等温变换装置的运行情况
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3 气比为 1. 147 ，相应湿气量由原来的 65 753 m / h 3 增加为 104 000 m / h， 气量增加为原来的 1. 58
倍，因此不仅原有的主工艺管道必须更换 ，而且 需要新增较高压力等级的设备。
［收稿日期］ 2013-08-08
［修稿日期］ 2013-08-24
［作者简介］ 焦元刚 （ 1981 —） ， 硕士学历， 男， 山西运城人， 2007 年毕业于北京交通大学化工专业， 现主要从事合成氨各工段 工艺技术工作。
3
等温变换炉的特点 变换反应是一个可逆的放热反应 。传统变换
系统 入 口 煤 气 成 分 38. 5% ，CO2 19. 1% ；
CO 42. 7% ， H2
预变炉出口 CO 含量 37% ； 等温变换炉出口 CO 含量 0. 6% ； 系统出口变换气 压力 3. 2 MPa，温度 35 ℃ ； 等温变换炉温度 （ 第 1 根热电偶， 自上到 下） 252. 5 ℃ ，266. 2 ℃ ，259. 4 ℃ ； 等温变换炉温度 （ 第 2 根热电偶， 自上到 250. 0 ℃ ，266. 0 ℃ ，261. 2 ℃ ； 下）
2
汽包的设计压力。 （ 2 ） 热交换器的换热面积偏小 热交换器利用原有设备， 换热面积仅 95. 8 m ，只能将经过热交换器之 后 的 水 煤 气 从 206 ℃ 提高到 221 ℃ ，导致进预变炉的水煤气偏离露 点温度仅 15 ℃ ，达不到设计要求的 20 ℃ ，不利 于预变炉的长期稳定运行。 6 结 语
炉移走反应热有 2 种基本形式： 一是采用炉外间 接气气换热； 二是采用炉内、外喷水增湿。安淳 公司开发的等温变换炉， 其结构为悬挂式双套 管，双套管内为水、汽，管外装填催化剂，管内 水、汽直接移走催化剂床层反应热。由于其水汽
第3 期 2014 年 5 月
中 氮 肥 MSized Nitrogenous Fertilizer Progress
与传统的变换工艺不同，等温变换工艺在流 程设计、设备选型及参数确定、催化剂选择等方 面均无成熟经验，存在一定问题是必然的，有待 于进一步完善。 （ 1 ） 汽包设计压力偏低 设计催化剂使用末期的床层温度为 280 ℃ ， 床层温度比汽包温度高 30 ℃ ， 汽包最高运行温 度为 250 ℃ ， 对应饱和蒸汽压为 3. 97 MPa， 因 此汽包设计压力为 4. 3 MPa。 目前运行过程中， 床层温度仅比汽包温度高 15 ℃ ， 则催化剂使用 末期床层温度为 280 ℃ 时， 汽包的温度将达到 265 ℃ ，对应的饱和蒸汽压为 5. 1 MPa， 将高于
表1
设备名称 等温变换炉 汽 包 高压脱盐水预热器 汽包给水预热器 （ 利旧） 二水分离器 （ 利旧）
该装置于 2013 年 7 月 15 日投入运行并满负 荷生产，在过去 20 d 满负荷 稳 定 运 行 情 况 下来自百度文库 变换系统出口 CO 含量稳定在 0. 6% 左右， 低于 设计值 （ 0. 9% ） 。 另外， 目 前 装 置 运 行 时， 绝 热段进口尚没有必要补加蒸汽以提高水气比 ，预 计补加蒸汽后能进一步降低出口的 CO 含量。 目前的运行情况充分证明，该装置完全能满 足合成氨的工艺要求，标志着等温变换新工艺在 我公司的应用取得了圆满成功。 运行的具体参数如下：
