《天然氣制氫工藝及設(shè)備簡介資料課件.ppt》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《天然氣制氫工藝及設(shè)備簡介資料課件.ppt（47頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)趨R文網(wǎng)上搜索。

1、制氫裝置工藝及設(shè)備簡介制氫裝置工藝及設(shè)備簡介石化老李石化老李華北石化公司華北石化公司QQQQ：8373517883735178關(guān)鍵設(shè)備介紹關(guān)鍵設(shè)備介紹裝置概述裝置概述工藝原理工藝原理工藝過程工藝過程裝置概述裝置概述工藝原理工藝原理華北石化公司華北石化公司1616萬標(biāo)方萬標(biāo)方/小時(shí)制氫裝置是公司千萬噸升級(jí)改造項(xiàng)目中的新建裝置小時(shí)制氫裝置是公司千萬噸升級(jí)改造項(xiàng)目中的新建裝置 一、裝置概述一、裝置概述工藝路線：工藝路線：主要單元：主要單元：原料精制、預(yù)轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)化、高溫變換、變壓吸附原料精制、預(yù)轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)化、高溫變換、變壓吸附以天然氣、干氣和石腦油為原料的輕烴水蒸汽轉(zhuǎn)化法以天然氣、干氣和石腦油為原料的輕

2、烴水蒸汽轉(zhuǎn)化法主要產(chǎn)品主要產(chǎn)品：合格氫氣合格氫氣用氫單位用氫單位：渣油加氫、加氫裂化、柴油加氫、硫磺等渣油加氫、加氫裂化、柴油加氫、硫磺等 一、裝置概述一、裝置概述技術(shù)路線技術(shù)路線：造氣部分引進(jìn)造氣部分引進(jìn)TechnipTechnip公司低能耗蒸汽轉(zhuǎn)化制氫技術(shù)公司低能耗蒸汽轉(zhuǎn)化制氫技術(shù)吸附部分采用成都華西工業(yè)氣體有限公司吸附部分采用成都華西工業(yè)氣體有限公司PSAPSA凈化工藝凈化工藝技術(shù)特點(diǎn)技術(shù)特點(diǎn)：技術(shù)先進(jìn)、成熟可靠、靈活節(jié)能技術(shù)先進(jìn)、成熟可靠、靈活節(jié)能轉(zhuǎn)化爐的轉(zhuǎn)化爐的 參數(shù)特點(diǎn)參數(shù)特點(diǎn)：三高：高轉(zhuǎn)化入口溫度、高轉(zhuǎn)化出口溫度、高碳空速三高：高轉(zhuǎn)化入口溫度、高轉(zhuǎn)化出口溫度、高碳空速一低：低水碳

3、比一低：低水碳比特點(diǎn)：代表當(dāng)今較先進(jìn)的制氫技術(shù)水平。特點(diǎn)：代表當(dāng)今較先進(jìn)的制氫技術(shù)水平。二、工藝原理二、工藝原理輕烴蒸汽轉(zhuǎn)化法輕烴蒸汽轉(zhuǎn)化法制氫過程制氫過程原料凈化原料凈化蒸汽預(yù)轉(zhuǎn)化蒸汽預(yù)轉(zhuǎn)化蒸汽轉(zhuǎn)化蒸汽轉(zhuǎn)化CO高溫變換高溫變換 預(yù)轉(zhuǎn)化氣在轉(zhuǎn)化預(yù)轉(zhuǎn)化氣在轉(zhuǎn)化爐管內(nèi)通過轉(zhuǎn)化催爐管內(nèi)通過轉(zhuǎn)化催化劑的作用，與配化劑的作用，與配入的水蒸汽發(fā)生蒸入的水蒸汽發(fā)生蒸汽轉(zhuǎn)化反應(yīng)汽轉(zhuǎn)化反應(yīng) ，生成，生成氫氣和一氧化碳，氫氣和一氧化碳，同時(shí)伴生同時(shí)伴生CO2CO2和少和少量的殘余量的殘余CH4CH4。核心反應(yīng)核心反應(yīng) 轉(zhuǎn)化氣中轉(zhuǎn)化氣中含有的一氧化含有的一氧化碳在變換催化碳在變換催化劑的作用下與劑的作用下與水蒸汽發(fā)

4、生反水蒸汽發(fā)生反應(yīng)，進(jìn)一步生應(yīng)，進(jìn)一步生成氫氣和成氫氣和二氧二氧化碳?；?。原料氣在一定原料氣在一定的溫度、壓力和空的溫度、壓力和空速條件下，借助加速條件下，借助加氫催化劑、脫硫劑、氫催化劑、脫硫劑、脫氯劑作用，把原脫氯劑作用，把原料氣中硫化物、氯料氣中硫化物、氯化物脫除，以保護(hù)化物脫除，以保護(hù)后續(xù)催化劑的正常后續(xù)催化劑的正常運(yùn)行。運(yùn)行。精制原料精制原料氣在預(yù)轉(zhuǎn)化催氣在預(yù)轉(zhuǎn)化催化劑的作用下，化劑的作用下，烴類發(fā)生一系烴類發(fā)生一系列的熱裂解、列的熱裂解、脫氫、甲烷化脫氫、甲烷化反應(yīng)，生成甲反應(yīng)，生成甲烷和氫氣。烷和氫氣。烴類的蒸汽轉(zhuǎn)化是將烴類與蒸汽轉(zhuǎn)化為烴類的蒸汽轉(zhuǎn)化是將烴類與蒸汽轉(zhuǎn)化為H2和和

