[實用新型]煤制天然氣的反應(yīng)熱回收裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201220366131.8
• 申請日: 2012-07-27
• 公開（公告）號: CN202719583U
• 公開（公告）日: 2013-02-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張繼軍;鄭明濤;徐建茹;劉松琴;楊士斌
• 申請（專利權(quán)）人: 石家莊工大化工設(shè)備有限公司
• 主分類號: F22B1/18
• 分類號: F22B1/18
• 代理公司: 石家莊眾志華清知識產(chǎn)權(quán)事務(wù)所(特殊普通合伙) 13123
• 代理人: 張明月

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種熱回收設(shè)備，具體的說是一種煤制天然氣的反應(yīng)熱回收裝置。

背景技術(shù)

天然氣做為一種潔凈、安全的優(yōu)質(zhì)能源越來越受到人們的青睞，以氣代油、以氣發(fā)電和城市燃?xì)饣呀?jīng)成為中國的發(fā)展趨勢，在天然氣的消費結(jié)構(gòu)中，化工和城市燃?xì)庹伎偭康?0%以上。而中國是一個富煤缺油少氣的國家，天然氣資源人均占有率不到世界平均水平的10%，所以將煤炭轉(zhuǎn)換為天然氣，替代部分天然氣資源，減少煤炭直接使用或者煤炭運輸產(chǎn)生的粉塵污染，符合國家的產(chǎn)業(yè)政策，也是開辟清潔能源的新途徑。國家規(guī)劃覆蓋全國的五橫兩縱天然氣管網(wǎng)，形成西氣東輸、北氣南下及液化天然氣的供氣格局。

煤制天然氣的工藝路線為：變換原料氣進(jìn)入反應(yīng)器，在催化床進(jìn)行合成反應(yīng)，反應(yīng)器中產(chǎn)生的氣體從反應(yīng)器出口送出，并傳送給反應(yīng)熱回收裝置，通過熱交換將反應(yīng)熱回收裝置的水轉(zhuǎn)換為高溫飽和蒸汽，再經(jīng)過過熱器送至汽輪機發(fā)電用。其中在反應(yīng)器催化床進(jìn)行合成反應(yīng)后的氣體，成份為：H_2?89.4%、CO7.22%、CO₂2.69%、N₂?0.69%，氫氣占很大比例。由于是放熱反應(yīng)，出口最高溫度達(dá)750°C，壓力最高達(dá)3.8MPa，這樣的高溫、高壓條件以及高溫、高壓下的氫腐蝕都超出了常規(guī)反應(yīng)熱回收裝置的承受能力。另外目前的反應(yīng)熱回收裝置結(jié)構(gòu)一般都是換熱器型式的結(jié)構(gòu)，應(yīng)用于對750℃高溫反應(yīng)氣體進(jìn)行冷卻時，不僅管間距較小，高溫下冷卻水的體積急速膨脹，沒有相應(yīng)的寬闊空間，而且750℃高溫反應(yīng)氣體溫度較高，且含有大量氫氣，對換熱器的腐蝕非常嚴(yán)重，因此這種反應(yīng)熱回收裝置的內(nèi)置結(jié)構(gòu)不適合煤制天然氣的余熱回收。

實用新型內(nèi)容

本實用新型需要解決的技術(shù)問題是提供一種結(jié)構(gòu)合理、能夠承受煤制天然氣過程中產(chǎn)生的高溫高壓氣體，以及能夠避免在高溫高壓環(huán)境下受到氫腐蝕的余熱回收裝置。

為解決上述技術(shù)問題，本實用新型所采用的技術(shù)方案是：

煤制天然氣的反應(yīng)熱回收裝置，包括內(nèi)部裝設(shè)有U形換熱管的殼體，所述殼體的下端設(shè)置有清潔水進(jìn)口，殼體的上端設(shè)置有與殼體連通的、用于容納并釋放蒸汽的汽包，殼體的一端密閉連接有管板；管板的外側(cè)設(shè)置有與管板密閉連接并通過法蘭與殼體固定連接的管箱，管箱的內(nèi)腔通過分程隔板分隔為高溫上腔和低溫下腔，所述U形換熱管設(shè)置在管板上并分別與管箱的高溫上腔和低溫下腔連通，所述高溫上腔的進(jìn)氣端與設(shè)置在管箱頂端的反應(yīng)氣入口連通，低溫下腔的出氣端與設(shè)置在管箱底端的反應(yīng)氣出口連通；所述管箱的內(nèi)壁、管板的外側(cè)以及分程隔板的上面均設(shè)置有耐火隔熱襯里，所述耐火隔熱襯里與高溫上腔及低溫下腔接觸的面上還設(shè)置有用于支撐耐火隔熱襯里的耐熱保護罩。

本實用新型的進(jìn)一步改進(jìn)在于：所述管箱的外壁上還設(shè)置有用于冷卻管箱的水冷夾套，所述管箱外壁的下端設(shè)置有與水冷夾套連通的冷卻水進(jìn)口，管箱外壁的頂端設(shè)置有與水冷夾套連通的冷卻水出口。

本實用新型的進(jìn)一步改進(jìn)在于：所述位于管板內(nèi)的U形換熱管的內(nèi)部設(shè)置有用于保護管板的隔熱套管。

本實用新型的進(jìn)一步改進(jìn)在于：所述殼體的頂部設(shè)置有用于安裝壓力表的壓力表口E1；殼體的底端設(shè)置有用于排放污垢的排污口；殼體與管板相對的一端設(shè)置有用于安裝溫度計的溫度計接口和用于安裝液位傳感器及液位計的液位計口D1。

本實用新型的進(jìn)一步改進(jìn)在于：所述汽包的頂部設(shè)置有安全閥，汽包的側(cè)壁上設(shè)置有用于安裝壓力表的壓力表口E2和用于釋放蒸汽的蒸汽出口；汽包下部的側(cè)壁上設(shè)置有用于安裝液位傳感器及液位計的液位計口D2。

本實用新型的進(jìn)一步改進(jìn)在于：所述蒸汽出口處設(shè)置有汽水分離器。

由于采用了上述技術(shù)方案，本實用新型取得的技術(shù)進(jìn)步是：

本實用新型解決了煤制天然氣合成中反應(yīng)器出口的高溫氣體熱量回收以及高壓、氫腐蝕設(shè)備的難題，有利于促進(jìn)煤炭轉(zhuǎn)化為天然氣的產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，而且煤制天然氣的反應(yīng)熱回收裝置將反應(yīng)熱進(jìn)行回收，產(chǎn)生高溫飽和蒸汽，再經(jīng)過過熱器將飽和蒸汽變成過熱蒸汽，送至氣包供汽輪機發(fā)電使用，節(jié)約了能源，避免了將大量高溫高壓氣體排放到空氣中引起地球熱效應(yīng)。

U形換熱管固定在管板上，并支撐于殼體內(nèi)部軌道上，不與殼體內(nèi)壁接觸，便于殼體材料的選用。

管箱內(nèi)的耐火隔熱襯里以及耐熱保護罩將管箱、管板以及分程隔板與高溫高壓的反應(yīng)氣隔離，降低管箱、管板及分程隔板的溫度，便于管箱、管板及分程隔板材料的選用，利于延長管箱、管板及分程隔板的使用壽命。

管箱外壁上的水冷夾套可以對管箱進(jìn)一步冷卻，確保安全運行。