制氫裝置流程及關(guān)鍵設(shè)備介紹

1、制氫裝置簡介制氫裝置簡介制作人：李先生制作人：李先生*石化公司石化公司關(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*石化公司石化公司1616萬標(biāo)方萬標(biāo)方/ /小時(shí)制氫裝置是公司的新建裝置小時(shí)制氫裝置是公司的新建裝置 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

2、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

3、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高溫變換高溫變換核心反應(yīng)核心反應(yīng) 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、工藝原理化學(xué)反應(yīng)機(jī)理化學(xué)反應(yīng)機(jī)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

4、料精制部分的起始步加氫反應(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)的主要作用是把原料氣中復(fù)雜的有機(jī)硫通過加氫反應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)楹唵蔚臒o機(jī)硫，即硫化氫用是把原料氣中復(fù)雜的有機(jī)硫通過加氫反應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)楹唵蔚臒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。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。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

5、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)PSA 變壓吸附是對(duì)氣體混合物進(jìn)行分離提純的工藝變

6、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。混合氣體中的雜質(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、解析，達(dá)到循環(huán)吸壓吸附就是利用這種原理吸附、解析，達(dá)到循環(huán)吸附解析過程。附解析過程。 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變壓吸附（變壓吸附（PSA） 二、工藝原理二、工藝原理三、工藝過程三、工藝過程 預(yù)轉(zhuǎn)

7、化預(yù)轉(zhuǎn)化原料氣升原料氣升壓及脫硫壓及脫硫 轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化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)化為氯化氫。然后，加氫后的原料氣通過脫硫反應(yīng)器床層，脫轉(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

8、，脫硫反應(yīng)器頂部裝有脫氯劑，下層裝有氧化鋅，在此氯化氫與氧化硫反應(yīng)器頂部裝有脫氯劑，下層裝有氧化鋅，在此氯化氫與氧化鈣反應(yīng)，生成氯化鈣，氧化鋅與硫化氫發(fā)生反應(yīng)，生成硫化鋅，鈣反應(yīng)，生成氯化鈣，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。精制后的氣體中硫含量小于達(dá)到脫氯、脫硫的目的。精制后的氣體中硫含量小于0.1ppm0.1ppm，進(jìn)，進(jìn)入預(yù)轉(zhuǎn)化部分。入預(yù)轉(zhuǎn)化部分。 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脫硫壓及脫硫 轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化PSA高溫變換高溫變換預(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脫硫壓及脫硫 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

9、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)化為氯化氫。然后，加氫后的原料氣通過脫硫反應(yīng)器床層，脫轉(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，脫硫反應(yīng)器頂部裝有脫氯劑，下層裝有氧化鋅，在此氯化氫與氧化硫反應(yīng)器頂部裝有脫氯劑，下層裝有氧化鋅，在此氯化氫與氧化鈉

10、反應(yīng)，生成氯化鈉，氧化鋅與硫化氫發(fā)生反應(yīng)，生成硫化鋅，鈉反應(yīng)，生成氯化鈉，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。精制后的氣體中硫含量小于達(dá)到脫氯、脫硫的目的。精制后的氣體中硫含量小于0.1ppm0.1ppm，進(jìn)，進(jìn)入預(yù)轉(zhuǎn)化部分。入預(yù)轉(zhuǎn)化部分。 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，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，在催化劑的作用應(yīng)器為一絕熱反應(yīng)器，在催化劑的作

11、用下，發(fā)生一系列的熱裂解、催化裂解、下，發(fā)生一系列的熱裂解、催化裂解、脫氫、加氫、積碳、氧化、變換、甲烷脫氫、加氫、積碳、氧化、變換、甲烷化反應(yīng)，生成富含甲烷的氣體?；磻?yīng)，生成富含甲烷的氣體。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)轉(zhuǎn)化爐對(duì)蒸汽，再經(jīng)轉(zhuǎn)化爐對(duì)流段預(yù)熱至流段預(yù)熱至595 ，由，由上集合管進(jìn)入轉(zhuǎn)化爐上集合管進(jìn)入轉(zhuǎn)化爐輻射段。輻射段。 轉(zhuǎn)化爐管內(nèi)裝有催化劑，轉(zhuǎn)化爐管內(nèi)裝有催化劑，在催化劑的作用下，原料氣與在催化劑的作用下，原料氣與水蒸氣發(fā)生復(fù)

12、雜的轉(zhuǎn)化反應(yīng)，水蒸氣發(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)吸熱過整個(gè)反應(yīng)過程表現(xiàn)為強(qiáng)吸熱過程，反應(yīng)所需熱量由轉(zhuǎn)化爐燃程，反應(yīng)所需熱量由轉(zhuǎn)化爐燃燒氣提供。出轉(zhuǎn)化爐的高溫轉(zhuǎn)燒氣提供。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)生中化氣經(jīng)轉(zhuǎn)化蒸汽發(fā)生器發(fā)生中壓蒸汽后，溫度降至壓蒸汽后，溫度降至340340進(jìn)入進(jìn)入高溫變換部分高溫變換部分. .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