5、CO，同時(shí)伴生，同時(shí)伴生CO2和少量的殘余和少量的殘余CH4.CH4+H20 CO+3H2 CO+H20 CO2+H2 二、工藝原理二、工藝原理加氫加氫脫硫脫硫反應(yīng)反應(yīng)硫醇加氫硫醇加氫:R-SH+H2 RH+H2S硫醚加氫硫醚加氫:R-S-R+H2 RH+RH+H2S 加氫反應(yīng)是制氫工藝中一個(gè)重要的反應(yīng)，它是原料精制部分的起始步驟，加氫反應(yīng)是制氫工藝中一個(gè)重要的反應(yīng)，它是原料精制部分的起始步驟，它進(jìn)行的好壞將直接影響到下一步脫硫反應(yīng)的進(jìn)行。加氫反應(yīng)的主要作用是它進(jìn)行的好壞將直接影響到下一步脫硫反應(yīng)的進(jìn)行。加氫反應(yīng)的主要作用是把原料氣中有機(jī)硫轉(zhuǎn)變?yōu)闊o機(jī)硫，即硫化氫。脫硫反應(yīng)是加氫生成的硫化氫把原

6、料氣中有機(jī)硫轉(zhuǎn)變?yōu)闊o機(jī)硫，即硫化氫。脫硫反應(yīng)是加氫生成的硫化氫與氧化鋅反應(yīng)，將硫進(jìn)行脫除的過程。與氧化鋅反應(yīng)，將硫進(jìn)行脫除的過程。噻吩加氫噻吩加氫:C4H4S+4H4 C4H10+H2S二硫化碳加氫：二硫化碳加氫：CS2+H2 CH4+H2S氧化鋅脫硫：氧化鋅脫硫：H2S+ZnO ZnS+H20預(yù)轉(zhuǎn)化預(yù)轉(zhuǎn)化反應(yīng)反應(yīng) 預(yù)轉(zhuǎn)化反應(yīng)是原料氣和水蒸汽在高活預(yù)轉(zhuǎn)化反應(yīng)是原料氣和水蒸汽在高活性鎳催化劑上發(fā)生反應(yīng)烴類轉(zhuǎn)化成甲烷的性鎳催化劑上發(fā)生反應(yīng)烴類轉(zhuǎn)化成甲烷的過程：過程：CmHn+mH20 mCO+(m+n/2)H2 CO+3H2 CH4+H20 CO+H20 CO2+H2轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化反應(yīng)反應(yīng) CO高溫變換

7、是將轉(zhuǎn)化氣高溫變換是將轉(zhuǎn)化氣中的中的CO與水蒸氣繼續(xù)反應(yīng)生與水蒸氣繼續(xù)反應(yīng)生成成CO2和氫氣。和氫氣。CO+H20 CO2+H2高溫高溫變換變換反應(yīng)反應(yīng)P PS SA A 變壓吸附是對(duì)氣體混合物進(jìn)行分離提純的工藝變壓吸附是對(duì)氣體混合物進(jìn)行分離提純的工藝過程，該工藝是多孔性固體物質(zhì)內(nèi)部表面對(duì)氣體分過程，該工藝是多孔性固體物質(zhì)內(nèi)部表面對(duì)氣體分子的物理吸附?；旌蠚怏w中的雜質(zhì)組分在高壓具有子的物理吸附?；旌蠚怏w中的雜質(zhì)組分在高壓具有較大的吸附能力，低壓下具有較小的吸附能力，變較大的吸附能力，低壓下具有較小的吸附能力，變壓吸附就是利用這種原理吸附、解吸，達(dá)到循環(huán)吸壓吸附就是利用這種原理吸附、解吸，達(dá)到循

8、環(huán)吸附解吸過程。附解吸過程。分子篩對(duì)一般氣體分子的吸附順序分子篩對(duì)一般氣體分子的吸附順序:H2 N2 CH4 CO CO2 二、工藝原理二、工藝原理三、工藝過程三、工藝過程 預(yù)轉(zhuǎn)化預(yù)轉(zhuǎn)化原料氣升原料氣升壓及壓及精制精制 轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化生產(chǎn)工生產(chǎn)工生產(chǎn)工生產(chǎn)工生產(chǎn)工生產(chǎn)工藝過程藝過程藝過程藝過程藝過程藝過程PSA高溫變換高溫變換 自系統(tǒng)管網(wǎng)來的干氣經(jīng)壓縮機(jī)升壓自系統(tǒng)管網(wǎng)來的干氣經(jīng)壓縮機(jī)升壓后，與自界區(qū)來的天然氣混合進(jìn)入裝置，后，與自界區(qū)來的天然氣混合進(jìn)入裝置，混合后原料壓力混合后原料壓力4.0MPa4.0MPa（G G）。）。進(jìn)入脫硫部分的原料氣，首先經(jīng)過鈷鉬加氫反應(yīng)器，在鈷鉬催化進(jìn)入脫硫部分的原料氣

