氮肥厂节能天然气脱硫系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种氮肥厂节能天然气脱硫系统，包括工艺天然气压缩机、天然气加热炉、脱硫槽和氧化锌槽，工艺天然气压缩机的出口管线分成两个支线，其中一个支线与中部盘管的进口端相连，另一个支线与天然气预热器的冷侧进口相连，天然气预热器的热侧出口与工艺天然气加热盘管的进口相连，天然气预热器的热侧进口与低压蒸汽换热器的热侧出口相连，低压蒸汽换热器的热侧进口与天然气加热炉的燃烧废气排放管线相连，低压蒸汽换热器的冷侧进口与低压蒸汽排放管线相连，低压蒸汽换热器的冷侧出口与燃料天然气预热器相连，燃料天然气预热器的冷侧进口与燃料天然气管线相连，燃料天然气预热器的热侧出口与燃料天然气进口管线相连。节能降耗。

Energy-saving Natural Gas Desulfurization System in Nitrogen Fertilizer Plant

【技术实现步骤摘要】
氮肥厂节能天然气脱硫系统
本技术涉及一种氮肥厂节能天然气脱硫系统，属于化工生产领域。
技术介绍
氮肥厂合成氨工艺总流程为：来自长输管线的天然气首先进入天然气配气站，天然气在配气站进行缓冲及调压后进入合成氨装置的常温脱硫系统，然后通过天然气压缩，高温脱硫，换热式一段蒸汽转化、二段富氧空气转化，一氧化碳高、低温变换，改良热钾碱法脱碳，甲烷化深度净化除去残余的CO和CO2，合成气压缩，14.0MPa下氨合成，冷冻分离，最终得到产品液氨。高温脱硫系统工艺流程为：经过压缩机增压的工艺天然气首先进入天然气加热炉上部盘管进行加热，工艺天然气经过加热后离开加热炉，与调温管线(V1)来的工艺天然气混合后再次进入天然气加热炉的中部盘管进行加热，工艺天然气被加热至330-335℃进入脱硫槽、工艺天然气中的绝大部分硫被脱硫槽中的脱硫剂反应除去，然后工艺天然气进入氧化锌脱硫槽继续进行精脱硫，直到把工艺天然气中的硫含量脱出降低到＜0.2％，从氧化锌槽底部出来的工艺天然气与中压蒸汽混合后再次进入天然气加热炉的下部盘管进行加热，混合气被加热至400℃左右后去转化系统进行天然气的转化反应。在混合气管线上设置有调温副线和阀门V2。天然气加热炉的底部设置有一条燃料天然气管线，燃料天然气通过管线输送到加热炉的底部烧嘴进行燃烧，加热炉的温度就是通过燃烧燃料天然气来加热实现的。存在的问题工艺天然气中含有有机硫和无机硫，工艺天然气在进入转化系统前必须把气体里面的硫含量去除干净，工艺指标要求氧化锌槽出口工艺天然气中的硫含量必须＜0.2％，因为硫进入转化系统后会引起转化催化剂的中毒，严重时造成转化催化剂的完全失效。为了除去工艺天然气中的硫，设计上是通过把工艺天然气进行加热后，通过脱硫槽中的铁锰脱硫剂和氧化锌槽中的脱硫剂来实现对工艺天然气中硫的完全脱出。工艺要求进入脱硫槽的工艺天然气必须加热至330-335℃，这样才能在脱硫槽中有效地脱出气体中的硫，为了确保工艺天然气的加热温度，就必须大量的向天然气加热炉里面加入燃烧天然气，这样就会造成天然气消耗的增加。由于氮肥厂在合成氨的过程中会大量产生0.4MPa的低压蒸汽(140℃左右)，低压蒸汽除了少部分得到利用外，多余的低压蒸汽通过放空损失掉，为了节能降耗，我们考虑回收利用低压蒸汽的热量。其次，天然气加热炉的炉顶排出的燃烧废气的温度在280℃左右，目前直接排放，导致热能的损失。
技术实现思路
