氣體換熱系統(tǒng)及包括其的甲醇合成系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及甲醇生產(chǎn)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種氣體換熱系統(tǒng)及包括其的甲醇合成系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在1924年以前，甲醇幾乎全部是通過(guò)木材干餾法分解獲取。隨著社會(huì)的發(fā)展，甲醇的需要量與日俱增，木材干餾法逐漸不能滿足需要。因此人們開(kāi)始采用化學(xué)合成的方法生產(chǎn)甲醇。目前，合成甲醇的方法主要是以一氧化碳與氫氣的混合氣為原料氣的氣相合成法，其具體反應(yīng)式如下:
[0003]CO+2H2= CH 3OH ΔΗ = -90.8KJ/mol
[0004]這種氣相合成方法包括高壓、中壓和低壓三種方法。其中，高壓合成法是指在高溫高壓下合成甲醇，但是此方法由于操作壓力高，動(dòng)力消耗大，設(shè)備復(fù)雜，產(chǎn)品質(zhì)量差等原因正在逐漸被淘汰；低壓法是指在低溫低壓下合成甲醇，是現(xiàn)在工業(yè)生產(chǎn)甲醇的主流方法；而中壓法則是在低壓制備方法上進(jìn)一步發(fā)展而來(lái)，但是由于技術(shù)并不是很成熟，所以普及度并不高?，F(xiàn)在70%以上的企業(yè)利用低壓合成方法制備甲醇，即用一氧化碳與氫氣為原料，在低壓和275°C左右的溫度下采用催化劑合成甲醇。
[0005]目前，這種低壓法在實(shí)際操作中，來(lái)自變換爐的CO的溫度約為450°C，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于低壓法制備甲醇的溫度。所以從變換爐出來(lái)的CO需要經(jīng)過(guò)蒸汽換熱器與來(lái)自汽包800’的蒸汽換熱，這樣不僅可以使CO達(dá)到所需溫度，蒸汽還可以吸收CO的過(guò)多熱能。
[0006]如圖1所示，圖1中給出了一種現(xiàn)有技術(shù)中常見(jiàn)的氣體換熱系統(tǒng)，在采用這種氣體換熱系時(shí)，來(lái)自汽包800’的蒸汽與從變換爐出來(lái)的CO的換熱包括以下三個(gè)步驟:
[0007]I)開(kāi)始沒(méi)有蒸汽時(shí)，通過(guò)保護(hù)氣供應(yīng)裝置700’提供蒸汽與CO換熱，以保證CO的反應(yīng)溫度需求和蒸汽換熱器100’的正常運(yùn)轉(zhuǎn)；
[0008]2)隨著甲醇合成反應(yīng)的進(jìn)行，汽包800’中逐漸產(chǎn)生蒸汽，蒸汽通過(guò)并氣流路200’與保護(hù)氣供應(yīng)裝置700’中的水蒸汽一并進(jìn)入蒸汽換熱器100’，與此同時(shí)，慢慢切斷保護(hù)氣供應(yīng)裝置700’的水蒸汽供應(yīng)，關(guān)閉控制閥610’，逐漸把并氣流路200’上的并氣控制閥210’開(kāi)至最大。
[0009]3)最終達(dá)到正常工作狀態(tài)，即來(lái)自汽包800’的蒸汽通過(guò)與從變換爐出來(lái)的450°C的CO進(jìn)行熱交換，使CO達(dá)到反應(yīng)溫度的需求，同時(shí)蒸汽由226 °C過(guò)熱至390 °C。
[0010]但是在現(xiàn)有技術(shù)中蒸汽與CO的換熱步驟中的第二步存在巨大的缺點(diǎn)，因?yàn)樵诓饬髀?00’中通入蒸汽時(shí)，隨著汽包壓力和溫度的升高，需要及時(shí)調(diào)整汽包壓力調(diào)節(jié)閥810’使蒸汽的溫度變化在指標(biāo)范圍內(nèi)，而在此同時(shí)還需要通過(guò)使控制閥610’逐步關(guān)閉，最終切斷保護(hù)氣供應(yīng)裝置700’中的水蒸汽的供應(yīng)和逐漸把并氣流路上200’的并氣控制閥210’開(kāi)至最大。