9、，首先經(jīng)過鈷鉬加氫反應(yīng)器，在鈷鉬催化劑的作用下發(fā)生氫解反應(yīng)，把有機(jī)硫轉(zhuǎn)化為無機(jī)硫，有機(jī)氯轉(zhuǎn)化劑的作用下發(fā)生氫解反應(yīng)，把有機(jī)硫轉(zhuǎn)化為無機(jī)硫，有機(jī)氯轉(zhuǎn)化為氯化氫。然后，加氫后的原料氣通過脫硫反應(yīng)器床層，在加氫為氯化氫。然后，加氫后的原料氣通過脫硫反應(yīng)器床層，在加氫反應(yīng)器氯化氫與氧化鈉反應(yīng)，生成氯化鈉，在脫硫反應(yīng)器氧化鋅反應(yīng)器氯化氫與氧化鈉反應(yīng)，生成氯化鈉，在脫硫反應(yīng)器氧化鋅與硫化氫發(fā)生反應(yīng)，生成硫化鋅，達(dá)到脫氯、脫硫的目的。精制與硫化氫發(fā)生反應(yīng)，生成硫化鋅，達(dá)到脫氯、脫硫的目的。精制后的氣體中硫含量小于后的氣體中硫含量小于0.1ppm0.1ppm，進(jìn)入預(yù)轉(zhuǎn)化部分。，進(jìn)入預(yù)轉(zhuǎn)化部分。三、工藝過程三、

10、工藝過程 預(yù)轉(zhuǎn)化預(yù)轉(zhuǎn)化原料氣升原料氣升壓及壓及精制精制 轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化生產(chǎn)工生產(chǎn)工生產(chǎn)工生產(chǎn)工生產(chǎn)工生產(chǎn)工藝過程藝過程藝過程藝過程藝過程藝過程PSA高溫變換高溫變換 精制后的原料氣，按水碳比精制后的原料氣，按水碳比2.3mol/mol2.3mol/mol與工藝蒸汽混合，再經(jīng)轉(zhuǎn)化與工藝蒸汽混合，再經(jīng)轉(zhuǎn)化爐對(duì)流段中原料爐對(duì)流段中原料/蒸汽預(yù)熱段預(yù)熱至蒸汽預(yù)熱段預(yù)熱至470470，進(jìn)入預(yù)轉(zhuǎn)化反應(yīng)器。預(yù)轉(zhuǎn)化反應(yīng)，進(jìn)入預(yù)轉(zhuǎn)化反應(yīng)器。預(yù)轉(zhuǎn)化反應(yīng)器為一絕熱反應(yīng)器，在催化劑的作用下，器為一絕熱反應(yīng)器，在催化劑的作用下，發(fā)生一系列的熱裂解、催化裂解、脫氫、發(fā)生一系列的熱裂解、催化裂解、脫氫、加氫、積碳、氧化、變換、甲

11、烷化反應(yīng)，加氫、積碳、氧化、變換、甲烷化反應(yīng)，生成富含甲烷的氣體。生成富含甲烷的氣體。預(yù)轉(zhuǎn)化預(yù)轉(zhuǎn)化三、工藝過程三、工藝過程 原料氣升原料氣升壓及壓及精制精制 自系統(tǒng)管網(wǎng)來的干氣經(jīng)壓縮機(jī)升壓自系統(tǒng)管網(wǎng)來的干氣經(jīng)壓縮機(jī)升壓后，與自界區(qū)來的天然氣混合進(jìn)入裝置，后，與自界區(qū)來的天然氣混合進(jìn)入裝置，混合后原料壓力混合后原料壓力4.0MPa4.0MPa（G G）。）。進(jìn)入脫硫部分的原料氣，首先經(jīng)過鈷鉬加氫反應(yīng)器，在鈷鉬催進(jìn)入脫硫部分的原料氣，首先經(jīng)過鈷鉬加氫反應(yīng)器，在鈷鉬催化劑的作用下發(fā)生氫解反應(yīng)，把有機(jī)硫轉(zhuǎn)化為無機(jī)硫，有機(jī)氯轉(zhuǎn)化劑的作用下發(fā)生氫解反應(yīng)，把有機(jī)硫轉(zhuǎn)化為無機(jī)硫，有機(jī)氯轉(zhuǎn)化為氯化氫。然后，加氫

12、后的原料氣通過脫硫反應(yīng)器床層，在加化為氯化氫。然后，加氫后的原料氣通過脫硫反應(yīng)器床層，在加氫反應(yīng)器氯化氫與氧化鈉反應(yīng)，生成氯化鈉，在脫硫反應(yīng)器氧化氫反應(yīng)器氯化氫與氧化鈉反應(yīng)，生成氯化鈉，在脫硫反應(yīng)器氧化鋅與硫化氫發(fā)生反應(yīng)，生成硫化鋅，達(dá)到脫氯、脫硫的目的。精鋅與硫化氫發(fā)生反應(yīng)，生成硫化鋅，達(dá)到脫氯、脫硫的目的。精制后的氣體中硫含量小于制后的氣體中硫含量小于0.1ppm0.1ppm，進(jìn)入預(yù)轉(zhuǎn)化部分。，進(jìn)入預(yù)轉(zhuǎn)化部分。三、工藝過程三、工藝過程 轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化 出預(yù)轉(zhuǎn)化反應(yīng)器的出預(yù)轉(zhuǎn)化反應(yīng)器的氣體富含甲烷，溫度氣體富含甲烷，溫度426，按總水碳比，按總水碳比2.85mol/mol配入工藝配入工藝蒸汽，再經(jīng)