由于全国甲醇产能严重过剩，市场行情长期 萎靡不振，预计在相当长时间内市场趋势不会好 转。为了公司的长远发展，阳煤丰喜集团临猗分 公司决定将 100 kt / a 的甲醇生产装置进行改造， 用于生产 100 kt / a 的合成氨。 1. 2 项目改造基本思路 仅对原甲醇变换工段进行改造即可满足生产 合成氨的需求，脱硫、脱碳等工段不变。 原甲醇变换属于部分变换，通过设置废热锅 炉将进系统的汽气比由 1. 14 降至 0. 351 ， 以保 证变换系统出口的 CO 含量为 17% ～ 19% 。此次 改造，取消系统入口的煤气废锅，使进系统的汽
第3 期 2014 年 5 月
中 氮 肥 MSized Nitrogenous Fertilizer Progress
No. 3 May 2014
等温变换装置的运行情况
焦元刚
（ 阳煤丰喜集团临猗分公司，山西 临猗 044103 ）
+ ［ 中图分类号］ TQ 113. 26 4. 2
［ 文献标志码］ B
台等温变换炉，变换系统出口的 CO 含量由改造 前的 17% ～ 19% 降至≤0. 9% 。 （ 2 ） 等温变换炉绝热段补加蒸汽。 等温变 换炉分等温段和绝热段，设计从绝热段进口补加 260 ℃ 、4. 0 MPa 的饱和蒸汽 5 t / h，以提高汽气 比，进一步降低等温变换炉出口的 CO 含量。 （ 3 ） 修 改 原 有 硫 化 管 线， 利 用 热 交 换 器， 以弥补电加热器功率的不足。用等温变换炉出口 的热煤气加热进等温变换炉的煤气 ，尽可能提高 进等温变换炉的煤气温度。 （ 4 ） 充分、高效利用变换反应热。180 ℃ 的 水煤气余热采用废热锅炉不可能副产 1. 3 MPa、 195 ℃ 的饱和蒸汽，但是通过工艺优化， 可以节 约我公司 1. 3 MPa 饱和蒸汽的用量，相当于副产 了 1. 3 MPa 高品质饱和蒸汽。 考虑到我公司 0. 5 MPa 低品位蒸汽富裕、1. 3 MPa 蒸汽短缺的实际 情况， 本工艺通过新增加 1 台高压脱盐水预热 器， 将锅炉车间 8. 0 MPa 的脱盐水从 100 ℃ 提高 到 170 ℃ ， 年可为锅炉车间节省 1. 3 MPa 蒸汽 64 kt 以上。 2. 4 新增设备 该项目新增的设备及规格见表 1 。
－6 计尾气中 NO x 的体积分数为 2 000 × 10 ， 氧含
量为 2. 5% ～ 5. 0% ； 尾气预热器出口尾气温度
［ 收稿日期］ 2013-10-12 ［作者简介］ 潘利新（ 1969 —） ， 男， 黑龙江齐齐哈尔人， 工程 师， 化学工程硕士， 硝铵厂厂长。
210 ～ 220 ℃ ，进口压力 0. 23 ～ 0. 25 MPa； 膨胀机 进口温度 210 ～ 220 ℃ ， 出口温度 140 ～ 150 ℃ ，
· 16·
中氮肥
第3 期
产生的蒸汽送 1. 3 MPa 蒸汽管网。汽包的水由甲 醇合成给水泵来的除氧水经汽包给水预热器预热 后补充。水汽系统另配置了热水循环泵，在催化 剂升温及水汽系统强制循环时使用 。 2. 3 工艺流程特点 （ 1 ） 通过将原变换炉改为预变炉以及新增 1
系统存储一定量的饱和水、 饱和蒸汽， 当管内 水、汽和管外催化剂之间温度达到一定平衡后 ， 即使外界因素小幅波动，其催化剂床层温度依然 能保持相对恒定状态。 该等温变换炉与传统变换炉比较，具有以下 特点： （ 1 ） 利用相变移走变换反应热， 可靠实用， 实现恒温反应，操作简单，易于控制； （ 2 ） 悬挂双套水管， 不受壳体限制， 可自 由伸缩，结构可靠； （ 3 ） 径向 反 应， 阻 力 小， 高 径 比 大， 易 大 型化； （ 4 ） 等温反应，催化剂使用寿命大大延长； （ 5 ） 变换反应热几乎全部利用， 副产蒸汽 品位高、产量大，反应器水汽系统无动力，采用 自然循环方式； （ 6 ） 系统无饱和热水塔， 无喷水装置， 自 产干燥蒸汽供反应，免除设备腐蚀根源； （ 7 ） 通过控制汽包蒸汽压力， 可轻松调节 床层温度。 4 运行情况