[0011]調(diào)整汽包壓力調(diào)節(jié)閥810’、關(guān)閉控制閥610’這兩個(gè)操作，在實(shí)際操作中因?yàn)椴僮鞣群涂赡艹霈F(xiàn)的工藝波動(dòng)等因素的存在，就很容易出現(xiàn)并氣操作失控、蒸汽換熱器殼程流動(dòng)蒸汽流量較大幅度波動(dòng)的情況，據(jù)實(shí)際數(shù)據(jù)當(dāng)出蒸汽過(guò)熱工藝氣溫度波動(dòng)范圍超過(guò)10°c /分鐘時(shí)，必然出現(xiàn)蒸汽換熱器封頭泄漏的后果，影響正常開(kāi)車(chē)進(jìn)度，嚴(yán)重時(shí)被迫停工。
[0012]基于上述原因，有必要提出一種有效的方法，以避免在蒸汽換熱過(guò)程中并氣失控的問(wèn)題。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0013]本實(shí)用新型旨在提供一種氣體換熱系統(tǒng)及包括其的甲醇合成系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中蒸汽換熱過(guò)程中并氣失控的問(wèn)題。
[0014]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面，提供了一種氣體換熱系統(tǒng)，包括蒸汽換熱器；進(jìn)氣流路，與蒸汽換熱器的蒸汽進(jìn)口端相連，進(jìn)氣流路上設(shè)置有第一控制閥；出氣流路與蒸汽換熱器的蒸汽出口端相連；保護(hù)氣流路，一端與進(jìn)氣流路相連，形成第一連接點(diǎn)，第一連接點(diǎn)位于第一控制閥和蒸汽進(jìn)口端之間，保護(hù)氣流路上設(shè)有第二控制閥；氣體換熱系統(tǒng)還包括:穩(wěn)壓流路，一端與進(jìn)氣流路相連，形成第二連接點(diǎn)，且第二連接點(diǎn)位于第一控制閥的上游，另一端向外延伸形成排出口，穩(wěn)壓流路上設(shè)置有第三控制閥。
[0015]進(jìn)一步地，上述氣體換熱系統(tǒng)還包括與出氣流路相連的排氣流路，排氣流路上還設(shè)有第四控制閥。
[0016]進(jìn)一步地，上述穩(wěn)壓流路的排出口與排氣流路連接于第三連接點(diǎn)，且第三連接點(diǎn)沿氣體的流動(dòng)方向設(shè)置在第四控制閥的下游。
[0017]進(jìn)一步地，上述氣體換熱系統(tǒng)還包括設(shè)置在穩(wěn)壓流路上的壓力表，壓力表沿氣體的流動(dòng)方向設(shè)置在第三控制閥的下游。
[0018]進(jìn)一步地，上述氣體換熱系統(tǒng)還包括設(shè)置在穩(wěn)壓流路上的壓力調(diào)節(jié)閥，壓力調(diào)節(jié)閥沿氣流的流動(dòng)方向設(shè)置在壓力表的下游。
[0019]進(jìn)一步地，上述氣體換熱系統(tǒng)還包括設(shè)置在穩(wěn)壓流路上的消音器。
[0020]進(jìn)一步地，上述氣體換熱系統(tǒng)還包括設(shè)置在出氣流路上的出氣逆止閥和第五控制閥，出氣逆止閥和第五控制閥按順序設(shè)置在第三連接點(diǎn)的下游。
[0021]進(jìn)一步地，上述氣體換熱系統(tǒng)還包括設(shè)置在保護(hù)氣流路上的保護(hù)逆止閥，保護(hù)逆止閥沿氣體的流動(dòng)方向設(shè)置在第二控制閥的上游。
[0022]根據(jù)本實(shí)用新型的另一方面，提供了一種甲醇合成系統(tǒng)，包括上述任意一種氣體換熱系統(tǒng)。
[0023]應(yīng)用本實(shí)用新型的技術(shù)方案，在實(shí)際操作中，當(dāng)進(jìn)氣流路上還沒(méi)有蒸汽時(shí)，保護(hù)氣供應(yīng)裝置通過(guò)保護(hù)氣流路向蒸汽換熱器提供的蒸汽，不僅起到與CO實(shí)現(xiàn)熱交換的目的而且還保證了蒸汽換熱器的正常運(yùn)轉(zhuǎn)；通過(guò)在進(jìn)氣流路上增加穩(wěn)壓流路，在蒸汽的水蒸汽并氣前，通過(guò)第一控制閥關(guān)閉進(jìn)氣流路；同時(shí)打開(kāi)第三控制閥使前期的蒸汽通過(guò)穩(wěn)壓流路排出，在此過(guò)程中通過(guò)汽包上的壓力調(diào)節(jié)閥使蒸汽的溫度變化在指標(biāo)范圍內(nèi)，直至趨于穩(wěn)定，此時(shí)打開(kāi)第一控制閥，關(guān)閉第二控制閥，從而實(shí)現(xiàn)蒸汽逐漸并入保護(hù)氣流路提供的水蒸汽和保護(hù)氣流路提供的水蒸汽完全切換至進(jìn)氣流路的蒸汽兩個(gè)過(guò)程。
