本發(fā)明屬于煤化工技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種粉煤加壓氣化工藝產(chǎn)合成氨系統(tǒng)的蒸汽自給方法。

背景技術(shù)：

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對(duì)于化石能源的依賴也越來(lái)越嚴(yán)重。在我國(guó)能源結(jié)構(gòu)中，煤炭的消耗量占到60％以上，其中利用燃煤蒸汽來(lái)驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)已成為一種常見(jiàn)的蒸汽利用方式。然而，燃煤鍋爐的使用在一定程度上會(huì)對(duì)周?chē)h(huán)境造成影響，特別是對(duì)空氣產(chǎn)生污染。因此，合理使用煤炭等化石能源、提高能源的利用效率對(duì)于社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具有重要意義。

以煤為原料的傳統(tǒng)型合成氨工廠主要有空氣壓縮機(jī)、合成壓縮機(jī)以及氨壓縮機(jī)等大型動(dòng)力設(shè)備，這些動(dòng)力設(shè)備可以使用電或蒸汽作為動(dòng)力來(lái)源，其中以蒸汽驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)的方式更加經(jīng)濟(jì)，節(jié)能效果也更加明顯。

煤氣化技術(shù)是一種實(shí)現(xiàn)煤的綜合利用的有效方式，主要是運(yùn)用氣化爐來(lái)產(chǎn)生高溫水煤氣，并經(jīng)降溫、凈化等工序后用作后續(xù)工段的原料氣。在合成氨工廠中，煤氣化工段、變換工段以及合成工段有大量的余熱可以利用，一般用于副產(chǎn)中、低壓蒸汽，但中、低壓蒸汽的能量品位低，對(duì)于余熱的利用效率低，因此系統(tǒng)所需蒸汽仍要通過(guò)燃煤蒸汽進(jìn)行補(bǔ)充。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)傳統(tǒng)型合成氨工廠的生產(chǎn)系統(tǒng)無(wú)法顯現(xiàn)蒸汽自給的問(wèn)題，本發(fā)明旨在提供一種粉煤加壓氣化工藝產(chǎn)合成氨系統(tǒng)的蒸汽自給方法。通過(guò)將氣化爐與合成氨系統(tǒng)優(yōu)化耦合，充分利用系統(tǒng)中的低品位能量，提高余熱產(chǎn)蒸汽的品位，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)所需蒸汽的自我補(bǔ)給。

具體而言，本發(fā)明采取如下技術(shù)方案：

一種粉煤加壓氣化工藝產(chǎn)合成氨系統(tǒng)的蒸汽自給方法，其包括下列步驟：

1)在氣化工段中，從氣化爐中導(dǎo)出的水煤氣經(jīng)過(guò)濾后進(jìn)入鍋爐i，副產(chǎn)高壓蒸汽；

2)從氣化工段中導(dǎo)出的水煤氣進(jìn)入變換工段后，首先從鍋爐i中導(dǎo)出的水煤氣進(jìn)入變換爐，然后由變換爐進(jìn)入鍋爐ii，副產(chǎn)高壓蒸汽，從鍋爐ii中導(dǎo)出的變換氣用于加熱進(jìn)入變換爐的水煤氣和進(jìn)入鍋爐i、鍋爐ii、鍋爐iii的脫鹽水；

3)從變換工段中導(dǎo)出的水煤氣經(jīng)凈化工段進(jìn)入合成工段后，從合成塔中導(dǎo)出的產(chǎn)品氣進(jìn)入鍋爐iii，副產(chǎn)高壓蒸汽，從鍋爐iii中導(dǎo)出的產(chǎn)品氣用于加熱進(jìn)入鍋爐iii的脫鹽水；

4)鍋爐i、鍋爐ii、鍋爐iii中副產(chǎn)的高壓蒸汽經(jīng)過(guò)熱器過(guò)熱后用作粉煤加壓氣化工藝產(chǎn)合成氨系統(tǒng)中空氣壓縮機(jī)、合成壓縮機(jī)以及氨壓縮機(jī)的蒸汽透平驅(qū)動(dòng)所需的蒸汽。

