專利名稱：變換工段前置氣、熱、油水分離器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種氮肥生產(chǎn)設(shè)備，尤其涉及一種半水煤氣處理過程中使用 的變換工段前置氣、熱、油水分離器。
背景技術(shù)：
在小氮肥生產(chǎn)中，半水煤氣經(jīng)壓縮機(jī)二段壓縮至0. 8Mpa (或1. 3Mpa兩種 壓力等級)后，溫度在130'C左右，為了利用這部分氣體壓縮熱，直接進(jìn)入將 C0變換為C02的變換工段，變換工段即為起變換反應(yīng)的設(shè)備，變換工段其中包 括油水分離器、飽和熱水塔、熱交換器、水加熱器、變換爐等；從壓縮機(jī)二 段出來的半水煤氣先經(jīng)油水分離器分離部分油水后，半水煤氣進(jìn)入飽和熱水 塔，飽和熱水塔其中包括飽和塔與熱水塔，飽和塔中帶有填料層，半水煤氣 經(jīng)飽和塔入口進(jìn)入填料層，來增加半水煤氣的濕含量即增加半水煤氣中的水 份，半水煤氣再出飽和塔出口，從飽和塔出口出來的半水煤氣加入水蒸汽補(bǔ) 充半水煤氣的水份后進(jìn)入熱交換器，半水煤氣進(jìn)入熱交換器的目的是為了提 高溫度，從熱交換器出來的半水煤氣進(jìn)入變換爐中的催化劑床層進(jìn)行變換反 應(yīng)，經(jīng)變換反應(yīng)將半水煤氣中的C0與H20反應(yīng)生成C02與H2并放熱，從變換 爐出來的含C02與H2的變換氣進(jìn)入熱交換器，由于變換氣溫度與半水煤氣溫度 不同，通過熱交換器將變換氣中的熱量進(jìn)行回收用于將半水煤氣的溫度提高， 從熱交換器出來的變換氣進(jìn)入水加熱器，進(jìn)入水加熱器的目的是將變換氣中 的熱量被熱水回收，從水加熱器出來的變換氣再進(jìn)入熱水塔，進(jìn)入熱水塔的 目的是將變換氣中的熱量被熱水進(jìn)一步回收；飽和熱水塔熱水循環(huán)系統(tǒng)的循 環(huán)用水過程為軟水工段來的軟水經(jīng)泵進(jìn)入水加熱器，吸收熱量后進(jìn)入飽和 塔對半水煤氣進(jìn)行噴淋增加半水煤氣的濕含量，從飽和塔出來的軟水進(jìn)入熱 水塔，軟水在熱水塔中與變換氣進(jìn)行熱交換回收變換氣中的熱量，從熱水塔 出來的軟水經(jīng)軟水泵循環(huán)使用。
一、這一流程己成為小氮肥行業(yè)的歷史性常規(guī)流程，可是在長期的運(yùn)行 中存在的弊端， 一直沒有解決
1、壓縮機(jī)二段出口的半水煤氣溫度在13(TC左右，高于壓縮氣中油水的 露點溫度，壓縮機(jī)二段氣缸注入的潤滑油及氣體中的濕含量——水蒸汽，無 法被冷凝，在此溫度下進(jìn)入變換工段的半水煤氣，無疑分離半水煤氣中的油水的量是有限的，半水煤氣依次進(jìn)入飽和塔、熱交換器、變換爐中的催化劑 床層都是增溫的，其結(jié)果是導(dǎo)致飽和熱水塔熱水循環(huán)系統(tǒng)被油污等污染，造 成總固體含量高，熱水排污量大，熱的排污水帶出的熱量與壓縮機(jī)二段帶來 的壓縮熱基本相抵消，同時也會使熱水塔出口變換氣溫度高，利用壓縮機(jī)二 段出口半水煤氣壓縮熱的設(shè)計初衷并沒有從根本上實現(xiàn)。
2、 大量油污及鹽類帶入變換爐催化劑床層，在高溫下?lián)]發(fā)、裂解， 一方 面部分污物殘留在變換爐上層催化劑床層中堵塞催化劑微孔，造成催化劑逐 步失去活性，甚至結(jié)皮，造成阻力加大，影響正常生產(chǎn)，另一方面揮發(fā)物進(jìn) 入下段觸媒層(如低變催化劑床層中)，在低變催化劑層中凝結(jié)，進(jìn)一步危害 低變觸媒，使低變催化劑逐步失去活性。
