本發明涉及一氧化碳變換裝置。

背景技術：

在合成氨生產中，以煤或焦炭等固體為原料氣化制取的原料氣（半水煤氣）中的一氧化碳含量比較高，約30%左右。這部分的一氧化碳可以與水蒸汽反應，使半水煤氣中大部分的一氧化碳轉化為易于去除的二氧化碳，又獲得了合成氨所需要的原料氫氣。因此，一氧化碳變換氣是合成氨生產中非常重要的一個工段。目前，一氧化碳變換主要采用中低低、全低變及等溫變換工藝。

以全低變裝置工藝為例，傳統的有飽和熱水塔全低變裝置流程如圖1所示，含一氧化碳30%左右的干半水煤氣進入變換界區后全部進入飽和熱水塔1與塔頂來的熱水逆流接觸，在飽和熱水塔1內經增濕、升溫至110～140℃的半水煤氣經液分離器2分離半水煤氣中的水，再經預腐蝕器3、熱交換器4變換反應的熱使變換氣換熱升溫后入脫毒槽5，然后進入變換爐6上部的一段在催化劑作用下一氧化碳與水蒸汽進行反應，反應后的變換氣出變換爐6一段后依次經熱交換器4的殼程、預腐蝕器3的殼程、第一調溫水加熱器7的管程，進入變換爐6中部的二段進行催化反應，反應后的變換氣出變換爐6二段后經過第二調溫水加熱器8殼程后入變換爐6下部的三段進行催化反應，反應后的變換氣出變換爐6三段后入軟水加熱器9管程后進入飽和熱水塔1下部變換氣入口，出飽和熱水塔10的變換氣依次經脫鹽水加熱器11脫鹽水換熱、氣液分離器12分離后，得到合格的變換氣。

在運行過程中發現，經預腐蝕器、熱交換器后的濕半水煤氣常帶有少量的液態水，加之半水煤氣中殘余少量的O₂，對預腐蝕器3造成嚴重腐蝕，為克服此問題，一般預腐蝕器3管程濕半水煤氣側采用不銹鋼材質，但由于不銹鋼材質在氣/水界面存在應力腐蝕危險，所以在一些外加飽和蒸汽或加入蒸汽量較少的工況，預腐蝕器3的腐蝕現象仍有發生。

技術實現要素：

本發明提供一種有飽和熱水塔的一氧化碳變換裝置，以降低現有技術存在的預腐蝕器腐蝕嚴重的缺陷。

為實現本發明目的，這種有飽和熱水塔的一氧化碳變換裝置它包括飽和熱水塔和變換爐，其特征是造氣工段來的干半水煤氣分為兩路，一路與飽和熱水塔半水煤氣入口相接，飽和熱水塔出口與蒸汽入口相接后接氣液分離器；另一路與預熱交換器相接，氣液分離器出口與預熱交換器出口匯合后，依次經熱交換器和脫毒槽后接變換爐，變換爐的一段出口依次通經熱交換器、預熱交換器后與第一調溫水加熱器或增濕器入口相接，第一調溫水加熱器或增濕器出口接變換爐中部二段入口，變換爐二段出口經第二調溫水加熱器或增濕器后接變換爐下部三段入口，變換爐三段出口經軟水加熱器后接飽和熱水塔下部入口，飽和熱水塔變換氣出口依次經脫鹽水加熱器和氣液分離器后接脫碳工段，飽和熱水塔底部出口經加壓泵后依次經軟水加熱器、第二調溫水加熱器或增濕器、第一調溫水加熱器或增濕器后接飽和熱水塔頂部入口。

本發明取得的技術進步：由于將干半水煤氣進行分流，一部分直接進預熱交換器與來自低變爐一段或中變爐或低變爐三段的變換氣進行換熱，另一部分經飽和熱水塔加熱、增濕并添加飽和蒸汽并分離液相，即分離器出口的濕半水煤氣與預熱交換器出口干半水煤氣混合，再進入熱交換器，使濕半水煤氣由飽和態轉為非飽和態，消除了濕半水煤氣產生的電化學及應力腐蝕危害，并降低預熱交換器、熱交換器等設備腐蝕。不但提高了經飽和熱水塔的濕半水煤氣的溫度，使濕半水煤氣變為過熱氣體，因而避免了長時間生產運行中氣體中帶水對預腐蝕器造成腐蝕的問題；同時減少了運行過程中預腐蝕器殼程濕半水煤氣側由于濕氣升溫出現的氣/液共存狀態造成的設備腐蝕損壞問題；相對于現有的有飽和熱水塔一氧化碳變換工藝裝置，本發明還有效解決了目前管道設備維修成本高、維修難度大、常需更換等難題，提高了設備使用年限，減少了因維修或更換設備造成的停車時間，延長了裝置的運行時間，提高了經濟效益。

附圖說明

為了更清楚的說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面結合實施例對本發明作進一步描述，本發明適用于所有飽和熱水塔的中低低工藝、全低變工藝。對于本領域技術人員或一般技術人員來講，在不付出創造性勞動前提下，除依據本發明所公開的實現方式外還可采取其它方式，這些實現方式都應理解在本發明的范圍內，受本發明權利要求的限制。

圖1為現有飽和熱水塔一氧化碳變換裝置結構示意圖。

圖2為本發明結構示意圖。

具體實施方式

如圖2所示，這種有飽和熱水塔的一氧化碳變換裝置其結構及流程為，造氣工段來的含一氧化碳30%左右的干半水煤氣進入變換界區后分為兩路，其中一路占總氣量的80%～90%的干半水煤氣經飽和熱水塔1中部半水煤氣入口后與塔頂來的熱水逆流接觸，半水煤氣在飽和熱水塔1內經增濕、升溫至110～140℃后出飽和熱水塔1塔頂，出飽和熱水塔1的半水煤氣通入蒸汽后入氣液分離器2分離半水煤氣中的水；另一路占總氣量的10%～20%的干半水煤氣直接入預熱交換器31管程換熱到200℃～300℃，然后與出氣液分離器2的半水煤氣匯合后，使濕半水煤氣為過熱度為10～20℃的過熱態，再通經熱交換器4管程，變換反應的熱使變換氣換熱升溫后入脫毒槽5脫毒，然后入變換爐6頂部一段半水煤氣入口，半水煤氣在變換爐6上部的一段催化劑作用下一氧化碳與水蒸汽進行反應，反應后含二氧化碳和氫的變換氣出變換爐6一段后依次經熱交換器4的殼程、預熱交換器31的殼程、第一調溫水加熱器或增濕器7的管程后，進入變換爐6中部的二段進行催化反應，反應后的變換氣出變換爐6二段后經過第二調溫水加熱器或增濕器8殼程后入變換爐6下部的三段進行催化反應，反應后的變換氣出變換爐6三段后入軟水加熱器9管程后進入飽和熱水塔1下部變換氣入口，出飽和熱水塔1的變換氣依次經脫鹽水加熱器11脫鹽水換熱、氣液分離器12分離后，將得到的合格變換氣入脫碳工段；飽和熱水塔1底部冷水出口經加壓泵10后依次經軟水加熱器9殼程、第二調溫水加熱器或增濕器8管程、第一調溫水加熱器或增濕器7殼程換熱升溫后通入飽和熱水塔1頂部入口。