一种合成氨或甲醇系统技术方案

本发明专利技术提供了一种合成氨或甲醇系统，涉及合成氨/甲醇工艺技术领域，为解决合成氨或甲醇系统中热量利用率低，水蒸汽用量较多的问题。所述合成氨或甲醇系统包括：依次相连的制氧系统、气化系统、变换系统、脱硫系统、脱碳系统和合成系统；制氧系统为深冷空分制氧设备或者变压吸附制氧设备；气化系统包括用于加压1.51MPa～4.0MPa连续气化的气化反应炉，气化反应炉的炉壁为半夹套结构或全夹套结构，气化反应炉的炉壁的内腔与气化反应炉的底部连通，以将水蒸汽通入所述气化反应炉内。所述合成氨或甲醇系统用于连续加压气化并生成合成氨或者甲醇，热量利用率较高，外界水蒸汽用量较少，耗电量较少。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及制取合成氨/甲醇工艺
，尤其是涉及一种合成氨或甲醇系统。
技术介绍
目前，现有技术的合成氨系统和制取甲醇系统中的工艺流程基本相同，合成过程通常为：气化→粗脱硫→压缩机→变换→精脱硫→压缩机→脱碳→压缩机→合成→最终产品。其中，通过气化装置中的气化反应炉进行气化反应，气化反应炉中参与气化反应的气化剂中包括水蒸汽，因此在气化反应过程中需要向气化反应炉内通入大量水蒸汽，水蒸汽的消耗量较大。此外，气化反应炉生产出来的煤气温度较高，需要进行降温后才能输送至下一工艺流程，在现有技术中是使用冷水激冷洗涤的方式为煤气降温，从而造成热利用效率低。此外，现有气化装置多为常压间歇式，需要使用压缩设备压缩到较高压力才能满足合成需求，煤气压缩耗电非常大。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种合成氨或甲醇系统，以解决现有技术中存在的合成氨系统中热量利用率低，水蒸汽用量较多，耗电量较大的技术问题。本专利技术提供的合成氨或甲醇系统，包括：依次相连的制氧系统、气化系统、变换系统、脱硫系统、压缩系统、脱碳系统和合成系统；所述制氧系统为深冷空分制氧设备或者变压吸附制氧设备；所述气化系统包括用于加压1.51MPa～4.0MPa连续气化的气化反应炉，所述气化反应炉的炉壁为半夹套结构，包括夹套部和耐火部，所述夹套部的内腔与所述气化反应炉的底部连通，以将水蒸汽通入所述气化反应炉内；所述气化系统还包括洗涤饱和塔，所述洗涤饱和塔的底部设置有出水口，所述洗涤饱和塔的出水口通过输水管路与水轮机相连。较佳地，所述变换系统包括气水分离罐、设备电炉、热交换器、变换炉、中压蒸汽废锅、低变炉、低压蒸汽废锅、锅炉水预热器、脱盐水预热器和水分离器；其中，所述气水分离罐和所述气化系统连接，所述气水分离罐分别与所述设备电炉和所述热交换器连接，所述设备电炉和所述热交换器均与所述变换炉连接，所述变换炉与所述中压蒸汽废锅连接，所述中压蒸汽废锅与所述热交换器连接，所述热交换器与所述低变炉连接，所述低变炉与所述低压蒸汽废锅连接，所述低压蒸汽废锅与所述锅炉水预热器连接，所述锅炉水预热器与所述脱盐水预热器连接，所述脱盐水预热器与所述水分离器连接，所述水分离器与脱硫系统连接。可选地，所述脱碳系统包括至少两台脱碳塔。优选地，所述脱硫系统包括：冷却塔，所述冷却塔连接有脱硫塔，所述脱硫塔连接有清洗塔，所述脱硫塔与贫液槽和富液槽相连，所述贫液槽和所述富液槽均与脱硫再生槽相连，所述脱硫再生槽与硫泡沫槽相连，所述硫泡沫槽与压滤机相连，所述压滤机与熔硫釜相连。进一步地，所述脱硫塔的数量为多个，各所述脱硫塔串联或者并联连接。优选地，所述深冷空分制氧机包括液氧泵和液氮泵。