3 系统入口水煤气参数 流量 104 000 m / h， 压力 3. 53 MPa，温度 208. 7 ℃ ；
新增设备一览表
规格 / mm 2 400 × 18 945 × 42 1 600 × 6 231 × 26 1 200 × 7 382 × 40 （ 封头壁厚 42 ） 1 100 × 4 744 × 28 1 800 × 5 550 × 30
进口压力 0. 2 MPa。 櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅 汽包设计压力。建议在今后的设计中，慎重考虑 床层最高温度差 16 ℃ ； 等温变换炉出口温度 259 ℃ ； 汽包运行参数 压力 3. 4 MPa，温度 244 ℃ ； 汽包副产蒸汽量 （ 1. 3 MPa） 5 装置存在的问题 12. 3 t / h。
－6 3
催化还原脱硝 （ SCＲ） 项目投产成功，硝酸尾气
－6 中 NO x 含量降至 120 × 10 左右，脱硝率在 95% 6 左右，每年增加回收热能 1. 55 × 10 kW · h， 年
节约运行费用 65. 1 万元， 环保效益和经济效益 显著。 1 硝酸装置简介 我公司 90 kt / a 全加压法硝酸装置技术参数 为： 氨 氧 化 压 力 0. 30 ～ 0. 32 MPa； 吸 收 压 力 0. 30 ～ 0. 32 MPa； 尾气排放量 35 500 m3 / h， 设
［ 文章编号］ 1004 － 9932 （ 2014 ） 03 － 0015 － 02
等温变换即反应温度恒定的变换反应 ，反应 放出的热量随即移出， 移出热量接近放出热量， 这种状况下反应温度几乎没有变化 ，故称等温反 ［1 ］ 应 。最有效的等温反应是以发生相变 （ 沸腾 ） 水为换热介质，因其相变热很大，反应热很容易 移走，使反应过程温度维持不变； 且沸腾水压力 与温度是一一对应关系，因此只要控制蒸汽压力 就可轻易地控制反应温度。本文对山西阳煤丰喜 集团临猗分公司的等温变换装置的运行情况作一 介绍。 1 1. 1 项目背景 立项原因
No. 3 May 2014
硝酸尾气脱硝 SCＲ 技术在黑化集团的应用
潘利新
（ 黑龙江黑化集团有限公司，黑龙江 齐齐哈尔 161041 ）
［ 中图分类号］ X 701. 7
［ 文献标志码］ B
［ 文章编号］ 1004 － 9932 （ 2014 ） 03 － 0017 － 03
我公司是以煤为原料的煤化工企业 ， 公司 现有 1 套 120 kt / a 硝酸铵生产装置 ， 其配套的 稀硝酸装置采用全加压法 ， 设 计 产 量 90 kt / a 。 由于稀硝 酸 生 产 是 先 将 氨 氧 化 为 NO x 混 合 气 ， 再用水或 低 浓 度 硝 酸 对 NO x 混 合 气 进 行 吸 收 ， 吸收反应中 3 个分子的二氧化氮只有 2 个转化 为硝酸 ， 而另一个转化为 NO ， 经多次循环后 ， 总有一定浓度的 NO 随尾气排 出 ， 加 之 采 用 全 加压法生产硝酸 ， 因此硝酸尾气中 NO x 的体积 分数高达 2 000 × 10 （ 质量浓度 4 000 mg / m ） ， 对环境的污染很大。2007 年 8 月我公司选择性
