[實用新型]煤氣化裝置來原料氣甲烷深冷分離裝置的換熱系統

有效

• 申請號: 200920308834.3
• 申請日: 2009-08-26
• 公開（公告）號: CN201662301U
• 公開（公告）日: 2010-12-01
• 發明（設計）人: 周勇;陰紅兵;王磊;黃順泰;彭正春
• 申請（專利權）人: 成都蜀遠煤基能源科技有限公司
• 主分類號: F25J3/08
• 分類號: F25J3/08
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司 51214
• 代理人: 韓洋;吳彥峰

技術領域

本實用新型涉及一種煤氣化裝置來原料氣的CH₄深冷分離裝置的換熱系統，屬于低溫氣體分離技術領域。?

背景技術

目前化工廠的煤氣化裝置來的原料氣，基本組分為CO、CH₄、H₂，由于其中甲烷氣的存在，對利用原料氣合成氨或合成甲醇非常不利，影響產品的合成率并增加能耗。所以要求將CH₄和CO，H₂分離，這樣就要將原料氣在換熱器內冷卻到-165℃～-160℃。以前技術多采用單一的閉式混合冷劑制冷循環或氮氣膨脹制冷循環。?

實用新型內容

本實用新型的目的在于：提供一種可有效分離基本組分為一氧化碳，氫氣和甲烷的原料氣、分離液化甲烷（LNG）作為清潔能源，具有環保、節能、成本低等特點的煤氣化裝置來原料氣的CH₄深冷分離裝置的換熱系統。?

本實用新型的技術方案是：?

一種煤氣化裝置來原料氣甲烷深冷分離裝置的換熱系統，包括有板翅式主換熱器、閉式混合冷劑循環壓縮機及氮氣循環壓縮機，主換熱器中布置有原料氣通道、混合冷劑通道和氮氣通道，其中，主換熱器中的原料氣通道包括原料氣進口通道、原料氣換熱通道和返流的合成氣通道，氮氣通道包括高壓氮換熱通道和返流的低壓氮換熱通道，從上游煤氣化裝置來原料氣連接至主換熱器中的原料氣進口通道，然后其輸送管路由主換熱器中部抽出，經管路連接至使其進一步冷卻的再沸器，再沸器出口由管路連至主換熱器中冷卻用的原料氣換熱通道，然后原料氣換熱通道由管路連接至洗滌塔；主換熱器中混合冷劑通道的進出口分別連至閉式混合冷劑循環，其進口端連接混合冷劑壓縮機末級出口的分離器，其中分離器的液相輸出管經冷劑泵加壓連接到進口端，氣相輸出管直接連至進口端，混合冷劑通道的出口端連接混合冷劑壓縮機的吸入口；主換熱器中的高壓氮換熱通道的進口連至氮循環的氮氣壓縮機末級冷卻器的出口，返流的低壓氮換熱通道的出口連至氮循環的氮氣壓縮機的進口；洗滌塔頂引出的主要組分為H₂和CO的合成氣的管路連接至主換熱器中返流的合成氣通道然后連接至合成氣輸出管網，洗滌塔底引出的主要組分為H₂和CO的液體的管路連接至CH₄－CO精餾塔。

本實用新型的附加技術方案如下。?

優選地，氮循環中包括循環氮氣壓縮機，其增壓并冷卻后的氮氣輸出管連接主換熱器中的高壓氮換熱通道，主換熱器的氮出口連接至J/T閥，經過J/T閥后連接至CH₄－CO精餾塔的冷凝器，冷凝器的氮出口連接至主換熱器中的低壓氮通道，低壓氮通道的輸出端連接至循環氮氣壓縮機入口進行下一次循環。。

優選地，如果采用氮氣膨脹的方案則氮循環中還包括增壓透平膨脹機，循環氮氣壓縮機的增壓、冷卻輸出端連接至增壓透平膨脹機的增壓端，增壓透平膨脹機的輸出端連接至主換熱器中的高壓氮換熱通道，高壓氮換熱通道上有管路連接至氮氣膨脹機，氮氣膨脹機的輸出端連接至板式主換熱器的低壓氮換熱通道，主換熱器中的高壓氮換熱通道出主換熱器后連接至J/T閥，然后經過J/T閥連接至CH₄－CO精餾塔的冷凝器，CH₄－CO精餾塔的冷凝器的輸出的連接至主換熱器中的低壓氮換熱通道，低壓氮換熱通道的輸出端連接至循環氮氣壓縮機入口進行下一次循環。?

優選地，所述的閉式混合冷劑循環包括混合冷劑壓縮機，壓縮后的混合冷劑輸出管連接至末級冷卻器后的第一汽液分離罐，第一汽液分離罐分離出的混合冷劑液體輸出管連接混合冷劑泵加壓后連接至主換熱器中的混合冷劑換熱通道，分離出的混合冷劑氣體輸出管直接連接主換熱器中的混合冷劑換熱通道，在換熱器內部入口處有使混合冷劑汽液均勻混合的分配結構，該分配結構輸出管連至主換熱器的每個隔層，然后引出至混合冷劑J/T閥，再連至第二汽液分離罐，汽、液管路分別連至主換熱器中不同的通道，在經過換熱器內部入口處的分配結構后，連接至主換熱器的每個隔層，然后連至混合冷劑壓縮機的入口進行下一次循環。?

優選地，在閉式混合冷劑循環中有補充混合冷劑的入口。

優選地，在氮循環中有氮氣補充口，氮氣補充口接到循環氮氣壓縮機（NC601）入口管上并與空氣分離設備的氮氣輸出管道連接。?

優選地，在氮循環中有液氮補充口，液氮補充口接到冷凝器(K601)的液氮進口管上并與空氣分離設備的液氮輸出管道連接。?