较佳地，所述气化系统还包括旋风分离器和与所述旋风分离器相连的灰水处理系统，所述灰水处理系统包括沉降槽、灰水槽、除氧水槽和含尘焦油槽，所述沉降槽分别与所述旋风分离器、所述含尘焦油槽和所述灰水槽相连，所述灰水槽与所述除氧水槽相连。进一步地，所述水轮机的排水口与所述灰水处理系统相连。优选地，所述灰水槽与回水泵相连，所述除氧水槽与除氧水泵相连。相对于现有技术，本专利技术所述的合成氨或甲醇系统具有以下优势：本专利技术所述的合成氨或甲醇系统中，气化系统采用煤或者焦炭为原料，气化剂为氧气+水蒸汽，还可以是富氧+水蒸汽、氧气+水蒸汽+CO2、富氧+水蒸汽+CO2、氧气+CO2或者富氧+CO2。氧气由制氧系统提供，原料与气化剂在气化系统的气化反应炉内进行气化反应生成煤气，在反应过程中，气化反应炉内温度较高，因此在夹套部的内腔中通入冷却水，冷却水在使得炉壁降温的同时，水蒸发为水蒸汽，水蒸汽经由气化反应炉底部进入气化反应炉内部，进入气化反应炉内的水蒸汽的温度低于气化反应炉的内部温度，因此，可以起到对于气化反应炉的底部区域降温的作用。当使用的气化剂中包含水蒸汽时，夹套部中产生的水蒸汽可预热后进入气化反应炉，作为气化剂的成分之一参与气化反应。当使用的气化剂中不包含水蒸汽时，夹套部产生的水蒸汽可用于预热气化剂。气化系统将煤气送入变换系统，变换系统变换后的气体送入脱硫系统进行脱硫，脱硫系统进行脱硫处理后将脱硫变换气体送入压缩系统，经过压缩加压后的气体送入脱碳系统，脱碳系统将气体进行脱碳操作后经加压后进入合成系统以生产合成氨(或者甲醇)。在反应的过程中，夹套部中的冷却水在对炉壁进行冷却、保护炉壁的同时副产水蒸汽，由于本气化反应炉使用的气化剂中包含水蒸汽，因此，夹套部中的水蒸汽能够经由气化反应炉的气化剂入口进入气化反应炉内，从而减少了外界通入的水蒸汽的量。综上，与现有技术中的合成氨系统或者制取甲醇的系统相比，本专利技术提供的合成氨或甲醇系统利用气化反应产生的热量副产水蒸汽，并在将水蒸汽通入气化反应炉中作为气化剂的一部分参与反应时提高了热量的利用率，且减少了外界水蒸汽的通入量。进一步地，当气化剂为CO2+氧气或者CO2+富氧，水蒸汽不作为气化剂时，能进一步的降低原料煤、和蒸汽的消耗，甚至不消耗蒸汽。从而使得煤气中水蒸汽含量极少，因煤气洗涤冷却而产生的废水基本消除，煤气中的组分更适合作为燃料气使用。此外，由于气化系统中的洗涤饱和塔与水轮机相连，因此洗涤饱和塔中排出的灰水进入水轮机用于发电，从而提高废水利用率。此外，由于与现有技术中常压状态运行的气化装置相比，本专利技术提供的合成氨或甲醇系统中的气化系统提高了运行压力，提高了压缩系统的进气压力，从而降低了压缩气体所需消耗的电能。本专利技术的另一目的在于提出另一种合成氨或甲醇系统，以解决现有技术中存在的合成氨或者制取甲醇的系统中热量利用率低，水蒸汽用量较多、耗电量较多的技术问题。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：一种合成氨或甲醇系统，包括：依次相连的制氧系统、气化系统、变换系统、脱硫系统、压缩系统、脱碳系统和合成系统；所述制氧系统为深冷空分制氧设备或者变压吸附制氧设备；所述气化系统包括用于加压1.51MPa～4.0MPa连续气化的气化反应炉，所述气化反应炉的炉壁为全夹套结构，所述全夹套结构内设置有冷却水腔室，所述冷却水腔室与所述气化反应炉的底部连通，以将水蒸汽通入所述气化反应炉内；所述气化系统还包括洗涤饱和塔，所述洗涤饱和塔的底部设置有出水口，所述洗涤饱和塔的出水口通过输水管路与水轮机相连。