针对上述技术问题，本技术旨在提供一种氮肥厂节能天然气脱硫系统，充分利用生产中的低压蒸汽和燃烧废气的余热，降低生产能耗。为此，本技术所采用的技术方案为：一种氮肥厂节能天然气脱硫系统，包括工艺天然气压缩机、天然气加热炉、脱硫槽和氧化锌槽，所述天然气加热炉的炉底设置有燃料天然气进口管线，所述天然气加热炉的炉顶设置有燃烧废气排放管线，所述天然气加热炉内的上部设置有工艺天然气加热盘管，中部设置有中部盘管，所述天然气加热炉内的下部设置有蒸汽天然气混合气加热盘管，所述工艺天然气加热盘管的出口端与中部盘管进口端相连，所述中部盘管的出口端与脱硫槽的进口相连，所述脱硫槽的出口与氧化锌槽的进口相连，所述氧化锌槽的出口管线与蒸汽天然气混合气加热盘管的进口端相连，所述氧化锌槽的出口管线上还连接有中压蒸汽管线，所述蒸汽天然气混合气加热盘管的出口端通过管道与转化系统相连，其特征在于：所述工艺天然气压缩机的出口管线分成两个支线，其中一个支线直接与中部盘管的进口端相连，另一个支线与天然气预热器的冷侧进口相连，所述天然气预热器的热侧出口与天然气加热炉的工艺天然气加热盘管的进口端相连，所述天然气预热器的热侧进口与低压蒸汽换热器的热侧出口相连，所述低压蒸汽换热器的热侧进口与天然气加热炉的燃烧废气排放管线相连，所述低压蒸汽换热器的冷侧进口与生产中的低压蒸汽排放管线相连，所述低压蒸汽换热器的冷侧出口与燃料天然气预热器的热侧进口相连，所述燃料天然气预热器的冷侧进口与燃料天然气管线相连，所述燃料天然气预热器的热侧出口与天然气加热炉的燃料天然气进口管线相连，所述燃料天然气的冷侧出口出来的燃烧废气排放。采用上述方案，本技术利用天然气加热炉的顶部废气来预热低压蒸汽，再通过低压蒸汽预热压缩机出来的工艺天然气，最终低压蒸汽变成冷凝液从天然气预热器的底部排出。用天然气加热炉顶部的废气预热低压蒸汽，为低压蒸汽提供更多的热能用于预热天然气。炉顶的废气预热低压蒸汽后，再用于预热燃料天然气，提高燃料天然气进入炉内的温度，最终达到节能降耗的目的。上述方案中：所述脱硫槽为两台，两台脱硫槽的进口管线同时与天然气加热炉的中部盘管出口端相连，并在两台脱硫槽的进口管线上分别设置有阀门；两台脱硫槽的出口分别与氧化锌槽的进口相连。上述方案中：所述中压蒸汽管线上设置有蒸汽自动流量调节阀门。所述工艺天然气压缩机与中部盘管相连的支线上设置有天然气自动流量调节阀。方便控制加入的中压蒸汽和用于调温的天然气的量。有益效果：本技术改进后的脱硫系统，充分利用生产中产生的低压蒸汽的热量和天然气加热炉炉顶排出的废气的热量用于预热工艺天然气和燃料天然气，最终达到节能降耗的目的。附图说明图1是本技术的工艺流程图。具体实施方式下面通过实施例并结合附图，对本技术作进一步说明：实施例1，如图1所示，氮肥厂节能天然气脱硫系统由工艺天然气压缩机1、天然气加热炉2、脱硫槽3、氧化锌槽4、天然气预热器5、低压蒸汽换热器6、燃料天然气预热器7、蒸汽自动流量调节阀8、天然气自动流量调节阀9组成。天然气加热炉2的炉底设置有燃料天然气进口管线，天然气加热炉2的炉顶设置有燃烧废气排放管线，天然气加热炉2内的上部设置有工艺天然气加热盘管201，中部设置有中部盘管202，天然气加热炉2内的下部设置有蒸汽天然气混合气加热盘管203，工艺天然气加热盘管201的出口端与中部盘管202进口端相连，中部盘管202的出口端与脱硫槽3的进口相连，脱硫槽3的出口与氧化锌槽4的进口相连，优选脱硫槽3为两台，两台脱硫槽3的进口管线同时与天然气加热炉3的中部盘管202的出口端相连，并在两台脱硫槽3的进口管线上分别设置有阀门。两台脱硫槽3的出口分别与氧化锌槽4的进口相连。氧化锌槽4的出口管线与蒸汽天然气混合气加热盘管203的进口端相连，氧化锌槽4的出口管线上还连接有中压蒸汽管线，中压蒸汽管线上设置有蒸汽自动流量调节阀门8。