2 2. 1
工艺流程及特点 主工艺气体流程 从气化工段来的 3. 75 MPa、210 ℃ 的饱和水
煤气 （ 含 CO 45% ， 干基 ） ， 经煤气水分离器、 热交 换 器 （ 240 ℃ ） 、 预 变 炉 反 应 后 （ 含 CO 36% ，温度 256 ℃ ） ，进入等温变换炉继续反应 （ 265 ℃ ） ，反应后气体 （ 含 CO 0. 9% ） 再进入热 交换器、废热锅炉、水解脱硫槽、汽包给水预热 器、高压脱盐水预热器、变换气一水分离器、低 压脱盐水预热器、变换气冷却器 （ 40 ℃ ） 、变换 气二水分离器，最后变换气去脱硫工段 （ 系统应 在预变炉前预留下次新增气体除尘装置位置） 。 2. 2 等温变换炉内流程 预变炉出口气体从等温变换炉底部两侧管口 进入内外筒环隙，经环隙均匀分布径向进入催化 剂床层，从圆周方向向圆中心方向不断地横向流 过催化剂床、扫过垂直沸腾水管，反应后的气体 进入床层中心的集气管， 在集气管中自上而下， 然后由集气管圆中心进入四周径向催化剂床层 （ 绝热段 ） ， 反应后气体汇集于内件径向筐和内 径向筐环隙空腔中，向下经径向筐底部中心尾管 出设备。 等温变换炉内悬挂式双套管、汽室、水室与 炉外高置的汽包构成 1 个饱和水、饱和蒸汽的循 环闭路。从汽包下来的水进入水室，被均匀分配 进入各内管， 由上而下在管的底端折转到外管， 在外管由下而上流动，吸收管外催化剂床层反应 热，此过程中一部分饱和水被汽化，汽水混合物 上升到汽室， 由汽室中心汽水升气管上升到汽 包。由于高置的汽包有一定的位差， 再加上内、 外管的水、汽水混合物密度上的差别，故在悬挂 式双套管、 汽室、 水室、 汽包这个循环闭路内， 饱和水、饱和蒸汽能如此得以无动力循环。汽包
倍，因此不仅原有的主工艺管道必须更换 ，而且 需要新增较高压力等级的设备。
［收稿日期］ 2013-08-08
［修稿日期］ 2013-08-24
［作者简介］ 焦元刚 （ 1981 —） ， 硕士学历， 男， 山西运城人， 2007 年毕业于北京交通大学化工专业， 现主要从事合成氨各工段 工艺技术工作。
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等温变换炉的特点 变换反应是一个可逆的放热反应 。传统变换
系统 入 口 煤 气 成 分 38. 5% ，CO2 19. 1% ；
CO 42. 7% ， H2
预变炉出口 CO 含量 37% ； 等温变换炉出口 CO 含量 0. 6% ； 系统出口变换气 压力 3. 2 MPa，温度 35 ℃ ； 等温变换炉温度 （ 第 1 根热电偶， 自上到 下） 252. 5 ℃ ，266. 2 ℃ ，259. 4 ℃ ； 等温变换炉温度 （ 第 2 根热电偶， 自上到 250. 0 ℃ ，266. 0 ℃ ，261. 2 ℃ ； 下）
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汽包的设计压力。 （ 2 ） 热交换器的换热面积偏小 热交换器利用原有设备， 换热面积仅 95. 8 m ，只能将经过热交换器之 后 的 水 煤 气 从 206 ℃ 提高到 221 ℃ ，导致进预变炉的水煤气偏离露 点温度仅 15 ℃ ，达不到设计要求的 20 ℃ ，不利 于预变炉的长期稳定运行。 6 结 语
炉移走反应热有 2 种基本形式： 一是采用炉外间 接气气换热； 二是采用炉内、外喷水增湿。安淳 公司开发的等温变换炉， 其结构为悬挂式双套 管，双套管内为水、汽，管外装填催化剂，管内 水、汽直接移走催化剂床层反应热。由于其水汽