13、轉(zhuǎn)化爐對(duì)流蒸汽，再經(jīng)轉(zhuǎn)化爐對(duì)流段預(yù)熱至段預(yù)熱至595，由上，由上集合管進(jìn)入轉(zhuǎn)化爐輻射集合管進(jìn)入轉(zhuǎn)化爐輻射段。段。轉(zhuǎn)化爐管內(nèi)裝有催化劑，在轉(zhuǎn)化爐管內(nèi)裝有催化劑，在催化劑的作用下，原料氣與水蒸催化劑的作用下，原料氣與水蒸氣發(fā)生復(fù)雜的轉(zhuǎn)化反應(yīng)，整個(gè)反氣發(fā)生復(fù)雜的轉(zhuǎn)化反應(yīng)，整個(gè)反應(yīng)過程表現(xiàn)為強(qiáng)吸熱過程，反應(yīng)應(yīng)過程表現(xiàn)為強(qiáng)吸熱過程，反應(yīng)所需熱量由轉(zhuǎn)化爐燃燒氣提供。所需熱量由轉(zhuǎn)化爐燃燒氣提供。出轉(zhuǎn)化爐的高溫轉(zhuǎn)化氣經(jīng)轉(zhuǎn)化蒸出轉(zhuǎn)化爐的高溫轉(zhuǎn)化氣經(jīng)轉(zhuǎn)化蒸汽發(fā)生器發(fā)生中壓蒸汽后，溫度汽發(fā)生器發(fā)生中壓蒸汽后，溫度降至降至340340進(jìn)入高溫變換部分進(jìn)入高溫變換部分.三、工藝過程三、工藝過程 高溫變換高溫變換 由轉(zhuǎn)化

14、氣蒸汽發(fā)生器來的由轉(zhuǎn)化氣蒸汽發(fā)生器來的340340轉(zhuǎn)化氣進(jìn)入高溫變轉(zhuǎn)化氣進(jìn)入高溫變換反應(yīng)器，在催化劑的作用下發(fā)生變換反應(yīng)，將變換氣換反應(yīng)器，在催化劑的作用下發(fā)生變換反應(yīng)，將變換氣中中COCO降至降至3%3%左右。為了提高左右。為了提高COCO的變換率，增加產(chǎn)品氫的的變換率，增加產(chǎn)品氫的收率，變換部分設(shè)置兩段反應(yīng)器。第一段反應(yīng)器出口殘收率，變換部分設(shè)置兩段反應(yīng)器。第一段反應(yīng)器出口殘余余COCO含量約為含量約為4.4%4.4%，出口溫度約，出口溫度約416416。第一段反應(yīng)器。第一段反應(yīng)器出口變換氣經(jīng)過冷卻至出口變換氣經(jīng)過冷卻至340340后，進(jìn)入第二段反應(yīng)器進(jìn)后，進(jìn)入第二段反應(yīng)器進(jìn)一步發(fā)生變換反

15、應(yīng)，反應(yīng)出口溫度為一步發(fā)生變換反應(yīng)，反應(yīng)出口溫度為352352，殘余，殘余COCO含含量降至量降至3.0%3.0%左右，變換氣經(jīng)一系列的換熱器冷卻降溫至左右，變換氣經(jīng)一系列的換熱器冷卻降溫至4040，并經(jīng)分水后進(jìn)入，并經(jīng)分水后進(jìn)入PSAPSA部分。部分。PSAPSA三、工藝過程三、工藝過程 PSAPSAPSAPSA 來自造氣部分壓力為來自造氣部分壓力為2.3MPa(G)2.3MPa(G)，溫度，溫度40 40 的變的變換氣，進(jìn)入換氣，進(jìn)入PSAPSA部分。部分。產(chǎn)品氫氣經(jīng)壓力調(diào)節(jié)系產(chǎn)品氫氣經(jīng)壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)穩(wěn)壓后送至加氫裝置作統(tǒng)穩(wěn)壓后送至加氫裝置作為原料。為原料。PSAPSA的原料氣自吸附塔底的原

16、料氣自吸附塔底進(jìn)入正處于吸附工況的吸附塔進(jìn)入正處于吸附工況的吸附塔內(nèi)，在其中多種吸附劑的依次內(nèi)，在其中多種吸附劑的依次選擇吸附下，一次性除去氫以選擇吸附下，一次性除去氫以外的幾乎所有雜質(zhì)，獲得純度外的幾乎所有雜質(zhì)，獲得純度大于大于99.9%99.9%的產(chǎn)品氫氣。的產(chǎn)品氫氣。塔底的解吸氣經(jīng)穩(wěn)壓后塔底的解吸氣經(jīng)穩(wěn)壓后送至轉(zhuǎn)化爐作為燃料。送至轉(zhuǎn)化爐作為燃料。氫氣氫氣燃料氣燃料氣天然氣天然氣干氣干氣石腦油石腦油三、工藝過程三、工藝過程 三、工藝過程三、工藝過程 四、關(guān)鍵設(shè)備介紹四、關(guān)鍵設(shè)備介紹-轉(zhuǎn)化爐轉(zhuǎn)化爐轉(zhuǎn)化爐轉(zhuǎn)化爐轉(zhuǎn)化爐轉(zhuǎn)化爐四、關(guān)鍵設(shè)備介紹四、關(guān)鍵設(shè)備介紹-轉(zhuǎn)化爐轉(zhuǎn)化爐 頂燒爐頂燒爐以以I.C.

