本實用新型涉及合成氨技術領域，特別是涉及一種半水煤氣全低變變換系統。
背景技術：
半水煤氣變換系統的任務是將來自高壓機壓縮三段的半水煤氣在一定溫度和壓力下，借助催化劑的作用，使蒸汽與半水煤氣中的CO反應，生成CO2和H2，制出合格的變換氣供后工序使用。
半水煤氣變換技術的發展是隨變換催化劑的進步而發展的，變換催化劑的性能決定了變換工藝的流程配置及其能耗先進性。根據變換催化劑的不同，可分為三種變換工藝，下面分別進行介紹。一種是Fe‐Cr系變換催化劑的變換工藝，其操作溫度在320℃～550℃，稱為中高溫變換工藝，其操作溫度較高。Fe‐Cr系變換催化劑的抗硫毒能力差，適用于總硫含量低于100ppm的氣體。且蒸汽消耗高，有最低水氣比要求。第二種是Cu‐Zn系變換催化劑的變換工藝，操作溫度在190℃～280℃，稱為低溫變換工藝。這種工藝通常串聯在中高溫變換工藝之后。Cu‐Zn系變換催化劑的抗硫毒能力更差，適用于總硫含量低于0.1ppm的氣體，因此，必須要求原料氣先脫硫再變換。還有一種是Co‐Mo系變換催化劑的變換工藝，操作溫度在200℃～550℃，為寬溫變換工藝。Co‐Mo系變換催化劑的抗硫毒能力極強，對總硫含量無上限要求，稱為耐硫寬溫變換工藝。
變換的能耗取決于催化劑所要求的汽/氣比和操作溫度，在上述三種變換工藝中，耐硫寬溫變換工藝在這兩方面均為最低，因此，具有能耗低的優勢。耐硫寬溫變換催化劑的活性相是Co‐Mo系硫化物，特別適合于處理H2S濃度較高的氣體，是變換工藝發展的主要方向。 因此，合成氨半水煤氣變換大多采用耐硫寬溫變換工藝。但是，針對該變換工藝，還需要深入研究，以達到更合理的配置各個設備，降低能耗，增加半水煤氣變換系統的穩定性和可靠性。
技術實現要素：
本實用新型主要解決的技術問題是提供一種半水煤氣全低變變換系統，該變換系統采用低溫變換技術，通過合理配置各個設備，增強了各裝置設施間的配套能力和兼容性，節能降耗顯著，其蒸氣消耗、電力消耗、軟水循環水消耗均較低，系統阻力小，空速大，CO轉化率高，副反應小，工藝過程簡單，半水煤氣變換系統運行穩定，檢修少，可靠性高。
為解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案是：一種半水煤氣全低變變換系統，包括油水分離器，所述油水分離器上設置有半水煤氣進管，所述油水分離器的出口通過管道分別與第一焦炭過濾器的半水煤氣進口和第二焦炭過濾器的半水煤氣進口連通，所述第一焦炭過濾器的半水煤氣出口和第二焦炭過濾器的半水煤氣出口均與變換氣換熱器的半水煤氣進口連通，變換氣換熱器的半水煤氣出口與煤氣換熱器的半水煤氣進口連通，煤氣換熱器的半水煤氣出口與電加熱器的半水煤氣進口連通，電加熱器的半水煤氣出口與第一變換爐的半水煤氣進口連通，第一變換爐的變換氣出口與所述煤氣換熱器的變換氣進口連通，所述煤氣換熱器的變換氣出口通過管道依次與第一淬冷過濾器、第二變換爐串接，第二變換爐的變換氣出口與所述變換氣換熱器的變換氣進口連接，所述變換氣換熱器的變換氣出口通過管道依次與軟水加熱器、江水冷卻器、變換氣水冷器、變換氣分離器串接，所述變換氣分離器的氣體出口與變脫脫硫單元連接；
所述第一變換爐和第二變換爐均包括上觸媒層和下觸媒層，第一變換爐的上觸媒層出口通過第二淬冷過濾器與第一變換爐的下觸媒層進口連接，第二變換爐的上觸媒層出口通過第三淬冷過濾器與第二變換爐的下觸媒層進口連接。
