本實(shí)用新型涉及一種合成氨換熱式轉(zhuǎn)化爐和二段爐夾套水循環(huán)利用系統(tǒng)，屬于合成氨設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
氮肥廠合成氨工藝總流程為：來(lái)自長(zhǎng)輸管線的天然氣首先進(jìn)入天然氣配氣站，天然氣在配氣站進(jìn)行緩沖及調(diào)壓后進(jìn)入合成氨裝置的常溫脫硫系統(tǒng)，然后通過(guò)天然氣壓縮，高溫脫硫，換熱式一段蒸汽轉(zhuǎn)化、二段富氧空氣轉(zhuǎn)化，一氧化碳高、低溫變換，改良熱鉀堿法脫碳，甲烷化深度凈化去除殘余的CO和CO2，合成氣壓縮，14.0MPa下氨合成，冷凍分離，最終得到產(chǎn)品液氨。
合成氨裝置造氣工序?qū)嵭械氖菗Q熱式轉(zhuǎn)化工藝，即是通過(guò)向天然氣里面加入蒸汽，混合加熱后進(jìn)入換熱式轉(zhuǎn)化爐反應(yīng)生成CO、CO2、H2，部分未反應(yīng)的天然氣和反應(yīng)后生成的CO、CO2、H2一起進(jìn)入二段爐，與從空氣壓縮機(jī)來(lái)的富氧空氣混合再次進(jìn)行反應(yīng)，此時(shí)天然氣里面的甲烷基本上全部轉(zhuǎn)化為CO、CO2、H2，反應(yīng)后的氣體經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)化鍋爐換熱后再進(jìn)入變換工序。造氣工序主要設(shè)備是換熱式轉(zhuǎn)化爐和二段爐，由于天然氣、蒸汽和空氣在二段爐和換熱式轉(zhuǎn)化爐里面反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生1000℃左右的高溫，而設(shè)備材質(zhì)是16MnR，無(wú)法承受這么高的溫度。為解決此問(wèn)題，設(shè)計(jì)上是這樣實(shí)現(xiàn)的：在設(shè)備里面內(nèi)襯耐火材料，設(shè)備殼體外增加一層普通碳鋼做的外夾套，夾套里面加入脫鹽水，脫鹽水吸收殼體外傳的高溫?zé)崃浚糠置擕}水被加熱成低壓蒸汽從夾套頂部放空排掉，未產(chǎn)生蒸汽的脫鹽水通過(guò)夾套頂部的高位溢流回出來(lái)至收集水槽或直接排放，脫鹽水把設(shè)備殼體的熱量全部帶走，從而確保設(shè)備的生產(chǎn)安全，但是在現(xiàn)有的工藝中，脫鹽水或水蒸氣中的熱量均被大量浪費(fèi)掉，不利于節(jié)能環(huán)保。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種合成氨換熱式轉(zhuǎn)化爐和二段爐夾套水循環(huán)利用系統(tǒng)，充分回收利用換熱式轉(zhuǎn)化爐和二段爐的夾套水和水蒸氣的余熱。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案為：一種合成氨換熱式轉(zhuǎn)化爐和二段爐夾套水循環(huán)利用系統(tǒng)，包括換熱式轉(zhuǎn)化爐和二段爐，所述換熱式轉(zhuǎn)化爐和二段爐外均設(shè)置夾套，在夾套的底部設(shè)置脫鹽水進(jìn)口，在夾套的上部設(shè)置脫鹽水出口，所述換熱式轉(zhuǎn)化爐和二段爐的夾套的頂部設(shè)置水蒸汽出口，其特征在于：所述換熱式轉(zhuǎn)化爐和二段爐的夾套的脫鹽水進(jìn)口分別通過(guò)管道與夾套水泵的出水口相連，所述夾套水泵的進(jìn)水口通過(guò)管道與夾套水槽相連，所述換熱式轉(zhuǎn)化爐和二段爐的夾套的脫鹽水出口通過(guò)管道與收集水槽連通，所述收集水槽通過(guò)管道與第一換熱器的熱水進(jìn)口相連，所述第一換熱器的冷空氣進(jìn)口與空氣壓縮機(jī)相連，所述第一換熱器的冷水出口通過(guò)管道與第一水冷器相連，所述第一水冷器的出口通過(guò)管道與夾套水槽連通；