3、 每年大修時都發(fā)現(xiàn)，飽和塔填料層油污粘連，堵塞嚴(yán)重，使用規(guī)整填 料的廠家，由于大量油污堵塞，規(guī)整填料的優(yōu)越性，不但得不到發(fā)揮，效果 反而不如普通填料，造成填料層半水煤氣與熱水的傳熱效果差，飽和蒸汽帶 出少，外加蒸汽用量大，增加成本。其填料層油污的清理相當(dāng)困難，費(fèi)時、 費(fèi)工，且損壞填料嚴(yán)重，對被油污污染的填料勉強(qiáng)清理油污后再使用， 一卸 一裝，勞動強(qiáng)度極大。
4、 變換工段需在飽和熱水塔熱水循環(huán)系統(tǒng)中加入一定量的軟水，以維持 半水煤氣從飽和塔出來所帶走的飽和蒸汽，使熱水循環(huán)量達(dá)到平衡，加入的 這部分軟水應(yīng)當(dāng)加熱以提高熱水溫度，增加半水煤氣飽和蒸汽量，減少外加 蒸汽補(bǔ)入量，達(dá)到節(jié)能降耗、熱能綜合有效利用的目的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種使用過程中油、水分離效果好的變換工段前置 氣、熱、油水分離器。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明釆取的技術(shù)方案是 一種變換工段前置氣、 熱、油水分離器，其特點在于其中包括外殼，外殼空腔上部安裝有"U"型 管束內(nèi)芯，管束內(nèi)芯置于一無底的內(nèi)筒體空腔中，內(nèi)筒體下部插入外殼空腔 內(nèi)，外殼上端一周邊與內(nèi)筒體外側(cè)壁固定密封連接，內(nèi)筒體上口處安裝有管 板，管板上安裝有上密封蓋，外殼上方的內(nèi)筒體外側(cè)壁上開有氣體入口，氣 體入口與內(nèi)筒體空腔相通；上密封蓋上分別開有軟水入口、熱水出口， "U" 型管束內(nèi)芯兩上端分別穿過管板并與之固定密封連接，軟水入口、熱水出口 分別與"U"型管束內(nèi)芯的兩端管孔相通；外殼上部外側(cè)壁上開有氣體出口，氣體出口與外殼空腔相通；內(nèi)筒體下方的外殼空腔內(nèi)側(cè)壁上安裝有柵板，柵 板下方的外殼密封。
所述上密封蓋與管板形成內(nèi)腔，內(nèi)腔中帶有隔板，隔板把內(nèi)腔分為進(jìn)水 室、出水室，進(jìn)水室上端與所述軟水入口相通，出水室上端與所述熱水出口 相通，進(jìn)水室、出水室分別與所述"U"型管束內(nèi)芯的兩端管孔相通。
所述柵板上方的外殼上部外側(cè)壁上開有熱洗蒸汽入口，柵板下方的外殼 上部外側(cè)壁上開有油水排出口 。
所述內(nèi)筒體下端側(cè)壁上開有氣體通過缺口，氣體通過缺口位于與所述氣 體出口較遠(yuǎn)的內(nèi)筒體下端，氣體通過缺口與氣體出口方向相反。
所述"U"型管束內(nèi)芯為鋁管。
所述柵板上裝有填料，填料位于所述內(nèi)筒體外側(cè)的外殼空腔內(nèi)。 所述填料為鋼制拉西環(huán)填料。
