負(fù)荷的下降,熱水泵的流量下降,這就節(jié)省了電耗。 若是作冷激用的脫鹽水質(zhì)量過關(guān),可以對水冷激流程稍加改動,來防止冷激水對改換催化劑的晦氣影響。在中變各段催化劑的上面交織鋪兩層波紋填料,經(jīng)霧化噴頭噴出的冷激水可在填料外表汽化后再與催化劑觸摸。此辦法相對簡略、易行。
儲氣罐,換熱器 |
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