所述換熱式轉(zhuǎn)化爐和二段爐的夾套的水蒸氣出口分別通過(guò)管道與第二換熱器的蒸汽進(jìn)口相連，所述第二換熱器的冷空氣進(jìn)口連接到空氣壓縮機(jī)，所述第二換熱器的水出口與第二水冷器的進(jìn)水口相連，所述第二水冷器的出水口通過(guò)管道與蒸汽冷凝液槽相連，所述第一換熱器和第二換熱器出來(lái)的加熱后的空氣去蒸汽加熱器被繼續(xù)加熱后進(jìn)入二段爐反應(yīng)。
在上述方案中：所述蒸汽冷凝液槽內(nèi)的蒸汽冷凝水通過(guò)蒸汽冷凝液泵輸送到鍋爐，作為鍋爐補(bǔ)水使用。
采用上述方案，脫鹽水將換熱式轉(zhuǎn)化爐和二段爐的熱量帶走，與此同時(shí)，脫鹽水本身被加熱至90-100℃，一部分變成水蒸氣從夾套的頂部出來(lái)，通過(guò)第二換熱器將熱量傳遞給來(lái)自空壓機(jī)的空氣，對(duì)空氣進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱后的空氣去蒸汽加熱器被繼續(xù)加熱，加熱后的空氣進(jìn)入二段爐反應(yīng)。被冷凝的水蒸氣再次經(jīng)過(guò)第二水冷器被循環(huán)水冷卻，最后被收集，因?yàn)檎羝淠乃|(zhì)好，可作為鍋爐補(bǔ)水用。
沒(méi)有變?yōu)檎羝拿擕}水從夾套的上部的脫鹽水出口溢流出來(lái)，進(jìn)入收集水槽，然后進(jìn)入第一換熱器，在第一換熱器，脫鹽水被冷卻至40-50℃，同時(shí)，將來(lái)自空氣壓縮機(jī)的空氣加熱，加熱后的空氣去蒸汽加熱器被繼續(xù)加熱，加熱后的空氣進(jìn)入二段爐反應(yīng)。脫鹽水則進(jìn)入第一水冷器，被循環(huán)水冷卻后回到夾套水槽，繼續(xù)循環(huán)冷卻換熱式轉(zhuǎn)化爐和二段爐。
在上述方案中：為了便于控制整個(gè)系統(tǒng)，所述換熱式轉(zhuǎn)化爐和二段爐的夾套的脫鹽水進(jìn)口與夾套水泵相連的管道上、夾套水泵與夾套水槽相連的管道上均設(shè)置有閥門，所述換熱式轉(zhuǎn)化爐和二段爐的夾套的脫鹽水出口與收集水槽相連的管道上、收集水槽與第一換熱器相連的管道上、第一換熱器與第一水冷器相連的管道上、第一水冷器與夾套水槽相連的管道上也均設(shè)置有閥門。所述換熱式轉(zhuǎn)化爐和二段爐的夾套的水蒸氣出口與第二換熱器相連的管道上設(shè)置蒸汽閥門，所述第二換熱器與第二水冷器相連的管道上、所述第二水冷器與蒸汽冷凝液槽相連的管道上均設(shè)置有閥門。
有益效果：本實(shí)用新型設(shè)計(jì)合理，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，通過(guò)換熱器充分利用夾套水和水蒸氣的余熱對(duì)反應(yīng)空氣進(jìn)行預(yù)熱，節(jié)能環(huán)保。
附圖說(shuō)明
圖1為本實(shí)用新型的工藝流程圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明：