在一項(xiàng)優(yōu)選的實(shí)施方案中，步驟1)中所述從氣化爐中導(dǎo)出的水煤氣的溫度為1200～1400℃。

在一項(xiàng)優(yōu)選的實(shí)施方案中，步驟2)中所述從鍋爐i中導(dǎo)出的水煤氣的溫度為200～230℃。

在一項(xiàng)優(yōu)選的實(shí)施方案中，步驟2)中所述從鍋爐ii中導(dǎo)出的變換氣的溫度為310～330℃。

在一項(xiàng)優(yōu)選的實(shí)施方案中，步驟3)中所述從鍋爐iii中導(dǎo)出的產(chǎn)品氣的溫度為190～210℃。

在一項(xiàng)優(yōu)選的實(shí)施方案中，步驟4)中所述鍋爐i、鍋爐ii、鍋爐iii中副產(chǎn)的高壓蒸汽的壓力為11～12mpa。

在一項(xiàng)優(yōu)選的實(shí)施方案中，步驟4)中所述鍋爐i、鍋爐ii、鍋爐iii中副產(chǎn)的高壓蒸汽經(jīng)過(guò)熱器過(guò)熱后的溫度為520～540℃。

在一項(xiàng)優(yōu)選的實(shí)施方案中，上述蒸汽自給方法中所述鍋爐i、鍋爐ii、鍋爐iii均為蒸汽鍋爐，所述蒸汽鍋爐的加熱介質(zhì)為高溫高壓氣體。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，采用上述技術(shù)方案的本發(fā)明具有下列優(yōu)點(diǎn)：

(1)與傳統(tǒng)工藝相比，本發(fā)明的方法利用高壓蒸汽的耦合方案使系統(tǒng)對(duì)于余熱的利用更加充分，高壓蒸汽比中壓蒸汽的做功能力強(qiáng)，高壓蒸汽的做功能力提高了30％以上，降低了合成氨工藝的能耗水平；

(2)與傳統(tǒng)工藝中所產(chǎn)的中壓蒸汽(4mpa)相比，本發(fā)明的方法中副產(chǎn)的蒸汽量提高了15％以上，使系統(tǒng)所需的蒸汽補(bǔ)充量由原來(lái)的2000千克/噸氨減少為零；

(3)本發(fā)明的方法充分利用余熱對(duì)鍋爐的脫鹽水進(jìn)行加熱，以提高脫鹽水的溫度，降低了系統(tǒng)的整體能耗；

(4)本發(fā)明的方法路線簡(jiǎn)單、設(shè)備投資少，同時(shí)提高了高品位熱量的利用效率，減少了燃煤蒸汽的消耗，達(dá)到保護(hù)環(huán)境的目的。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的粉煤加壓氣化工藝產(chǎn)合成氨系統(tǒng)的蒸汽自給方法流程圖。

具體實(shí)施方式

以下將結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明中的技術(shù)方案做出進(jìn)一步的闡述。除另有說(shuō)明外，下列實(shí)施例中所使用的設(shè)備、材料、試劑等均可通過(guò)常規(guī)商業(yè)手段獲得。

實(shí)施例1：粉煤加壓氣化工藝產(chǎn)合成氨系統(tǒng)的蒸汽自給方法的實(shí)施。

在氣化工段中，從氣化爐中導(dǎo)出的水煤氣經(jīng)過(guò)濾后進(jìn)入鍋爐i(蒸汽鍋爐)，副產(chǎn)高壓蒸汽。從氣化工段中導(dǎo)出的水煤氣進(jìn)入變換工段后，首先從鍋爐i中導(dǎo)出的水煤氣進(jìn)入變換爐，然后由變換爐進(jìn)入鍋爐ii(蒸汽鍋爐)，副產(chǎn)高壓蒸汽，從鍋爐ii中導(dǎo)出的變換氣用于加熱進(jìn)入變換爐的水煤氣和進(jìn)入鍋爐i、鍋爐ii、鍋爐iii的脫鹽水。從變換工段中導(dǎo)出的水煤氣經(jīng)凈化工段進(jìn)入合成工段后，從合成塔中導(dǎo)出的產(chǎn)品氣進(jìn)入鍋爐iii(蒸汽鍋爐)，副產(chǎn)高壓蒸汽，從鍋爐iii中導(dǎo)出的產(chǎn)品氣用于加熱進(jìn)入鍋爐iii的脫鹽水。鍋爐i、ii、iii中副產(chǎn)的高壓蒸汽經(jīng)過(guò)熱器過(guò)熱后用作粉煤加壓氣化工藝產(chǎn)合成氨系統(tǒng)中空氣壓縮機(jī)、合成壓縮機(jī)以及氨壓縮機(jī)的蒸汽透平驅(qū)動(dòng)所需的蒸汽，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的蒸汽自給。