13、提高左右。為了提高COCO的變換率，增加產(chǎn)品氫的變換率，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)器出口殘余殘余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)。第一段反應(yīng)器出口變換氣經(jīng)過冷卻至器出口變換氣經(jīng)過冷卻至340340后，進(jìn)入第二段反應(yīng)器后，進(jìn)入第二段反應(yīng)器進(jìn)一步發(fā)生變換反應(yīng)，反應(yīng)出口溫度為進(jìn)一步發(fā)生變換反應(yīng)，反應(yīng)出口溫度為352352，殘余，殘余COCO含量降至含量降至3.0%3.0%左右，變換氣經(jīng)一系列的換熱器冷卻降溫左右，變換氣經(jīng)一系列的換熱器冷卻降溫至至4040，并經(jīng)分水后進(jìn)入，

14、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。 PSA PSA的原料氣自吸附塔底的原料氣自吸附塔底進(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

15、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。 變換變換轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化加加氫氫脫脫硫硫氫氣氫氣蒸汽蒸汽燃料氣燃料氣PSA天然氣天然氣干氣干氣石腦油石腦油預(yù)預(yù)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化化三、工藝過程三、工藝過程 輕烴蒸汽轉(zhuǎn)化制氫工藝流程模塊圖輕烴蒸汽轉(zhuǎn)化制氫工藝流程模塊圖制氫裝置工藝流程圖制氫裝置工藝流程圖三、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)化爐為制氫裝置的核心設(shè)備，通過轉(zhuǎn)化爐烴類轉(zhuǎn)化爐為制氫裝置的核心設(shè)備，通過轉(zhuǎn)化爐烴類和水蒸汽發(fā)生一系列的反應(yīng)，生成氫氣和其它副產(chǎn)物。和水蒸汽發(fā)生一

16、系列的反應(yīng)，生成氫氣和其它副產(chǎn)物。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.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%）。）。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

17、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

18、因，對(duì)流室經(jīng)常放置在輻射室旁邊 。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

19、紹-轉(zhuǎn)化爐轉(zhuǎn)化爐底燒爐底燒爐目前多用于目前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。 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。 我公司制氫裝置采用頂燒爐我公司

20、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)化爐特點(diǎn)特點(diǎn)圖片圖片四、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)度及管熱強(qiáng)度及管壁溫度分布壁溫度分布結(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

21、附墻燃燒，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

22、布較協(xié)調(diào)。但爐管最多的熱量，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)比較熱強(qiáng)度及管壁溫度分布不同的傳熱方式，導(dǎo)致

23、不同爐型具有不同的熱強(qiáng)度和管壁溫度分布。頂燒爐火焰集中在爐膛頂部，所以該處輻射傳熱能力非常強(qiáng)，具有非常高的局部熱強(qiáng)度，同時(shí)該處的管壁溫度也為最高。最高管壁溫度和熱強(qiáng)度同時(shí)在轉(zhuǎn)化管頂部出現(xiàn)峰值是頂燒式轉(zhuǎn)化爐的特點(diǎn)。該特點(diǎn)造成轉(zhuǎn)化管有較高的設(shè)計(jì)壁溫。對(duì)于側(cè)燒和梯臺(tái)轉(zhuǎn)化爐，燃燒器均勻分布在沿管長方向的不同標(biāo)高，輻射傳熱比較均勻，可避免該峰值，從而降低設(shè)計(jì)壁溫，減少轉(zhuǎn)化管壁厚，節(jié)約高合金爐管，或允許較高的轉(zhuǎn)化氣出口溫度，以降低殘余甲烷，提高氫的產(chǎn)率。在管壁設(shè)計(jì)溫度相同時(shí)，側(cè)燒爐和梯臺(tái)爐可以允許較大的總平均管壁熱強(qiáng)度，這樣傳熱面積會(huì)相應(yīng)減少，轉(zhuǎn)化管數(shù)量有所下降。底燒爐在傳熱性能上，具有爐頂熱強(qiáng)度低，爐底

24、熱強(qiáng)度高的特性，因而爐管壁溫變化最大，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)度不超標(biāo)，只能選用很低的平均熱強(qiáng)度，造成管材的巨大浪費(fèi)，所以大型裝置都不采用底燒爐。 爐型結(jié)構(gòu)比較結(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，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。 操作便利性操作情況頂燒爐的燃燒器都集中在爐頂，造成爐

25、頂?shù)牟僮鳁l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)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。 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 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)

26、、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 往復(fù)式壓縮機(jī)工作過程往復(fù)式壓縮機(jī)工作過程返回返回結(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)整體1氣缸；2活塞；3氣缸；4氣閥；5-填料；6活塞桿；7十字頭；8連桿；9曲軸；10機(jī)身；11滑道；12擋油圈；13中體；14流量調(diào)節(jié)器（補(bǔ)助余隙容積）；15流量調(diào)節(jié)器（壓、開進(jìn)氣閥）；16潤滑油泵；17注油器壓縮機(jī)實(shí)體圖壓縮機(jī)