17、I和和 Kellogg為代表為代表 燃燒器布置在輻射室頂部，轉(zhuǎn)化管受燃燒器布置在輻射室頂部，轉(zhuǎn)化管受熱形式為單排管受雙面輻射，火焰與爐管熱形式為單排管受雙面輻射，火焰與爐管平行，垂直向下燃燒，煙氣下行，從爐膛平行，垂直向下燃燒，煙氣下行，從爐膛底部煙道離開輻射室。這種爐型的對(duì)流室底部煙道離開輻射室。這種爐型的對(duì)流室均布置在輻射室旁邊。均布置在輻射室旁邊。大型化的制氫爐大都選用頂燒爐（約大型化的制氫爐大都選用頂燒爐（約占占75%）。）。頂燒爐簡圖頂燒爐簡圖頂燒爐現(xiàn)場照片頂燒爐現(xiàn)場照片返回返回四、關(guān)鍵設(shè)備介紹四、關(guān)鍵設(shè)備介紹-轉(zhuǎn)化爐轉(zhuǎn)化爐側(cè)燒爐側(cè)燒爐以丹麥以丹麥TOPSE公司為代表公司為代表燃燒器

18、在輻射室的側(cè)墻，火焰附墻燃燒。燃燒器在輻射室的側(cè)墻，火焰附墻燃燒。早期轉(zhuǎn)化管的受熱形式多為爐膛中間的雙早期轉(zhuǎn)化管的受熱形式多為爐膛中間的雙排管受側(cè)墻的雙面輻射，由于受熱形式不排管受側(cè)墻的雙面輻射，由于受熱形式不好，操作條件苛刻時(shí)，爐管易彎曲，現(xiàn)在好，操作條件苛刻時(shí)，爐管易彎曲，現(xiàn)在大部分都改為單排管受雙面輻射的形式。大部分都改為單排管受雙面輻射的形式。這種爐子的煙氣上行，對(duì)流室置于輻射室這種爐子的煙氣上行，對(duì)流室置于輻射室頂部，大型裝置的對(duì)流室考慮到結(jié)構(gòu)及檢頂部，大型裝置的對(duì)流室考慮到結(jié)構(gòu)及檢修等原因，對(duì)流室經(jīng)常放置在輻射室旁邊修等原因，對(duì)流室經(jīng)常放置在輻射室旁邊。側(cè)燒爐簡圖側(cè)燒爐簡圖返回返回

19、四、關(guān)鍵設(shè)備介紹四、關(guān)鍵設(shè)備介紹-轉(zhuǎn)化爐轉(zhuǎn)化爐梯臺(tái)爐梯臺(tái)爐以美國以美國FOSTER WHEELER（福斯特（福斯特*惠勒）惠勒）公司為代表公司為代表輻射室側(cè)墻呈梯臺(tái)形，燃燒器火焰沿傾斜輻射室側(cè)墻呈梯臺(tái)形，燃燒器火焰沿傾斜爐墻平行燃燒，通過爐墻向轉(zhuǎn)化管輻射傳爐墻平行燃燒，通過爐墻向轉(zhuǎn)化管輻射傳熱。與側(cè)燒爐類似，轉(zhuǎn)化管可以為雙排或熱。與側(cè)燒爐類似，轉(zhuǎn)化管可以為雙排或單排。這種爐子的對(duì)流室全部置于輻射室單排。這種爐子的對(duì)流室全部置于輻射室頂部，煙氣上行，采用自然抽風(fēng)，沒有引頂部，煙氣上行，采用自然抽風(fēng)，沒有引風(fēng)機(jī)。風(fēng)機(jī)。返回返回四、關(guān)鍵設(shè)備介紹四、關(guān)鍵設(shè)備介紹-轉(zhuǎn)化爐轉(zhuǎn)化爐底燒爐底燒爐目前多用于目前

20、多用于小型裝置小型裝置燃燒器位于輻射室底部，煙氣上行。燃燒器位于輻射室底部，煙氣上行。底燒爐現(xiàn)場照片底燒爐現(xiàn)場照片返回返回1 1、提供的熱量與介質(zhì)流向相、提供的熱量與介質(zhì)流向相 同，適合轉(zhuǎn)化反應(yīng)的要求。同，適合轉(zhuǎn)化反應(yīng)的要求。2 2、爐管受熱均勻，有利于延長、爐管受熱均勻，有利于延長爐管的使用壽命。爐管的使用壽命。3 3、燃燒器數(shù)量少，調(diào)節(jié)方便，、燃燒器數(shù)量少，調(diào)節(jié)方便，維護(hù)量小。維護(hù)量小。4 4、占地面積小，對(duì)流段設(shè)置于、占地面積小，對(duì)流段設(shè)置于地面上，安裝和檢修都較為方便，地面上，安裝和檢修都較為方便，汽包安裝高度亦大大降低。汽包安裝高度亦大大降低。四、關(guān)鍵設(shè)備介紹四、關(guān)鍵設(shè)備介紹-轉(zhuǎn)化爐

21、轉(zhuǎn)化爐特點(diǎn)特點(diǎn)圖片圖片我公司制氫裝置采用頂燒爐我公司制氫裝置采用頂燒爐四、關(guān)鍵設(shè)備介紹四、關(guān)鍵設(shè)備介紹-轉(zhuǎn)化爐轉(zhuǎn)化爐傳熱方式傳熱方式熱強(qiáng)度及熱強(qiáng)度及壁溫分布壁溫分布結(jié)構(gòu)特點(diǎn)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)操作便利性操作便利性工況的適應(yīng)工況的適應(yīng)爐型結(jié)構(gòu)爐型結(jié)構(gòu)比較比較 爐型結(jié)構(gòu)比較爐型結(jié)構(gòu)比較傳熱方式傳熱方式 頂燒爐的燃燒器安裝在輻射室頂部，火焰從上往下燒，頂燒爐的燃燒器安裝在輻射室頂部，火焰從上往下燒，煙氣流動(dòng)方向與轉(zhuǎn)化管內(nèi)介質(zhì)流動(dòng)方向相同，傳熱方式為并煙氣流動(dòng)方向與轉(zhuǎn)化管內(nèi)介質(zhì)流動(dòng)方向相同，傳熱方式為并流傳熱。側(cè)燒爐燃燒器安裝在輻射室側(cè)墻，火焰附墻燃燒，流傳熱。側(cè)燒爐燃燒器安裝在輻射室側(cè)墻，火焰附墻燃燒，通過輻射