本發(fā)明使用時，將壓縮機(jī)二段出口氣體匯集的總管接本發(fā)明的氣體入口， 壓縮機(jī)二段出來的溫度在13(TC左右的含油半水煤氣經(jīng)壓縮機(jī)二段出口進(jìn)入 本發(fā)明的氣體入口，從本發(fā)明上部進(jìn)入管束內(nèi)芯外側(cè)的內(nèi)筒體空腔中，與管 束內(nèi)芯內(nèi)的軟水進(jìn)行熱交換，這時半水煤氣由于分離掉大部分熱量，溫度控 制在露點以下，(85。C一95。C最好)，這個溫度一是有利于油水冷凝，二是使 管束內(nèi)芯內(nèi)被加熱的軟水有一個相對高的溫度。分離出熱量后半水煤氣下行 通過氣體通過缺口進(jìn)入柵板上方的填料層底部，半水煤氣折流上行通過填料 層分離掉油分并降低半水煤氣的溫度后的氣體再從本發(fā)明上部氣體出口出來 送變換工段。原來補(bǔ)入飽和熱水塔熱水循環(huán)系統(tǒng)的冷軟水，先送入管束內(nèi)芯 內(nèi)，經(jīng)過與管束內(nèi)芯外側(cè)的半水煤氣換熱加熱后，再送入熱水塔，軟水在熱 水塔中與變換氣進(jìn)行熱交換回收變換氣中的熱量，從熱水塔出來的軟水經(jīng)熱 軟水泵循環(huán)使用，同樣是利用了壓縮機(jī)二段出口的壓縮熱，只是這部分熱量 是以軟水為載體，送入飽和熱水塔熱水循環(huán)系統(tǒng)。改原流程中氣、熱、油水 一同送入變換工段為熱量和氣體分別送入變換工段。
本發(fā)明中管束內(nèi)芯置于無底的內(nèi)筒體空腔中，是本發(fā)明使用過程中方便 熱量的回收分離和引導(dǎo)氣體進(jìn)入設(shè)備下部。
本發(fā)明中柵板上裝有填料，填料位于內(nèi)筒體外側(cè)的外殼空腔內(nèi)，是本發(fā) 明使用過程中方便油水分離。
本發(fā)明中柵板上方的外殼上部外側(cè)壁上開有熱洗蒸汽入口，柵板下方的外殼上部外側(cè)壁上開有油水排出口 ，油水排出口的作用一是用于正常生產(chǎn)中 被本發(fā)明分離掉的油水的排放，二是本發(fā)明使用過程中方便在停車時熱洗清 理填料層附著的油污。
內(nèi)筒體下端側(cè)壁上開有氣體通過缺口 ，氣體通過缺口位于與氣體出口較 遠(yuǎn)的內(nèi)筒體下端，氣體通過缺口與氣體出口方向相反，是本發(fā)明使用過程中 方便半水煤氣下行先通過氣體通過缺口進(jìn)入離氣體出口較遠(yuǎn)的外殼空腔內(nèi)的 填料層底部，半水煤氣折流上行通過填料層分離掉油分并降低半水煤氣的溫 度后的氣體再從本發(fā)明上部氣體出口出來送變換工段。
因此，本發(fā)明的優(yōu)點效果是-
1、 本發(fā)明使用過程中改原流程中氣、熱、油水同時送入變換工段為氣體、 熱量分別送入變換工段，油、水冷凝后分離排出，同樣是利用了氣體的壓縮 熱能，達(dá)到熱量回收的目的。
2、 本發(fā)明使用過程中關(guān)鍵指標(biāo)是氣體被冷卻到露點以下，并且冷卻后氣 體的溫度不要太低。 一來使油、水冷凝下來，二來保證了較高溫度的熱能利 用，以滿足飽和熱水塔熱水循環(huán)系統(tǒng)的熱水補(bǔ)充量，使熱量充分被利用，否 則會造成低溫度的熱水過剩。
3、 本發(fā)明使用過程中由于被加熱的熱水為原飽和熱水塔熱水循環(huán)系統(tǒng)補(bǔ) 入的冷軟水，加熱后再送入原來的補(bǔ)入點，氣體在露點以下的熱量同樣送入 飽和熱水塔熱水循環(huán)系統(tǒng)，只是便于氣體中油、水的冷凝分離，從熱量的總 額看，還是基本都送入飽和熱水塔熱水循環(huán)系統(tǒng)，維持了原來整個系統(tǒng)的熱 量平衡。
4、 本發(fā)明使用過程中把氣體的冷卻與飽和熱水塔熱水循環(huán)系統(tǒng)補(bǔ)入水的 加熱結(jié)合在一起，不象單純用冷卻水冷卻半水煤氣那樣，需消耗大量的冷卻 水，同時這部分壓縮熱被冷卻水帶走得不到回收，達(dá)不到節(jié)能降耗的目的。
