中间间接冷却式多段绝热反应流程

   １　现有操控中变炉温度的办法依据改换反响
    ＣＯ＋Ｈ２Ｏ=ＣＯ２＋Ｈ２＋４１．１９ｋＪ／ｍｏｌ
    绝热改换炉内的温度随反响的进行而逐渐升高。跟着改换炉内温度的升高，当反响温度超越最佳温度线今后，就离改换反响平衡曲线越来越近，反响速率显着下落，过高的温度还会使改换催化剂的活性寿数缩短。在实践生产中咱们一般选用以下三种办法来操控改换炉内温度的平衡。
    １．１　中心直接冷却式多段绝热反响流程
    这是一种反响时与外界无热交流，冷却时将反响气体引至热交流器中与脱盐水进行间壁式换热、降温的流程。这种办法在低温改换中运用较多，移出的热量传给进饱满热水塔的热水。此流程的缺陷是很多高档次热能被转化成低档次热能，招致饱满热水塔循环热水温度高，出系统改换气温度、湿度高，丢失很多热能并给后工序带来较大的冷却和别离担负。
    １．２　脱盐水冷激式多段绝热反响流程
    改换反响需求水蒸气参与，故可采取向高温气体直接参与脱盐水，水吸热汽化生成水蒸气，颠末调理冷激水量来调理改换炉各段进口气体温度。缺陷是在向各段进口加的冷激水，会因气流速度大，水未来得及汽化就触摸了改换催化剂，形成因温度骤降催化剂外表粉化、结疤的状况；或许脱盐水中的残留盐分在催化剂外表结疤，然后招致气体偏流，颠末催化剂层的阻力增大，催化剂活性下降一级问题。
    １．３　质料气冷激式多段绝热反响流程
    这是一种向反响器添加冷煤气进行直接冷却的办法。出饱满塔含水蒸气的低温（相对出热交流器的煤气温度）煤气不经热交流器直接进入改换炉各段，颠末调理低温煤气的量来调理改换炉各段的进口气体温度。
    此办法防止了冷激水对催化剂的晦气影响，大大延长了催化剂的运用寿数，可是也有招致正常运行时能耗偏高的弊端。
    关于二段中变流程，依据气体温度的差值和热量守恒原理，可计算出起冷激效果的冷煤气量大致占总气量的４０％。一方面由于这局部冷煤气不颠末热交流器，形成能量交流过程中冷介质流量下降，出热交流器的中变气温度升高，流向低变系统的能量添加，然后提高了循环热水的温度，直接提高了出改换系统改换气温度和湿度，能耗添加；另一方面由于直接向中变二段添加冷煤气调温，对此局部（占总气量的２０％）煤气而言，未颠末改换炉前段，改换反响时间短，ＣＯ改换率变低，为了到达一样的转化率，就要多加蒸汽。这种流程理论上要比水冷激流程蒸汽耗费高。
    ２　改善计划
    为了节能降耗，我主张对改换流程进行如下改动。
    添加一个热交流器，饱满塔出来的冷煤气先颠末热交１，在此吸收中变二段出来的改换气热量。调理阀ＴＩＣ１为热交１的近路阀，以中变一段进气温度为参数，低关高开。中变一段出来的改换气进入热交２，和出中变１的煤气换热，降温后进入中变２。调理阀ＴＩＣ２为热交２的近路阀，以中变二段进气温度为调理参数，低开高关。由于进入中变一段的气体中ＣＯ和水蒸气的浓度高，改换反响速度快，放出的热量多。一般说来，在中变１的热门温度高于中变２热门温度１０℃的状况下，中变一段的进气温度和中变二段的进气温度大致持平。只需热交２的换热面积不太小，在冷、暖流体热容、流量大致持平的状况下，被降温后的暖流体（中变２进口气体）温度完全可以低于被加热后的冷流体（中变１进口气体）温度。也就是说不存在ＴＩＣ２封闭而中变二段温度仍高的状况。
    流程暗示见图１。
    由于改换反响是放热的，为了操控中变一段的进口温度，ＴＩＣ１就要坚持必定的开度，让高温气体将中变系统内剩余的热量带出。由于本流程在中变一段进口就参与了悉数的ＣＯ和水蒸气，这样在其他条件不变的状况下，反响物的浓度高，改换反响的速度最快，ＣＯ气体在改换炉内的停留时间最长，最接近反响平衡，改换率也就高。在气量、热门温度等条件稳定的状况下，咱们主要是颠末增减向改换炉参与的蒸汽量来调理低变出气的ＣＯ成分。在成分恳求必定的状况下，本流程较质料气冷激流程需求参与的蒸汽量少。由于水冷激流程的调温原理是向高温煤气参与脱盐水吸热汽化，以代替局部参与改换反响的蒸汽，能量留在了中变系统。而本流程是让中变反响的余暖流出中变系统。从能量方面剖析，水冷激流程中温改换向低温改换能量丢失最低。为了充沛收回流向低变的热能，咱们可以把本来低变的一段冷却器改为余热锅炉。依据经历，质料气冷激流程的出热交改换气温度在３００℃上下，低变一段进口温度在２４０℃上下，此局部温差完全可以作为１．２ＭＰａ蒸汽余热锅炉的热源。由于新流程中所有蒸汽在改换反响初期悉数参与，反响物浓度最高，所以到达一样改换率所需蒸汽量相关于水冷激流程要少。由于新流程参与的蒸汽多为低压饱满蒸汽，温度在１８０℃左右，而出热交去低变的改换气温度在３００℃上下，所参与的过量蒸汽在中变过程中吸热，由此可剖分出，在新流程中出热交去低变的改换气中的水蒸气含量略少，气体温度略高，故在新流程中此局部介质更适合作为余热锅炉的热源。余热锅炉发生的蒸汽经压力操控阀ＰＩＣ１并入１．０ＭＰａ蒸汽网，供改换运用，这局部能量就返回了中变系统，起到了与水冷激一样的效果，更防止了水冷激流程的弊端。经余热锅炉冷却后的中变气温度为１８５℃，在此温度下的饱满水蒸气分压在１．０ＭＰａ以上，高于改换系统压力，所以不存在中变气中的水蒸气被冷凝成液体的能够，不存在呈现液击而损坏设备的能够。
    改换低变１进口改换气温度在２３０℃左右。调理阀ＴＩＣ３为余热锅炉的近路阀，以低变一段进气温度为参数，低开高关。若是低变进口温度需求低于１８５℃，可以将余热锅炉的蒸汽出口连到改换蒸汽参与阀ＦＩＣ１之后，余热锅炉压力可降至改换系统压力０．８ＭＰａ，相应改换气温度可降至１７０℃。
    这样，流向低变的能量削减，向循环热水供给热能的设备就只有低变一、二段间的水冷，低变出口的水加热器和热水塔。需求热水收回的能量削减，热水温度低，相应出热水塔的改换气温度、湿度低，更多的能量就留在了改换系统之内，蒸汽能耗因此而下降。还，由于热水收回能量负荷的下降，热水泵的流量下降，这就节省了电耗。
    若是作冷激用的脱盐水质量过关，可以对水冷激流程稍加改动，来防止冷激水对改换催化剂的晦气影响。在中变各段催化剂的上面交织铺两层波纹填料，经雾化喷头喷出的冷激水可在填料外表汽化后再与催化剂触摸。此办法相对简略、易行。

储气罐，换热器