從氣化爐中導(dǎo)出的水煤氣的溫度為1350℃，壓力為4mpa，流量為208t/h。從鍋爐i中導(dǎo)出的水煤氣的溫度為220℃。從鍋爐ii中導(dǎo)出的變換氣的溫度為330℃。從鍋爐iii中導(dǎo)出的產(chǎn)品氣的溫度為200℃。鍋爐i、鍋爐ii、鍋爐iii中副產(chǎn)的高壓蒸汽的壓力為11.7mpa，經(jīng)過(guò)熱器過(guò)熱后的溫度為535℃。

氣化工段中鍋爐i所產(chǎn)蒸汽量達(dá)到130t/h，做功能力提高35％。變換工段中鍋爐ii所產(chǎn)蒸汽量提高25％，做功能力提高35％。合成工段中鍋爐iii所產(chǎn)蒸汽量提高18％，做功能力提高35％。

實(shí)施例2：粉煤加壓氣化工藝產(chǎn)合成氨系統(tǒng)的蒸汽自給方法的實(shí)施。

在氣化工段中，從氣化爐中導(dǎo)出的水煤氣經(jīng)過(guò)濾后進(jìn)入鍋爐i(蒸汽鍋爐)，副產(chǎn)高壓蒸汽。從氣化工段中導(dǎo)出的水煤氣進(jìn)入變換工段后，首先從鍋爐i中導(dǎo)出的水煤氣進(jìn)入變換爐，然后由變換爐進(jìn)入鍋爐ii(蒸汽鍋爐)，副產(chǎn)高壓蒸汽，從鍋爐ii中導(dǎo)出的變換氣用于加熱進(jìn)入變換爐的水煤氣和進(jìn)入鍋爐i、鍋爐ii、鍋爐iii的脫鹽水。從變換工段中導(dǎo)出的水煤氣經(jīng)凈化工段進(jìn)入合成工段后，從合成塔中導(dǎo)出的產(chǎn)品氣進(jìn)入鍋爐iii(蒸汽鍋爐)，副產(chǎn)高壓蒸汽，從鍋爐iii中導(dǎo)出的產(chǎn)品氣用于加熱進(jìn)入鍋爐iii的脫鹽水。鍋爐i、ii、iii中副產(chǎn)的高壓蒸汽經(jīng)過(guò)熱器過(guò)熱后用作粉煤加壓氣化工藝產(chǎn)合成氨系統(tǒng)中空氣壓縮機(jī)、合成壓縮機(jī)以及氨壓縮機(jī)的蒸汽透平驅(qū)動(dòng)所需的蒸汽，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的蒸汽自給。

從氣化爐中導(dǎo)出的水煤氣的溫度為1250℃，壓力為3.2mpa，流量為212t/h。從鍋爐i中導(dǎo)出的水煤氣的溫度為225℃。從鍋爐ii中導(dǎo)出的變換氣的溫度為335℃。從鍋爐iii中導(dǎo)出的產(chǎn)品氣的溫度為208℃。鍋爐i、鍋爐ii、鍋爐iii中副產(chǎn)的高壓蒸汽的壓力為11.5mpa，經(jīng)過(guò)熱器過(guò)熱后的溫度為538℃。

氣化工段中鍋爐i所產(chǎn)蒸汽量達(dá)到132t/h，做功能力提高34％。變換工段中鍋爐ii所產(chǎn)蒸汽量提高22％，做功能力提高34％。合成工段中鍋爐iii所產(chǎn)蒸汽量提高16％，做功能力提高34％。