優選的，所述油水分離器的規格型號為Φ2000×7308，所述第一焦炭過濾器和第二焦炭過濾器的規格型號均為Φ3000×7308，所述變換氣換熱器的規格型號為Φ2000×7139，所述第一變換爐和第二變換爐的規格型號均為Φ3500×15942，所述煤氣換熱器的規格型號為Φ1200×8715，所述軟水加熱器的規格型號為Φ1000、H＝6506，所述第一淬冷過濾器、第二淬冷過濾器、第三淬冷過濾器的規格型號均為Φ1644×22、H＝9570。
優選的，所述半水煤氣進管上串設有半水煤氣冷卻器，半水煤氣經過所述半水煤氣冷卻器后進入油水分離器。在全低變工藝中，第一變換爐和第二變換爐的上觸媒層入口溫度較低，半水煤氣中夾帶的油污及其他異物不易分離，對變換爐內催化劑壽命影響較大，通過設置半水煤氣冷卻器，可以降低進入半水煤氣全低變變換系統的半水煤氣氣體溫度，更利于清除氣體夾帶的油水。
優選的，所述電加熱器和所述第一變換爐之間還串設有預變換爐。設預變換爐，可以更好的維護第一變換爐和第二變換爐內的催化劑的活性，有效延長觸媒的使用壽命。預變換爐設上下二段，上段為氣體凈化床層，裝填保護劑和抗毒劑，以吸附和轉化氣體中對催化劑有害的物質；下段為增濕室，清除噴水后可能帶入的鹽類物質。
本實用新型提供的半水煤氣全低變變換系統，分別采用第一淬冷過濾器、第二淬冷過濾器和第三淬冷過濾器進行噴水冷激調溫，可以吸收較多熱量轉化為蒸汽，節省補充蒸汽量，顯著降低了蒸汽的消耗，而且由于變換系統內余熱量的減少，余熱回收設備及飽和熱水塔等規格可以相應降低，節省投資；由于水的蒸發潛熱大，少量的水蒸發為蒸汽即可達到調溫的目的，因此用水量極少。
本實用新型的有益效果是：本實用新型提供的半水煤氣全低變變換系統，采用低溫變換技術，通過合理配置各個設備，增強了各裝置設施間的配套能力和兼容性，節能降耗顯著，其蒸氣消耗、電力消耗、軟水循環水消耗均較低，系統阻力小，空速大，CO轉化率高，副反應小，工藝過程簡單，半水煤氣變換系統運行穩定，檢修少，可靠性 高。本實用新型提供的半水煤氣全低變變換系統，凈化氣出口CO濃度能更好的調節，可以更好的調節醇氨比和產品結構，對經濟效益影響較大。
附圖說明
圖1是本實用新型提供的一種半水煤氣全低變變換系統的結構示意圖。
具體實施方式
下面結合附圖，對本實用新型的各實施例進行詳細說明。
實施例1
見圖1所示，一種半水煤氣全低變變換系統，包括油水分離器12，油水分離器12上設置有半水煤氣進管，油水分離器12的出口通過管道分別與第一焦炭過濾器13的半水煤氣進口和第二焦炭過濾器14的半水煤氣進口連通，第一焦炭過濾器13的半水煤氣出口和第二焦炭過濾器14的半水煤氣出口均與變換氣換熱器4的半水煤氣進口連通，變換氣換熱器4的半水煤氣出口與煤氣換熱器5的半水煤氣進口連通，煤氣換熱器5的半水煤氣出口與電加熱器6的半水煤氣進口連通，電加熱器6的半水煤氣出口與第一變換爐7的半水煤氣進口連通，第一變換爐7的變換氣出口與煤氣換熱器5的變換氣進口連通，煤氣換熱器5的變換氣出口通過管道依次與第一淬冷過濾器8、第二變換爐10串接，第二變換爐10的變換氣出口與變換氣換熱器4的變換氣進口連接，變換氣換熱器4的變換氣出口通過管道依次與軟水加熱器3、江水冷卻器2、變換氣水冷器1、變換氣分離器11串接，變換氣分離器11的氣體出口與變脫脫硫單元連接；