22、墻對(duì)轉(zhuǎn)化管傳熱，煙氣流動(dòng)方向與管內(nèi)介質(zhì)流動(dòng)方通過輻射墻對(duì)轉(zhuǎn)化管傳熱，煙氣流動(dòng)方向與管內(nèi)介質(zhì)流動(dòng)方向相反，傳熱方式錯(cuò)流傳熱。梯臺(tái)爐的燃燒器排數(shù)比側(cè)燒爐向相反，傳熱方式錯(cuò)流傳熱。梯臺(tái)爐的燃燒器排數(shù)比側(cè)燒爐要少，是一種改進(jìn)的錯(cuò)流傳熱。底燒爐為逆流傳熱。要少，是一種改進(jìn)的錯(cuò)流傳熱。底燒爐為逆流傳熱。爐型結(jié)構(gòu)比較爐型結(jié)構(gòu)比較 工況的適應(yīng)工況的適應(yīng) 頂燒爐上部供熱較多，轉(zhuǎn)化管采用抗積碳性能好的催化劑頂燒爐上部供熱較多，轉(zhuǎn)化管采用抗積碳性能好的催化劑時(shí)，可以很好的和轉(zhuǎn)化反應(yīng)相匹配，在反應(yīng)最激烈處能供給時(shí)，可以很好的和轉(zhuǎn)化反應(yīng)相匹配，在反應(yīng)最激烈處能供給最多的熱量，燃料放熱分布與反應(yīng)吸熱分布較協(xié)調(diào)。但爐管最多

23、的熱量，燃料放熱分布與反應(yīng)吸熱分布較協(xié)調(diào)。但爐管縱向溫度不能調(diào)節(jié)，在操作末期或催化劑積碳時(shí)，上部反應(yīng)縱向溫度不能調(diào)節(jié)，在操作末期或催化劑積碳時(shí)，上部反應(yīng)較少，管內(nèi)介質(zhì)溫度升高很快，造成轉(zhuǎn)化爐管的管壁溫度升較少，管內(nèi)介質(zhì)溫度升高很快，造成轉(zhuǎn)化爐管的管壁溫度升高，對(duì)爐管壽命有影響，設(shè)計(jì)管壁溫度也需要較大的裕量。高，對(duì)爐管壽命有影響，設(shè)計(jì)管壁溫度也需要較大的裕量。側(cè)燒爐和梯臺(tái)爐可以根據(jù)需要調(diào)節(jié)沿爐管長度方向受熱的側(cè)燒爐和梯臺(tái)爐可以根據(jù)需要調(diào)節(jié)沿爐管長度方向受熱的負(fù)荷，對(duì)不同工況的適應(yīng)情況較好。負(fù)荷，對(duì)不同工況的適應(yīng)情況較好。爐型結(jié)構(gòu)比較爐型結(jié)構(gòu)比較 操作情況操作情況 頂燒爐的燃燒器都集中在爐頂，造成

24、爐頂?shù)牟夙敓隣t的燃燒器都集中在爐頂，造成爐頂?shù)牟僮鳁l件比較惡劣，由于爐頂?shù)臏囟确浅８?，爐頂作條件比較惡劣，由于爐頂?shù)臏囟确浅８?，爐頂布置又非常緊密，正常操作過程中調(diào)節(jié)燃燒器有布置又非常緊密，正常操作過程中調(diào)節(jié)燃燒器有一定難度。側(cè)燒爐和梯臺(tái)爐的燃燒器均布置在側(cè)一定難度。側(cè)燒爐和梯臺(tái)爐的燃燒器均布置在側(cè)墻，操作條件和緩，對(duì)正常操作好處較大。但側(cè)墻，操作條件和緩，對(duì)正常操作好處較大。但側(cè)燒爐由于燃燒器數(shù)量較多，點(diǎn)火時(shí)花費(fèi)的時(shí)間比燒爐由于燃燒器數(shù)量較多，點(diǎn)火時(shí)花費(fèi)的時(shí)間比頂燒爐要長。頂燒爐要長。爐型結(jié)構(gòu)比較爐型結(jié)構(gòu)比較 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 頂燒爐的所有轉(zhuǎn)化管排均在同一爐膛內(nèi)，排列比較緊湊，頂燒爐的所有轉(zhuǎn)