相对于现有技术，本专利技术所述的合成氨或甲醇系统具有以下优势：本专利技术所述的合成氨或甲醇系统中，气化系统采用煤或者焦炭为原料，气化剂为氧气+水蒸汽，还可以是富氧+水蒸汽、氧气+水蒸汽+CO2、富氧+水蒸汽+CO2、氧气+CO2或者富氧+CO2。氧气由制氧系统提供，原料与气化剂在气化系统的气化反应炉内进行气化反应生成煤气，在反应过程中，气化反应炉内温度较高，因此在全夹套结构的冷却水腔室中通入冷却水，冷却水在使得炉壁降温的同时，水蒸发为水蒸汽，水蒸汽经由气化反应炉底部进入气化反应炉内部，进入气化反应炉内的水蒸汽可以用于降低气化反应炉内部的温度。当气化反应使用的气化剂中包含有水蒸汽的时候，冷却水腔室中产生的水蒸汽作为气化剂的成分之一参与气化反应。气化系统将煤气送入变换系统，变换系统变换后的气体送入脱硫系统进行脱硫，脱硫系统进行脱硫处理后将脱硫变换气体送入脱碳系统，脱碳系统将气体进行脱碳操作后经加压后进入合成系统以生产合成氨(或甲醇)。在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种合成氨或甲醇系统，其特征在于，包括：依次相连的制氧系统、气化系统、变换系统、脱硫系统、压缩系统、脱碳系统和合成系统；所述制氧系统为深冷空分制氧设备或者变压吸附制氧设备；所述气化系统包括用于加压1.51MPa～4.0MPa连续气化的气化反应炉，所述气化反应炉的炉壁为半夹套结构，包括夹套部和耐火部，所述夹套部的内腔与所述气化反应炉的底部连通，以将水蒸汽通入所述气化反应炉内；所述气化系统还包括洗涤饱和塔，所述洗涤饱和塔的底部设置有出水口，所述洗涤饱和塔的出水口通过输水管路与水轮机相连。

【技术特征摘要】
1.一种合成氨或甲醇系统，其特征在于，包括：依次相连的制氧系统、气化系统、变换系统、脱硫系统、压缩系统、脱碳系统和合成系统；所述制氧系统为深冷空分制氧设备或者变压吸附制氧设备；所述气化系统包括用于加压1.51MPa～4.0MPa连续气化的气化反应炉，所述气化反应炉的炉壁为半夹套结构，包括夹套部和耐火部，所述夹套部的内腔与所述气化反应炉的底部连通，以将水蒸汽通入所述气化反应炉内；所述气化系统还包括洗涤饱和塔，所述洗涤饱和塔的底部设置有出水口，所述洗涤饱和塔的出水口通过输水管路与水轮机相连。2.根据权利要求1所述的合成氨或甲醇系统，其特征在于，所述变换系统包括气水分离罐、设备电炉、热交换器、变换炉、中压蒸汽废锅、低变炉、低压蒸汽废锅、锅炉水预热器、脱盐水预热器和水分离器；其中，所述气水分离罐和所述气化系统连接，所述气水分离罐分别与所述设备电炉和所述热交换器连接，所述设备电炉和所述热交换器均与所述变换炉连接，所述变换炉与所述中压蒸汽废锅连接，所述中压蒸汽废锅与所述热交换器连接，所述热交换器与所述低变炉连接，所述低变炉与所述低压蒸汽废锅连接，所述低压蒸汽废锅与所述锅炉水预热器连接，所述锅炉水预热器与所述脱盐水预热器连接，所述脱盐水预热器与所述水分离器连接，所述水分离器与脱硫系统连接。3.根据权利要求1所述的合成氨或甲醇系统，其特征在于，所述脱碳系统包括至少两台脱碳塔。4.根据权利要求1所述的合成氨或甲醇系统，其特征在于，所述脱硫系统包括：冷却塔，所述冷却塔连接有脱硫塔，所述脱硫塔连接有清洗塔，所述脱硫塔与贫...

【专利技术属性】
技术研发人员：原丰贞，楚可嘉，李金洲，赵霄明，潘攀，杨立超，朱伟娜，薛磊，李长安，彭亿平，潘玉芹，蔡连合，
申请(专利权)人：北京金泰瑞和工程科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11