5、 本發(fā)明使用過程中氣體的油水污物被冷凝后大部分在本發(fā)明中分離排 出，再經(jīng)變換工段的原油水分離器分離， 一來使原油水分離器分離的負(fù)荷減 輕，二來由于氣體在露點以下更有利于油水進(jìn)一步分離，把油水分離的更徹 底。這就從根本上解決了含油水氣體污染飽和熱水塔，避免了循環(huán)熱水中油 污總固體含量高、油污污染催化劑床層，使催化劑活性下降的弊端。
6、 每年設(shè)備大修時，原飽和塔內(nèi)的填料都會被油污粘連、堵塞，阻力增 大，甚至帶水。原變換爐催化劑床層在生產(chǎn)半年最長一年后，會使床層阻力增加，嚴(yán)重影響了生產(chǎn)負(fù)荷。本發(fā)明使用后，這種弊端得到徹底解決，同時 維護(hù)了好的飽和塔填料的傳熱效果，節(jié)省了外加水蒸汽消耗，從根本上維護(hù) 了變換爐催化劑床層，保證了變換爐催化劑床層內(nèi)觸媒不會因油污的污染而 失去活性，延長了催化劑的使用壽命，保證了生產(chǎn)的長周期穩(wěn)定運(yùn)行。


圖1是一種本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖與具體實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步描述
一種變換工段前置氣、熱、油水分離器，如圖1所示，其中包括外殼2， 外殼2空腔上部安裝有"U"型管束內(nèi)芯4，管束內(nèi)芯4置于一無底的內(nèi)筒體 3空腔中，內(nèi)筒體3下部插入外殼2空腔內(nèi)，外殼2上端一周邊與內(nèi)筒體3外 側(cè)壁固定密封連接，內(nèi)筒體3上口處安裝有管板，管板上安裝有上密封蓋8， 外殼2上方的內(nèi)筒體3外惻壁上開有氣體入口 5，氣體入口 5與內(nèi)筒體3空腔 相通；上密封蓋8上分別開有軟水入口 7、熱水出口6， "U"型管束內(nèi)芯4兩 上端分別穿過管板并與之固定密封連接，軟水入口 7、熱水出口 6分別與"U" 型管束內(nèi)芯4的兩端管孔相通；外殼2上部外側(cè)壁上開有氣體出口 9,氣體出 口 9與外殼2空腔相通；內(nèi)筒體3下方的外殼2空腔內(nèi)側(cè)壁上安裝有柵板1, 柵板1下方的外殼2密封；在本實施例中，上密封蓋8與管板形成內(nèi)腔，內(nèi) 腔中帶有隔板，隔板把內(nèi)腔分為進(jìn)水室、出水室，進(jìn)水室上端與軟水入口 7 相通，出水室上端與熱水出口6相通，進(jìn)水室、出水室分別與"U"型管束內(nèi) 芯4的兩端管孔相通；在本實施例中，柵板1上方的外殼2上部外側(cè)壁上開 有熱洗蒸汽入口 10，柵板1下方的外殼2上部外側(cè)壁上開有油水排出口 11; 在本實施例中，內(nèi)筒體3下端側(cè)壁上開有氣體通過缺口 12，氣體通過缺口12 位于與氣體出口9較遠(yuǎn)的內(nèi)筒體3下端，氣體通過缺口 12與氣體出口9方向 相反；在本實施例中，"U"型管束內(nèi)芯4為鋁管；在本實施例中，柵板l上 裝有填料13，填料13位于內(nèi)筒體3外側(cè)的外殼2空腔內(nèi)；在本實施例中，填 料13為鋼制拉西環(huán)填料。
權(quán)利要求