25、化管排均在同一爐膛內(nèi)，排列比較緊湊，節(jié)省占地面積，適于大型化。側(cè)燒爐和梯臺(tái)爐由于是兩個(gè)輻節(jié)省占地面積，適于大型化。側(cè)燒爐和梯臺(tái)爐由于是兩個(gè)輻射室并列排列，所以在爐管數(shù)量相同時(shí)，占地面積較大，大射室并列排列，所以在爐管數(shù)量相同時(shí)，占地面積較大，大型化有一定的困難。型化有一定的困難。頂燒爐的燃燒器數(shù)量較少，密集排列在爐頂，燃料配管及空頂燒爐的燃燒器數(shù)量較少，密集排列在爐頂，燃料配管及空氣配管相應(yīng)簡化，但爐頂結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。側(cè)燒爐燃燒器數(shù)量氣配管相應(yīng)簡化，但爐頂結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。側(cè)燒爐燃燒器數(shù)量較多，分布在輻射室側(cè)墻，燃料配管及空氣配管較多。較多，分布在輻射室側(cè)墻，燃料配管及空氣配管較多。爐型結(jié)構(gòu)比較爐型

26、結(jié)構(gòu)比較 熱強(qiáng)度及壁溫分布熱強(qiáng)度及壁溫分布 頂燒爐火焰在爐頂，最高管壁溫度和熱強(qiáng)度同時(shí)在轉(zhuǎn)化管頂出頂燒爐火焰在爐頂，最高管壁溫度和熱強(qiáng)度同時(shí)在轉(zhuǎn)化管頂出現(xiàn)峰值。側(cè)燒和梯臺(tái)爐，燃燒器均勻分布在管長的不同標(biāo)高，輻現(xiàn)峰值。側(cè)燒和梯臺(tái)爐，燃燒器均勻分布在管長的不同標(biāo)高，輻射傳熱比較均勻，可避免該峰值，降低設(shè)計(jì)壁溫。管壁設(shè)計(jì)溫度射傳熱比較均勻，可避免該峰值，降低設(shè)計(jì)壁溫。管壁設(shè)計(jì)溫度相同時(shí)，側(cè)燒爐和梯臺(tái)爐可允許較大的總平均管壁熱強(qiáng)度，減少相同時(shí)，側(cè)燒爐和梯臺(tái)爐可允許較大的總平均管壁熱強(qiáng)度，減少傳熱面積，降低轉(zhuǎn)化管數(shù)量。底燒爐具有爐頂熱強(qiáng)度低，爐底熱傳熱面積，降低轉(zhuǎn)化管數(shù)量。底燒爐具有爐頂熱強(qiáng)度低，爐底熱

27、強(qiáng)度高的特性，爐管壁溫變化最大，特別是爐底處爐管壁溫是所強(qiáng)度高的特性，爐管壁溫變化最大，特別是爐底處爐管壁溫是所有爐型中最高，對(duì)爐管壽命十分不利，為了控制最高管壁熱強(qiáng)度有爐型中最高，對(duì)爐管壽命十分不利，為了控制最高管壁熱強(qiáng)度不超標(biāo)，只能選用很低的平均熱強(qiáng)度，造成管材巨大浪費(fèi)，所以不超標(biāo)，只能選用很低的平均熱強(qiáng)度，造成管材巨大浪費(fèi)，所以大型裝置都不采用底燒爐。大型裝置都不采用底燒爐。四、關(guān)鍵設(shè)備介紹四、關(guān)鍵設(shè)備介紹-壓縮機(jī)壓縮機(jī) 原動(dòng)機(jī)帶動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn)，而曲軸通過連桿與活塞桿相連，連桿將曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，活塞在汽缸內(nèi)對(duì)氣體進(jìn)行壓縮工作過程演示 整個(gè)工作過程分吸氣、壓縮和排氣三個(gè)過程

28、 壓縮機(jī)的理想工作過程是：壓縮機(jī)沒有余隙容積，吸、排氣過程沒有阻力損失，吸、排氣過程中與外界沒有熱量交換；沒有泄漏。由于壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)、制造、由于壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)、制造、裝配、運(yùn)轉(zhuǎn)等方面的需要，氣裝配、運(yùn)轉(zhuǎn)等方面的需要，氣缸中某些部位留有一定的空間缸中某些部位留有一定的空間或間隙，將這部分空間或間隙或間隙，將這部分空間或間隙稱為余隙容積稱為余隙容積結(jié)構(gòu)圖結(jié)構(gòu)圖機(jī)體機(jī)體曲軸曲軸連桿連桿活塞組活塞組閥門閥門軸封軸封油泵油泵能量調(diào)節(jié)裝置能量調(diào)節(jié)裝置油循環(huán)系統(tǒng)油循環(huán)系統(tǒng)四、關(guān)鍵設(shè)備介紹四、關(guān)鍵設(shè)備介紹-壓縮機(jī)壓縮機(jī)實(shí)體圖實(shí)體圖壓縮機(jī)實(shí)體圖壓縮機(jī)實(shí)體圖氣固相催化氣固相催化反應(yīng)器分類反應(yīng)器分類固定床反應(yīng)器固定床反應(yīng)

29、器流化床反應(yīng)器流化床反應(yīng)器移動(dòng)床反應(yīng)器移動(dòng)床反應(yīng)器固體催化劑顆粒堆積所形成固體催化劑顆粒堆積所形成的固定床層靜止不動(dòng)，氣體的固定床層靜止不動(dòng)，氣體反應(yīng)物自上而下流過床層，反應(yīng)物自上而下流過床層，進(jìn)行反應(yīng)的裝置稱作固定床進(jìn)行反應(yīng)的裝置稱作固定床反應(yīng)器反應(yīng)器四、關(guān)鍵設(shè)備介紹四、關(guān)鍵設(shè)備介紹-反應(yīng)器反應(yīng)器催化劑展示催化劑展示優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)threetwofourone 固定床層內(nèi)的氣相流動(dòng)接固定床層內(nèi)的氣相流動(dòng)接近平推流，有利于實(shí)現(xiàn)較高近平推流，有利于實(shí)現(xiàn)較高的轉(zhuǎn)化率與選擇性的轉(zhuǎn)化率與選擇性 反應(yīng)器的操作方便、操反應(yīng)器的操作方便、操作彈性較大作彈性較大 可用較少量的催化劑和較可用較少量的催化劑和較