第3 期 2014 年 5 月
中 氮 肥 MSized Nitrogenous Fertilizer Progress
与传统的变换工艺不同，等温变换工艺在流 程设计、设备选型及参数确定、催化剂选择等方 面均无成熟经验，存在一定问题是必然的，有待 于进一步完善。 （ 1 ） 汽包设计压力偏低 设计催化剂使用末期的床层温度为 280 ℃ ， 床层温度比汽包温度高 30 ℃ ， 汽包最高运行温 度为 250 ℃ ， 对应饱和蒸汽压为 3. 97 MPa， 因 此汽包设计压力为 4. 3 MPa。 目前运行过程中， 床层温度仅比汽包温度高 15 ℃ ， 则催化剂使用 末期床层温度为 280 ℃ 时， 汽包的温度将达到 265 ℃ ，对应的饱和蒸汽压为 5. 1 MPa， 将高于
表1
设备名称 等温变换炉 汽 包 高压脱盐水预热器 汽包给水预热器 （ 利旧） 二水分离器 （ 利旧）
该装置于 2013 年 7 月 15 日投入运行并满负 荷生产，在过去 20 d 满负荷 稳 定 运 行 情 况 下来自百度文库 变换系统出口 CO 含量稳定在 0. 6% 左右， 低于 设计值 （ 0. 9% ） 。 另外， 目 前 装 置 运 行 时， 绝 热段进口尚没有必要补加蒸汽以提高水气比 ，预 计补加蒸汽后能进一步降低出口的 CO 含量。 目前的运行情况充分证明，该装置完全能满 足合成氨的工艺要求，标志着等温变换新工艺在 我公司的应用取得了圆满成功。 运行的具体参数如下：
由于全国甲醇产能严重过剩，市场行情长期 萎靡不振，预计在相当长时间内市场趋势不会好 转。为了公司的长远发展，阳煤丰喜集团临猗分 公司决定将 100 kt / a 的甲醇生产装置进行改造， 用于生产 100 kt / a 的合成氨。 1. 2 项目改造基本思路 仅对原甲醇变换工段进行改造即可满足生产 合成氨的需求，脱硫、脱碳等工段不变。 原甲醇变换属于部分变换，通过设置废热锅 炉将进系统的汽气比由 1. 14 降至 0. 351 ， 以保 证变换系统出口的 CO 含量为 17% ～ 19% 。此次 改造，取消系统入口的煤气废锅，使进系统的汽
第3 期 2014 年 5 月
中 氮 肥 MSized Nitrogenous Fertilizer Progress
No. 3 May 2014
等温变换装置的运行情况
焦元刚
（ 阳煤丰喜集团临猗分公司，山西 临猗 044103 ）
+ ［ 中图分类号］ TQ 113. 26 4. 2
［ 文献标志码］ B
台等温变换炉，变换系统出口的 CO 含量由改造 前的 17% ～ 19% 降至≤0. 9% 。 （ 2 ） 等温变换炉绝热段补加蒸汽。 等温变 换炉分等温段和绝热段，设计从绝热段进口补加 260 ℃ 、4. 0 MPa 的饱和蒸汽 5 t / h，以提高汽气 比，进一步降低等温变换炉出口的 CO 含量。 （ 3 ） 修 改 原 有 硫 化 管 线， 利 用 热 交 换 器， 以弥补电加热器功率的不足。用等温变换炉出口 的热煤气加热进等温变换炉的煤气 ，尽可能提高 进等温变换炉的煤气温度。 （ 4 ） 充分、高效利用变换反应热。180 ℃ 的 水煤气余热采用废热锅炉不可能副产 1. 3 MPa、 195 ℃ 的饱和蒸汽，但是通过工艺优化， 可以节 约我公司 1. 3 MPa 饱和蒸汽的用量，相当于副产 了 1. 3 MPa 高品质饱和蒸汽。 考虑到我公司 0. 5 MPa 低品位蒸汽富裕、1. 3 MPa 蒸汽短缺的实际 情况， 本工艺通过新增加 1 台高压脱盐水预热 器， 将锅炉车间 8. 0 MPa 的脱盐水从 100 ℃ 提高 到 170 ℃ ， 年可为锅炉车间节省 1. 3 MPa 蒸汽 64 kt 以上。 2. 4 新增设备 该项目新增的设备及规格见表 1 。