蒸汽天然气混合气加热盘管201的出口端通过管道与转化系统相连。工艺天然气压缩机1的出口管线分成两个支线，其中一个支线直接与中部盘管202的进口端相连，工艺天然气压缩机1与中部盘管相连的支线上设置有天然气自动流量调节阀9。另一个支线与天然气预热器5的冷侧进口相连，天然气预热器5的热侧出口与天然气加热炉2的工艺天然气加热盘管201的进口端相连，天然气预热器5的热侧进口与低压蒸汽换热器6的热侧出口相连，低压蒸汽换热器6的热侧进口与天然气加热炉2的燃烧废气排放管线相连，低压蒸汽换热器6的冷侧进口与生产中的低压蒸汽排放管线相连，低压蒸汽换热器6的冷侧出口与燃料天然气预热器7的热侧进口相连，燃料天然气预热器7的冷侧进口与燃料天然气管线相连，燃料天然气预热器7的热侧出口与天然气加热炉2的燃料天然气进口管线相连，燃料天然气预热器7的冷本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种氮肥厂节能天然气脱硫系统，包括工艺天然气压缩机、天然气加热炉、脱硫槽和氧化锌槽，所述天然气加热炉的炉底设置有燃料天然气进口管线，所述天然气加热炉的炉顶设置有燃烧废气排放管线，所述天然气加热炉内的上部设置有工艺天然气加热盘管，中部设置有中部盘管，所述天然气加热炉内的下部设置有蒸汽天然气混合气加热盘管，所述工艺天然气加热盘管的出口端与中部盘管进口端相连，所述中部盘管的出口端与脱硫槽的进口相连，所述脱硫槽的出口与氧化锌槽的进口相连，所述氧化锌槽的出口管线与蒸汽天然气混合气加热盘管的进口端相连，所述氧化锌槽的出口管线上还连接有中压蒸汽管线，所述蒸汽天然气混合气加热盘管的出口端通过管道与转化系统相连，其特征在于：所述工艺天然气压缩机的出口管线分成两个支线，其中一个支线直接与中部盘管的进口端相连，另一个支线与天然气预热器的冷侧进口相连，所述天然气预热器的热侧出口与天然气加热炉的工艺天然气加热盘管的进口端相连，所述天然气预热器的热侧进口与低压蒸汽换热器的热侧出口相连，所述低压蒸汽换热器的热侧进口与天然气加热炉的燃烧废气排放管线相连，所述低压蒸汽换热器的冷侧进口与生产中的低压蒸汽排放管线相连，所述低压蒸汽换热器的冷侧出口与燃料天然气预热器的热侧进口相连，所述燃料天然气预热器的冷侧进口与燃料天然气管线相连，所述燃料天然气预热器的热侧出口与天然气加热炉的燃料天然气进口管线相连，所述燃料天然气的冷侧出口出来的燃烧废气排放。...

【技术特征摘要】
1.一种氮肥厂节能天然气脱硫系统，包括工艺天然气压缩机、天然气加热炉、脱硫槽和氧化锌槽，所述天然气加热炉的炉底设置有燃料天然气进口管线，所述天然气加热炉的炉顶设置有燃烧废气排放管线，所述天然气加热炉内的上部设置有工艺天然气加热盘管，中部设置有中部盘管，所述天然气加热炉内的下部设置有蒸汽天然气混合气加热盘管，所述工艺天然气加热盘管的出口端与中部盘管进口端相连，所述中部盘管的出口端与脱硫槽的进口相连，所述脱硫槽的出口与氧化锌槽的进口相连，所述氧化锌槽的出口管线与蒸汽天然气混合气加热盘管的进口端相连，所述氧化锌槽的出口管线上还连接有中压蒸汽管线，所述蒸汽天然气混合气加热盘管的出口端通过管道与转化系统相连，其特征在于：所述工艺天然气压缩机的出口管线分成两个支线，其中一个支线直接与中部盘管的进口端相连，另一个支线与天然气预热器的冷侧进口相连，所述天然气预热器的热侧出口与天然气加热炉的工艺天然气加热盘管的进口端相连，所述天然气预热器的热侧进口与...

【专利技术属性】
技术研发人员：李炜，
申请(专利权)人：中化重庆涪陵化工有限公司，
类型：新型
国别省市：重庆,50