30、小的反應(yīng)器容積獲得較大的生小的反應(yīng)器容積獲得較大的生產(chǎn)能力產(chǎn)能力 結(jié)構(gòu)簡單、催化劑機(jī)械磨結(jié)構(gòu)簡單、催化劑機(jī)械磨損小，適合于貴金屬催化劑損小，適合于貴金屬催化劑 固定床反應(yīng)器的優(yōu)點(diǎn)固定床反應(yīng)器的優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)缺點(diǎn)缺點(diǎn)缺點(diǎn)threetwofourone 催化劑顆粒較大，有效系催化劑顆粒較大，有效系數(shù)較低。數(shù)較低。無無 催化劑床層的傳熱系數(shù)較催化劑床層的傳熱系數(shù)較小，容易產(chǎn)生局部過熱小，容易產(chǎn)生局部過熱。催化劑顆粒的更換麻煩，催化劑顆粒的更換麻煩，不適于容易失活的催化劑。不適于容易失活的催化劑。固定床反應(yīng)器的缺點(diǎn)固定床反應(yīng)器的缺點(diǎn)自熱式反應(yīng)器自熱式反應(yīng)器裝置概述裝置概述工藝原理工藝原理列管式固定床反應(yīng)器列

31、管式固定床反應(yīng)器絕熱式固定床反應(yīng)器絕熱式固定床反應(yīng)器多段絕熱式固定床反應(yīng)器多段絕熱式固定床反應(yīng)器固定床反應(yīng)器類型固定床反應(yīng)器類型 反應(yīng)器外殼包裹絕熱保反應(yīng)器外殼包裹絕熱保溫層，使催化劑床層與外溫層，使催化劑床層與外界沒有熱量交換。中空?qǐng)A界沒有熱量交換。中空?qǐng)A筒的底部放置擱板，上面筒的底部放置擱板，上面堆放固體催化劑。氣體從堆放固體催化劑。氣體從上而下通過催化劑床層上而下通過催化劑床層。四、關(guān)鍵設(shè)備介紹四、關(guān)鍵設(shè)備介紹-轉(zhuǎn)化爐轉(zhuǎn)化爐圖片圖片絕熱式固定床反應(yīng)器絕熱式固定床反應(yīng)器 四、關(guān)鍵設(shè)備介紹四、關(guān)鍵設(shè)備介紹-反應(yīng)器反應(yīng)器 結(jié)構(gòu)簡單，床層橫截面結(jié)構(gòu)簡單，床層橫截面溫度均勻。單位體積內(nèi)催溫度均勻。

32、單位體積內(nèi)催化劑量大，即生產(chǎn)能力大?；瘎┝看螅瓷a(chǎn)能力大。但只適用于熱效應(yīng)不大的但只適用于熱效應(yīng)不大的反應(yīng)反應(yīng)。原料氣產(chǎn)物催化劑催化劑絕熱式固定床反應(yīng)器 反應(yīng)器簡圖反應(yīng)器簡圖 如圖如圖(a)(a)所示。這種反應(yīng)所示。這種反應(yīng)器結(jié)構(gòu)最簡單，實(shí)際上是器結(jié)構(gòu)最簡單，實(shí)際上是一個(gè)容器，催化劑均勻堆一個(gè)容器，催化劑均勻堆置于床內(nèi)，預(yù)熱到一定溫置于床內(nèi)，預(yù)熱到一定溫度的反應(yīng)物料自上而下流度的反應(yīng)物料自上而下流過床層進(jìn)行反應(yīng)，床層同過床層進(jìn)行反應(yīng)，床層同外界無熱交換外界無熱交換。圖片圖片絕熱式固定床反應(yīng)器絕熱式固定床反應(yīng)器 如圖如圖 (b)(b)所示。徑向反所示。徑向反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)較軸向反應(yīng)器應(yīng)器的結(jié)構(gòu)較軸向反應(yīng)器復(fù)雜，催化劑裝載于兩個(gè)復(fù)雜，催化劑裝載于兩個(gè)同心圓構(gòu)成的環(huán)隙中，流同心圓構(gòu)成的環(huán)隙中，流體沿徑向流過床層，可采體沿徑向流過床層，可采用離心流動(dòng)或向心流動(dòng)用離心流動(dòng)或向心流動(dòng)。軸向軸向徑向徑向徑向反應(yīng)器的優(yōu)點(diǎn)是流徑向反應(yīng)器的優(yōu)點(diǎn)是流體流過的距離較短，流體流過的距離較短，流道截面積較大，床層阻道截面積較大，床層阻力降較小。力降較小。四、關(guān)鍵設(shè)備介紹四、關(guān)鍵設(shè)備介紹-反應(yīng)器反應(yīng)器(a)(b)軸向反應(yīng)器和徑向反應(yīng)器示意圖軸向反應(yīng)器和徑向反應(yīng)器示意圖軸向反應(yīng)器和徑向反應(yīng)器簡圖軸向反應(yīng)器和徑向反應(yīng)器簡圖