1、一種變換工段前置氣、熱、油水分離器，其特征在于其中包括外殼(2)，外殼(2)空腔上部安裝有“U”型管束內(nèi)芯(4)，管束內(nèi)芯(4)置于一無底的內(nèi)筒體(3)空腔中，內(nèi)筒體(3)下部插入外殼(2)空腔內(nèi)，外殼(2)上端一周邊與內(nèi)筒體(3)外側(cè)壁固定密封連接，內(nèi)筒體(3)上口處安裝有管板，管板上安裝有上密封蓋(8)，外殼(2)上方的內(nèi)筒體(3)外側(cè)壁上開有氣體入口(5)，氣體入口(5)與內(nèi)筒體(3)空腔相通；上密封蓋(8)上分別開有軟水入口(7)、熱水出口(6)，“U”型管束內(nèi)芯(4)兩上端分別穿過管板并與之固定密封連接，軟水入口(7)、熱水出口(6)分別與“U”型管束內(nèi)芯(4)的兩端管孔相通；外殼(2)上部外側(cè)壁上開有氣體出口(9)，氣體出口(9)與外殼(2)空腔相通；內(nèi)筒體(3)下方的外殼(2)空腔內(nèi)側(cè)壁上安裝有柵板(1)，柵板(1)下方的外殼(2)密封。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的變換工段前置氣、熱、油水分離器，其特征在 于所述上密封蓋(8)與管板形成內(nèi)腔，內(nèi)腔中帶有隔板，隔板把內(nèi)腔分為 進(jìn)水室、出水室，進(jìn)水室上端與所述軟水入口 (7)相通，出水室上端與所述 熱水出口 (6)相通，進(jìn)水室、出水室分別與所述"U"型管束內(nèi)芯(4)的兩 端管孔相通。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的變換工段前置氣、熱、油水分離器，其特征在 于所述柵板(1)上方的外殼(2)上部外側(cè)壁上開有熱洗蒸汽入口 (10)， 柵板(1)下方的外殼(2)上部外側(cè)壁上開有油水排出口 (11)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的變換工段前置氣、熱、油水分離器， 其特征在于所述內(nèi)筒體(3)下端側(cè)壁上開有氣體通過缺口 (12)，氣體通 過缺口 (12)位于與所述氣體出口 (9)較遠(yuǎn)的內(nèi)筒體(3)下端，氣體通過 缺口 (12)與氣體出口 (9)方向相反。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的變換工段前置氣、熱、油水分離器，其特征在 于所述"U"型管束內(nèi)芯(4)為鋁管。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的變換工段前置氣、熱、油水分離器，其特征在 于所述柵板(1)上裝有填料(13),填料(13)位于所述內(nèi)筒體(3)外側(cè)的外殼(2)空腔內(nèi)。
7、根據(jù)權(quán)利要求6所述的變換工段前置氣、熱、油水分離器，其特征在于所述填料(13)為鋼制拉西環(huán)填料。
全文摘要
一種涉及氮肥生產(chǎn)，用于半水煤氣處理的變換工段前置氣、熱、油水分離器，其中包括外殼，外殼空腔上部安裝有“U”型管束內(nèi)芯，管束內(nèi)芯置于一無底的內(nèi)筒體空腔中，內(nèi)筒體上口處固定密封連接上密封蓋，內(nèi)筒體外側(cè)壁上開有氣體入口，上密封蓋上分別開有軟水入口、熱水出口，外殼上部外側(cè)壁上開有氣體出口，內(nèi)筒體下方的外殼空腔內(nèi)側(cè)壁上安裝有柵板，柵板下方的外殼密封；本發(fā)明能有效進(jìn)行油水冷凝、分離，本發(fā)明能有效利用壓縮機(jī)二段出來氣體的壓縮熱能，熱量回收效果好。
文檔編號C01B3/14GK101560412SQ20091001570
公開日2009年10月21日 申請日期2009年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月25日
發(fā)明者王承信 申請人:王承信