【附圖說(shuō)明】
[0024]構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分的說(shuō)明書(shū)附圖用來(lái)提供對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，本實(shí)用新型的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本實(shí)用新型，并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的不當(dāng)限定。在附圖中:
[0025]圖1示出了現(xiàn)有技術(shù)中氣體換熱系統(tǒng)的流程示意圖；以及
[0026]圖2示出了根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的氣體換熱系統(tǒng)的流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明，但如下實(shí)施例以及附圖僅是用以理解本實(shí)用新型，而不能限制本實(shí)用新型，本實(shí)用新型可以由權(quán)利要求限定和覆蓋的多種不同方式實(shí)施。
[0028]正如【背景技術(shù)】部分所介紹的，現(xiàn)有技術(shù)中在蒸汽換熱過(guò)程中因并氣失敗而引起的蒸汽換熱器100封頭泄漏的問(wèn)題。為了解決這一問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種氣體換熱系統(tǒng)。如圖2所示，該氣體換熱系統(tǒng)包括蒸汽換熱器100、進(jìn)氣流路200、出氣流路300、保護(hù)氣流路600和穩(wěn)壓流路400，進(jìn)氣流路200與蒸汽換熱器100的蒸汽進(jìn)口端相連，進(jìn)氣流路200上設(shè)置有第一控制閥210 ;出氣流路300與所述蒸汽換熱器100的蒸汽出口端相連；保護(hù)氣流路600 —端與進(jìn)氣流路200相連，形成第一連接點(diǎn)，第一連接點(diǎn)位于第一控制閥210和蒸汽進(jìn)口端之間，保護(hù)氣流路600上設(shè)有第二控制閥610 ;穩(wěn)壓流路400 —端與進(jìn)氣流路200相連，形成第二連接點(diǎn)，且第二連接點(diǎn)位于第一控制閥210的上游，另一端向外延伸形成排出口，穩(wěn)壓流路400上設(shè)置有第三控制閥410。
[0029]應(yīng)用本實(shí)用新型的技術(shù)方案，在實(shí)際操作中，當(dāng)進(jìn)氣流路200上還沒(méi)有蒸汽時(shí)，保護(hù)氣供應(yīng)裝置700通過(guò)保護(hù)氣流路600向蒸汽換熱器100提供的蒸汽，不僅起到與CO實(shí)現(xiàn)熱交換的目的，而且還保證了蒸汽換熱器100的正常運(yùn)轉(zhuǎn)；通過(guò)在進(jìn)氣流路200上增加穩(wěn)壓流路400，在進(jìn)氣流路200的水蒸汽并氣前，通過(guò)第一控制閥210關(guān)閉進(jìn)氣流路200 ;同時(shí)打開(kāi)第三控制閥410使前期的蒸汽通過(guò)穩(wěn)壓流路400排出，在此過(guò)程中通過(guò)汽包上的壓力調(diào)節(jié)閥810使蒸汽的溫度變化在指標(biāo)范圍內(nèi)，直至趨于穩(wěn)定，此時(shí)打開(kāi)第一控制閥210、同步關(guān)閉第二控制閥610在進(jìn)氣流路200壓力穩(wěn)定的前提下實(shí)現(xiàn)蒸汽逐漸并入保護(hù)氣流路600提供的水蒸汽和保護(hù)氣流路600提供的