－6 计尾气中 NO x 的体积分数为 2 000 × 10 ， 氧含
量为 2. 5% ～ 5. 0% ； 尾气预热器出口尾气温度
［ 收稿日期］ 2013-10-12 ［作者简介］ 潘利新（ 1969 —） ， 男， 黑龙江齐齐哈尔人， 工程 师， 化学工程硕士， 硝铵厂厂长。
210 ～ 220 ℃ ，进口压力 0. 23 ～ 0. 25 MPa； 膨胀机 进口温度 210 ～ 220 ℃ ， 出口温度 140 ～ 150 ℃ ，
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中氮肥
第3 期
产生的蒸汽送 1. 3 MPa 蒸汽管网。汽包的水由甲 醇合成给水泵来的除氧水经汽包给水预热器预热 后补充。水汽系统另配置了热水循环泵，在催化 剂升温及水汽系统强制循环时使用 。 2. 3 工艺流程特点 （ 1 ） 通过将原变换炉改为预变炉以及新增 1
系统存储一定量的饱和水、 饱和蒸汽， 当管内 水、汽和管外催化剂之间温度达到一定平衡后 ， 即使外界因素小幅波动，其催化剂床层温度依然 能保持相对恒定状态。 该等温变换炉与传统变换炉比较，具有以下 特点： （ 1 ） 利用相变移走变换反应热， 可靠实用， 实现恒温反应，操作简单，易于控制； （ 2 ） 悬挂双套水管， 不受壳体限制， 可自 由伸缩，结构可靠； （ 3 ） 径向 反 应， 阻 力 小， 高 径 比 大， 易 大 型化； （ 4 ） 等温反应，催化剂使用寿命大大延长； （ 5 ） 变换反应热几乎全部利用， 副产蒸汽 品位高、产量大，反应器水汽系统无动力，采用 自然循环方式； （ 6 ） 系统无饱和热水塔， 无喷水装置， 自 产干燥蒸汽供反应，免除设备腐蚀根源； （ 7 ） 通过控制汽包蒸汽压力， 可轻松调节 床层温度。 4 运行情况
3 系统入口水煤气参数 流量 104 000 m / h， 压力 3. 53 MPa，温度 208. 7 ℃ ；
新增设备一览表
规格 / mm 2 400 × 18 945 × 42 1 600 × 6 231 × 26 1 200 × 7 382 × 40 （ 封头壁厚 42 ） 1 100 × 4 744 × 28 1 800 × 5 550 × 30
进口压力 0. 2 MPa。 櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅 汽包设计压力。建议在今后的设计中，慎重考虑 床层最高温度差 16 ℃ ； 等温变换炉出口温度 259 ℃ ； 汽包运行参数 压力 3. 4 MPa，温度 244 ℃ ； 汽包副产蒸汽量 （ 1. 3 MPa） 5 装置存在的问题 12. 3 t / h。
－6 3
催化还原脱硝 （ SCＲ） 项目投产成功，硝酸尾气
－6 中 NO x 含量降至 120 × 10 左右，脱硝率在 95% 6 左右，每年增加回收热能 1. 55 × 10 kW · h， 年
节约运行费用 65. 1 万元， 环保效益和经济效益 显著。 1 硝酸装置简介 我公司 90 kt / a 全加压法硝酸装置技术参数 为： 氨 氧 化 压 力 0. 30 ～ 0. 32 MPa； 吸 收 压 力 0. 30 ～ 0. 32 MPa； 尾气排放量 35 500 m3 / h， 设
