[發明專利]一種粉煤加壓氣化工藝產合成氨系統的蒸汽自給方法

在審

• 申請號: 201710170332.8
• 申請日: 2017-03-21
• 公開（公告）號: CN106947547A
• 公開（公告）日: 2017-07-14
• 發明（設計）人: 談成明;錢林明;邊為山;宗偉新;吳國軍;吳志軍;杭尚元;單亞軍
• 申請（專利權）人: 靈谷化工有限公司
• 主分類號: C10J3/82
• 分類號: C10J3/82;C01C1/04;F22B1/18
• 代理公司: 常州佰業騰飛專利代理事務所(普通合伙)32231
• 代理人: 李帥

技術領域

本發明屬于煤化工技術領域，涉及一種粉煤加壓氣化工藝產合成氨系統的蒸汽自給方法。

背景技術

隨著我國社會經濟的發展，對于化石能源的依賴也越來越嚴重。在我國能源結構中，煤炭的消耗量占到60％以上，其中利用燃煤蒸汽來驅動汽輪機已成為一種常見的蒸汽利用方式。然而，燃煤鍋爐的使用在一定程度上會對周圍環境造成影響，特別是對空氣產生污染。因此，合理使用煤炭等化石能源、提高能源的利用效率對于社會經濟的發展具有重要意義。

以煤為原料的傳統型合成氨工廠主要有空氣壓縮機、合成壓縮機以及氨壓縮機等大型動力設備，這些動力設備可以使用電或蒸汽作為動力來源，其中以蒸汽驅動汽輪機的方式更加經濟，節能效果也更加明顯。

煤氣化技術是一種實現煤的綜合利用的有效方式，主要是運用氣化爐來產生高溫水煤氣，并經降溫、凈化等工序后用作后續工段的原料氣。在合成氨工廠中，煤氣化工段、變換工段以及合成工段有大量的余熱可以利用，一般用于副產中、低壓蒸汽，但中、低壓蒸汽的能量品位低，對于余熱的利用效率低，因此系統所需蒸汽仍要通過燃煤蒸汽進行補充。

發明內容

針對傳統型合成氨工廠的生產系統無法顯現蒸汽自給的問題，本發明旨在提供一種粉煤加壓氣化工藝產合成氨系統的蒸汽自給方法。通過將氣化爐與合成氨系統優化耦合，充分利用系統中的低品位能量，提高余熱產蒸汽的品位，實現系統所需蒸汽的自我補給。

具體而言，本發明采取如下技術方案：

一種粉煤加壓氣化工藝產合成氨系統的蒸汽自給方法，其包括下列步驟：

1)在氣化工段中，從氣化爐中導出的水煤氣經過濾后進入鍋爐I，副產高壓蒸汽；

2)從氣化工段中導出的水煤氣進入變換工段后，首先從鍋爐I中導出的水煤氣進入變換爐，然后由變換爐進入鍋爐II，副產高壓蒸汽，從鍋爐II中導出的變換氣用于加熱進入變換爐的水煤氣和進入鍋爐I、鍋爐II、鍋爐III的脫鹽水；

3)從變換工段中導出的水煤氣經凈化工段進入合成工段后，從合成塔中導出的產品氣進入鍋爐III，副產高壓蒸汽，從鍋爐III中導出的產品氣用于加熱進入鍋爐III的脫鹽水；

4)鍋爐I、鍋爐II、鍋爐III中副產的高壓蒸汽經過熱器過熱后用作粉煤加壓氣化工藝產合成氨系統中空氣壓縮機、合成壓縮機以及氨壓縮機的蒸汽透平驅動所需的蒸汽。

在一項優選的實施方案中，步驟1)中所述從氣化爐中導出的水煤氣的溫度為1200～1400℃。

在一項優選的實施方案中，步驟2)中所述從鍋爐I中導出的水煤氣的溫度為200～230℃。

在一項優選的實施方案中，步驟2)中所述從鍋爐II中導出的變換氣的溫度為310～330℃。

在一項優選的實施方案中，步驟3)中所述從鍋爐III中導出的產品氣的溫度為190～210℃。

在一項優選的實施方案中，步驟4)中所述鍋爐I、鍋爐II、鍋爐III中副產的高壓蒸汽的壓力為11～12MPa。

在一項優選的實施方案中，步驟4)中所述鍋爐I、鍋爐II、鍋爐III中副產的高壓蒸汽經過熱器過熱后的溫度為520～540℃。

在一項優選的實施方案中，上述蒸汽自給方法中所述鍋爐I、鍋爐II、鍋爐III均為蒸汽鍋爐，所述蒸汽鍋爐的加熱介質為高溫高壓氣體。

與現有技術相比，采用上述技術方案的本發明具有下列優點：

(1)與傳統工藝相比，本發明的方法利用高壓蒸汽的耦合方案使系統對于余熱的利用更加充分，高壓蒸汽比中壓蒸汽的做功能力強，高壓蒸汽的做功能力提高了30％以上，降低了合成氨工藝的能耗水平；

(2)與傳統工藝中所產的中壓蒸汽(4MPa)相比，本發明的方法中副產的蒸汽量提高了15％以上，使系統所需的蒸汽補充量由原來的2000千克/噸氨減少為零；

(3)本發明的方法充分利用余熱對鍋爐的脫鹽水進行加熱，以提高脫鹽水的溫度，降低了系統的整體能耗；

(4)本發明的方法路線簡單、設備投資少，同時提高了高品位熱量的利用效率，減少了燃煤蒸汽的消耗，達到保護環境的目的。

附圖說明

圖1為本發明的粉煤加壓氣化工藝產合成氨系統的蒸汽自給方法流程圖。

具體實施方式

以下將結合附圖和具體實施例對本發明中的技術方案做出進一步的闡述。除另有說明外，下列實施例中所使用的設備、材料、試劑等均可通過常規商業手段獲得。

實施例1：粉煤加壓氣化工藝產合成氨系統的蒸汽自給方法的實施。