[實(shí)用新型]一種甲烷水蒸氣重整制合成氣反應(yīng)裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201420422313.1
• 申請(qǐng)日: 2014-07-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN204022467U
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-12-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孟凡會(huì);王東飛;馮永發(fā);李忠;裴建勛;王偉林;劉俊義;李會(huì)玲
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山西潞安環(huán)保能源開(kāi)發(fā)股份有限公司;太原理工大學(xué)
• 主分類號(hào): C01B3/34
• 分類號(hào): C01B3/34
• 代理公司: 山西五維專利事務(wù)所(有限公司) 14105
• 代理人: 魏樹(shù)巍

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種水蒸氣重整反應(yīng)裝置，特別是涉及一種甲烷水蒸氣重整制合成氣反應(yīng)裝置。

背景技術(shù)

甲烷資源豐富且容易獲得，因此是工業(yè)上制氫工藝的首選原料。在甲烷重整制氫方式中，甲烷蒸汽重整具有反應(yīng)溫度相對(duì)較低、產(chǎn)氫率較高和產(chǎn)物中一氧化碳含量低等優(yōu)點(diǎn)，是解決氫源的有效途徑之一。目前，對(duì)甲烷蒸汽重整制氫的研究主要集中在高活性催化劑的開(kāi)發(fā)上，對(duì)甲烷水蒸氣重整反應(yīng)裝置的研究則較少。甲烷蒸汽重整反應(yīng)是強(qiáng)吸熱過(guò)程，因此在目前工業(yè)化的一段或兩段固定床反應(yīng)器中因受熱質(zhì)傳輸?shù)南拗?，存在?dòng)態(tài)響應(yīng)慢、催化劑利用率低等問(wèn)題。

申請(qǐng)?zhí)?00580007184.3、申請(qǐng)人為WS改革者有限責(zé)任公司(德國(guó))的發(fā)明專利公開(kāi)了一種緊湊型蒸汽重整裝置，具有燃燒器、通過(guò)燃燒室而被加熱且被用于由燃料和水蒸氣生成重整產(chǎn)物的反應(yīng)器、在對(duì)排氣熱量進(jìn)行回收時(shí)對(duì)供給空氣和/或供給燃料進(jìn)行預(yù)熱的預(yù)熱裝置，所述預(yù)熱裝置具有圍繞預(yù)熱裝置的環(huán)形室，重整產(chǎn)物流過(guò)所述環(huán)形室并且所述環(huán)形室與外部熱絕緣，此外還具有用于在壓力下產(chǎn)生水蒸氣且被布置在環(huán)形室中的管式蒸發(fā)器和除去生成的重整產(chǎn)物中的一氧化碳部分的后續(xù)反應(yīng)器，所述后續(xù)反應(yīng)器同樣被布置在環(huán)形室中并且與水從其中流過(guò)的管式蒸發(fā)器形成熱連接。該蒸汽重整裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，使用和維修難度大，而且對(duì)裝置的制造材質(zhì)也有較高的要求，因此生產(chǎn)成本也較高。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是提供了一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低和反應(yīng)熱充分利用的甲烷水蒸氣重整制合成氣反應(yīng)裝置。

本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是：

一種甲烷水蒸氣重整制合成氣反應(yīng)裝置，它包括重整轉(zhuǎn)化器、廢熱鍋爐和氣液分離器，其特征在于所述重整轉(zhuǎn)化器由一段重整轉(zhuǎn)化器和二段重整轉(zhuǎn)化器組成，一段重整轉(zhuǎn)化器的底部設(shè)置有原料氣輸入口和水蒸氣輸入口，所述二段重整轉(zhuǎn)化器的頂部設(shè)置有純氧輸入口，一段重整轉(zhuǎn)化器的頂部與二段重整轉(zhuǎn)化器的頂部相連，所述一段重整轉(zhuǎn)化器的反應(yīng)室外壁設(shè)置有夾套式加熱器，所述二段重整轉(zhuǎn)化器的底部出口管道分為兩段，其中一段管道經(jīng)所述夾套式加熱器，然后連接到所述至少一個(gè)廢熱鍋爐，另一段管道直接連接所述至少一個(gè)廢熱鍋爐，從廢熱鍋爐出來(lái)的氣液混合物進(jìn)入氣液分離器進(jìn)行氣液分離。

進(jìn)一步地，所述夾套式加熱器與所述一段重整轉(zhuǎn)化器的外壁為一體式。

進(jìn)一步地，所述夾套式加熱器與所述一段重整轉(zhuǎn)化器的外壁為可分離式。

進(jìn)一步地，所述廢熱鍋爐為1～4個(gè)。

進(jìn)一步地，所述原料氣輸入口氣體管道、水蒸氣輸入口氣體管道、一段重整轉(zhuǎn)化器出口氣與二段重整轉(zhuǎn)化器進(jìn)口氣之間的氣體管道以及純氧輸入口氣體管道分別設(shè)置有氣體流量計(jì)。

進(jìn)一步地，述一段重整轉(zhuǎn)化器的頂部和所述二段重整轉(zhuǎn)化器的頂部還分別設(shè)置有溫度壓力自動(dòng)控制裝置。

本實(shí)用新型裝置所有設(shè)備均可利用國(guó)產(chǎn)化工設(shè)備，而且甲烷轉(zhuǎn)化徹底，可充分利用反應(yīng)系統(tǒng)的反應(yīng)熱，能量綜合利用率高。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型一種費(fèi)托合成尾氣處理裝置的示意圖。

圖中，1-氣體流量計(jì)；2-水蒸氣入口；3-氣體流量計(jì)；4-原料氣入口；5-夾套式加熱器；6-一段重整轉(zhuǎn)化器；7-溫度壓力自動(dòng)控制儀；8-氣體流量計(jì)；9-溫度壓力自動(dòng)控制儀；10-氣體流量計(jì)；11-純氧入口；12-二段重整轉(zhuǎn)化器；13-氣體流量計(jì)；14-氣體流量計(jì)；15-熱量回收裝置；16-氣液分離器；17-合成氣出口；18-冷凝水出口。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖及最佳實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

本實(shí)用新型一種甲烷水蒸氣重整制合成氣反應(yīng)裝置，它包括重整轉(zhuǎn)化器、廢熱鍋爐和氣液分離器，其特征在于所述重整轉(zhuǎn)化器由一段重整轉(zhuǎn)化器6和二段重整轉(zhuǎn)化器12組成，一段重整轉(zhuǎn)化器6的底部設(shè)置有原料氣輸入口4和水蒸氣輸入口2，所述二段重整轉(zhuǎn)化器12的頂部設(shè)置有純氧輸入口11，一段重整轉(zhuǎn)化器6的頂部與二段重整轉(zhuǎn)化器12的頂部相連，所述一段重整轉(zhuǎn)化器6的反應(yīng)室外壁設(shè)置有夾套式加熱器5，所述二段重整轉(zhuǎn)化器12的底部出口管道分為兩段，并且分別由氣體閥門13、14控制，其中一段管道經(jīng)所述夾套式加熱器5，然后連接到所述一個(gè)廢熱鍋爐15，另一段管道直接連接所述一個(gè)廢熱鍋爐15，從廢熱鍋爐15出來(lái)的氣液混合物進(jìn)入氣液分離器16進(jìn)行氣液分離。

所述夾套式加熱器5與所述一段重整轉(zhuǎn)化器6的外壁為一體式。