中間間接冷卻式多段絕熱反應流程

   １　現有操控中變爐溫度的辦法依據改換反響
    ＣＯ＋Ｈ２Ｏ=ＣＯ２＋Ｈ２＋４１．１９ｋＪ／ｍｏｌ
    絕熱改換爐內的溫度隨反響的進行而逐漸升高。跟著改換爐內溫度的升高，當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縮短。在實踐生產中咱們一般選用以下三種辦法來操控改換爐內溫度的平衡。
    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行間壁式換熱、降溫的流程。這種辦法在低溫改換中運用較多，移出的熱量傳給進飽滿熱水塔的熱水。此流程的缺陷是很多高檔次熱能被轉化成低檔次熱能，招致飽滿熱水塔循環熱水溫度高，出系統改換氣溫度、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負。
    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，顛末調理冷激水量來調理改換爐各段進口氣體溫度。缺陷是在向各段進口加的冷激水，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、結疤的狀況；或許脫鹽水中的殘留鹽分在催化劑外表結疤，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）煤氣不經熱交流器直接進入改換爐各段，顛末調理低溫煤氣的量來調理改換爐各段的進口氣體溫度。
    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用壽數，可是也有招致正常運行時能耗偏高的弊端。
    關于二段中變流程，依據氣體溫度的差值和熱量守恒原理，可計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流量下降，出熱交流器的中變氣溫度升高，流向低變系統的能量添加，然后提高了循環熱水的溫度，直接提高了出改換系統改換氣溫度和濕度，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，為了到達一樣的轉化率，就要多加蒸汽。這種流程理論上要比水冷激流程蒸汽耗費高。
    ２　改善計劃
    為了節能降耗，我主張對改換流程進行如下改動。
    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。調理閥ＴＩＣ１為熱交１的近路閥，以中變一段進氣溫度為參數，低關高開。中變一段出來的改換氣進入熱交２，和出中變１的煤氣換熱，降溫后進入中變２。調理閥ＴＩＣ２為熱交２的近路閥，以中變二段進氣溫度為調理參數，低開高關。由于進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，中變一段的進氣溫度和中變二段的進氣溫度大致持平。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進口氣體）溫度完全可以低于被加熱后的冷流體（中變１進口氣體）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口溫度，ＴＩＣ１就要堅持必定的開度，讓高溫氣體將中變系統內剩余的熱量帶出。由于本流程在中變一段進口就參與了悉數的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，本流程較質料氣冷激流程需求參與的蒸汽量少。由于水冷激流程的調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。而本流程是讓中變反響的余暖流出中變系統。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。依據經歷，質料氣冷激流程的出熱交改換氣溫度在３００℃上下，低變一段進口溫度在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參與，反響物濃度最高，所以到達一樣改換率所需蒸汽量相關于水冷激流程要少。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更適合作為余熱鍋爐的熱源。余熱鍋爐發生的蒸汽經壓力操控閥ＰＩＣ１并入１．０ＭＰａ蒸汽網，供改換運用，這局部能量就返回了中變系統，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，不存在呈現液擊而損壞設備的能夠。
    改換低變１進口改換氣溫度在２３０℃左右。調理閥ＴＩＣ３為余熱鍋爐的近路閥，以低變一段進氣溫度為參數，低開高關。若是低變進口溫度需求低于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壓力０．８ＭＰａ，相應改換氣溫度可降至１７０℃。
    這樣，流向低變的能量削減，向循環熱水供給熱能的設備就只有低變一、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之內，蒸汽能耗因此而下降。還，由于熱水收回能量負荷的下降，熱水泵的流量下降，這就節省了電耗。
    若是作冷激用的脫鹽水質量過關，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