實(shí)施例1，如圖1所示：本實(shí)用新型的合成氨換熱式轉(zhuǎn)化爐和二段爐夾套水循環(huán)利用系統(tǒng)由換熱式轉(zhuǎn)化爐1、二段爐2、夾套水泵3、夾套水槽4、收集水槽5、第一換熱器6、第一水冷器7、第二換熱器8、第二水冷器9、蒸汽冷凝液槽10、蒸汽冷凝液泵11、閥門12、蒸汽閥門13等部件組成。
換熱式轉(zhuǎn)化爐1和二段爐2外均設(shè)置夾套，在夾套的底部設(shè)置脫鹽水進(jìn)口，在夾套的上部設(shè)置脫鹽水出口，換熱式轉(zhuǎn)化爐1和二段爐2的夾套的頂部設(shè)置水蒸汽出口，換熱式轉(zhuǎn)化爐1和二段爐2的夾套的脫鹽水進(jìn)口分別通過(guò)管道與夾套水泵3的出水口相連，夾套水泵3的進(jìn)水口通過(guò)管道與夾套水槽4相連，換熱式轉(zhuǎn)化爐1和二段爐2的夾套的脫鹽水出口通過(guò)管道與收集水槽5連通，收集水槽5通過(guò)管道與第一換熱器6的熱水進(jìn)口相連，第一換熱器6的冷空氣進(jìn)口與空氣壓縮機(jī)相連，第一換熱器6的冷水出口通過(guò)管道與第一水冷器7相連，第一水冷器7的出口通過(guò)管道與夾套水槽連通。
換熱式轉(zhuǎn)化爐1和二段爐2的夾套的水蒸氣出口分別通過(guò)管道與第二換熱器8的蒸汽進(jìn)口相連，換熱式轉(zhuǎn)化爐1和二段爐2的夾套的水蒸氣出口與第二換熱器8相連的管道上設(shè)置蒸汽閥門13，第二換熱器8的冷空氣進(jìn)口連接到空氣壓縮機(jī)，第二換熱器8的水出口與第二水冷器9的進(jìn)水口相連，第一水冷器7和第二水冷器9的冷卻水來(lái)自循環(huán)水系統(tǒng)。第二水冷器9的出水口通過(guò)管道與蒸汽冷凝液槽10相連，蒸汽冷凝液槽10內(nèi)的蒸汽冷凝水通過(guò)蒸汽冷凝液泵11輸送到鍋爐，作為鍋爐用水使用。第一換熱器6和第二換熱器8出來(lái)的加熱后的空氣去蒸汽加熱器被繼續(xù)加熱，加熱后作為反應(yīng)氣進(jìn)入二段爐反應(yīng)。
換熱式轉(zhuǎn)化爐1和二段爐2的夾套的脫鹽水進(jìn)口與夾套水泵3相連的管道上、夾套水泵3與夾套水槽4相連的管道上均設(shè)置有閥門12，換熱式轉(zhuǎn)化爐1和二段爐2的夾套的脫鹽水出口與收集水槽5相連的管道上、收集水槽5與第一換熱器6相連的管道上、第一換熱器6與第一水冷器7相連的管道上、第一水冷器7與夾套水槽4相連的管道上也均設(shè)置有閥門12。第二換熱器8與第二水冷器9相連的管道上、第二水冷器9與蒸汽冷凝液槽10相連的管道、蒸汽冷凝液槽10與蒸汽冷凝液泵11相連的管道上均設(shè)置有閥門12。
本實(shí)用新型不局限于上述具體實(shí)施例，應(yīng)當(dāng)理解，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員無(wú)需創(chuàng)造性勞動(dòng)就可以根據(jù)本實(shí)用新型的構(gòu)思做出諸多修改和變化?？傊?，凡本技術(shù)領(lǐng)域中技術(shù)人員依本實(shí)用新型的構(gòu)思在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上通過(guò)邏輯分析、推理或者有限的實(shí)驗(yàn)可以得到的技術(shù)方案，皆應(yīng)在由權(quán)利要求書所確定的保護(hù)范圍內(nèi)。