第一變換爐7和第二變換爐10均采用二段三床層設計，第一變換爐7和第二變換爐10均包括上觸媒層和下觸媒層，第一變換爐7的上觸媒層出口通過第二淬冷過濾器15與第一變換爐7的下觸媒層進口連接，第二變換爐10的上觸媒層出口通過第三淬冷過濾器9與第二變換爐10的下觸媒層進口連接。
設備選擇如下：油水分離器12的規格型號為Φ2000×7308，第一焦炭過濾器13和第二焦炭過濾器14的規格型號均為Φ3000×7308，變換氣換熱器4的規格型號為Φ2000×7139，第一變換爐7和第二變換爐10的規格型號均為Φ3500×15942，煤氣換熱器5的規格型號為Φ1200×8715，軟水加熱器3的規格型號為Φ1000、H＝6506，第一淬冷過濾器8、第二淬冷過濾器15、第三淬冷過濾器9的規格型號均為Φ1644×22、H＝9570。
本實施例的半水煤氣全低變變換系統工作過程為：半水煤氣通過半水煤氣進管進入油水分離器12進行油水分離，再經第一焦炭過濾器13或第二焦炭過濾器14過濾除去焦油，然后進入變換氣換熱器4，在變換氣換熱器4內半水煤氣被第二變換爐10出來的變換氣加熱后，進入煤氣換熱器5，在煤氣換熱器5內與第一變換爐7出來的變換氣換熱，然后再經電加熱器6加熱后進入第一變換爐7，在第一變換爐7上觸媒層反應后，變換氣進入第二淬冷過濾器15被冷凝水噴水冷激調溫增濕，增濕降溫后的變換氣進入第一變換爐7的下觸媒層繼續進行變換反應，第一變換爐7底部出來的變換氣在煤氣換熱器5換熱后進入第一淬冷過濾器8噴水冷激調溫增濕，增濕后進入第二變換爐10，在第二變換爐10上觸媒層反應后，變換氣進入第三淬冷過濾器9被冷凝水噴水冷激調溫增濕，增濕降溫后的變換氣進入第二變換爐10的下觸媒層繼續進行變換反應，第二變換爐10底部出來的變換氣進入變換氣換熱器4管間換熱，然后依次進入軟水加熱器3管間、江水冷卻器2管內、變換氣水冷器1管內進行換熱，最后經變換氣分離器11氣液分離后得到的合格氣體送往變脫脫硫單元。
本實施例的半水煤氣全低變變換系統是針對生產能力15萬噸合成氨(含醇)/年進行設計的，充分考慮了各裝置設施間的配套能力以及兼容性，通過合理配置各個設備，增強了各裝置設施間的配套能力和兼容性，節能降耗顯著，其蒸氣消耗、電力消耗、軟水循環水消耗均較低，系統阻力小，空速大，CO轉化率高，副反應小，工藝過程簡單，半水煤氣變換系統運行穩定，檢修少，可靠性高。實際生產 中，軟水用量約50.06t/h，循環水用量200t/h，蒸汽(2.5MPa)用量7.13t/h。
實施例2
本實施例與實施例1的區別僅在于，半水煤氣進管上串設有半水煤氣冷卻器，半水煤氣經過半水煤氣冷卻器后進入油水分離器12。
實施例3
本實施例與實施例1的區別僅在于，電加熱器6和第一變換爐7之間還串設有預變換爐。預變換爐設上下二段，上段為氣體凈化床層，裝填保護劑和抗毒劑，以吸附和轉化氣體中對催化劑有害的物質；下段為增濕室，清除噴水后可能帶入的鹽類物質。
以上所述僅為本實用新型的實施例，并非因此限制本實用新型的專利范圍，凡是利用本實用新型說明書及附圖內容所作的等效結構變換，或直接或間接運用在其他相關的技術領域，均包括在本實用新型的專利保護范圍內。