［ 文章编号］ 1004 － 9932 （ 2014 ） 03 － 0015 － 02
等温变换即反应温度恒定的变换反应 ，反应 放出的热量随即移出， 移出热量接近放出热量， 这种状况下反应温度几乎没有变化 ，故称等温反 ［1 ］ 应 。最有效的等温反应是以发生相变 （ 沸腾 ） 水为换热介质，因其相变热很大，反应热很容易 移走，使反应过程温度维持不变； 且沸腾水压力 与温度是一一对应关系，因此只要控制蒸汽压力 就可轻易地控制反应温度。本文对山西阳煤丰喜 集团临猗分公司的等温变换装置的运行情况作一 介绍。 1 1. 1 项目背景 立项原因
No. 3 May 2014
硝酸尾气脱硝 SCＲ 技术在黑化集团的应用
潘利新
（ 黑龙江黑化集团有限公司，黑龙江 齐齐哈尔 161041 ）
［ 中图分类号］ X 701. 7
［ 文献标志码］ B
［ 文章编号］ 1004 － 9932 （ 2014 ） 03 － 0017 － 03
我公司是以煤为原料的煤化工企业 ， 公司 现有 1 套 120 kt / a 硝酸铵生产装置 ， 其配套的 稀硝酸装置采用全加压法 ， 设 计 产 量 90 kt / a 。 由于稀硝 酸 生 产 是 先 将 氨 氧 化 为 NO x 混 合 气 ， 再用水或 低 浓 度 硝 酸 对 NO x 混 合 气 进 行 吸 收 ， 吸收反应中 3 个分子的二氧化氮只有 2 个转化 为硝酸 ， 而另一个转化为 NO ， 经多次循环后 ， 总有一定浓度的 NO 随尾气排 出 ， 加 之 采 用 全 加压法生产硝酸 ， 因此硝酸尾气中 NO x 的体积 分数高达 2 000 × 10 （ 质量浓度 4 000 mg / m ） ， 对环境的污染很大。2007 年 8 月我公司选择性
2 2. 1
工艺流程及特点 主工艺气体流程 从气化工段来的 3. 75 MPa、210 ℃ 的饱和水
煤气 （ 含 CO 45% ， 干基 ） ， 经煤气水分离器、 热交 换 器 （ 240 ℃ ） 、 预 变 炉 反 应 后 （ 含 CO 36% ，温度 256 ℃ ） ，进入等温变换炉继续反应 （ 265 ℃ ） ，反应后气体 （ 含 CO 0. 9% ） 再进入热 交换器、废热锅炉、水解脱硫槽、汽包给水预热 器、高压脱盐水预热器、变换气一水分离器、低 压脱盐水预热器、变换气冷却器 （ 40 ℃ ） 、变换 气二水分离器，最后变换气去脱硫工段 （ 系统应 在预变炉前预留下次新增气体除尘装置位置） 。 2. 2 等温变换炉内流程 预变炉出口气体从等温变换炉底部两侧管口 进入内外筒环隙，经环隙均匀分布径向进入催化 剂床层，从圆周方向向圆中心方向不断地横向流 过催化剂床、扫过垂直沸腾水管，反应后的气体 进入床层中心的集气管， 在集气管中自上而下， 然后由集气管圆中心进入四周径向催化剂床层 （ 绝热段 ） ， 反应后气体汇集于内件径向筐和内 径向筐环隙空腔中，向下经径向筐底部中心尾管 出设备。 等温变换炉内悬挂式双套管、汽室、水室与 炉外高置的汽包构成 1 个饱和水、饱和蒸汽的循 环闭路。从汽包下来的水进入水室，被均匀分配 进入各内管， 由上而下在管的底端折转到外管， 在外管由下而上流动，吸收管外催化剂床层反应 热，此过程中一部分饱和水被汽化，汽水混合物 上升到汽室， 由汽室中心汽水升气管上升到汽 包。由于高置的汽包有一定的位差， 再加上内、 外管的水、汽水混合物密度上的差别，故在悬挂 式双套管、 汽室、 水室、 汽包这个循环闭路内， 饱和水、饱和蒸汽能如此得以无动力循环。汽包