[實(shí)用新型]天然氣部分氧化制合成氣余熱回收的系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201520595589.4
• 申請(qǐng)日: 2015-08-07
• 公開（公告）號(hào): CN205011383U
• 公開（公告）日: 2016-02-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 韓希強(qiáng);吳道洪
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京神霧環(huán)境能源科技集團(tuán)股份有限公司
• 主分類號(hào): C01B3/34
• 分類號(hào): C01B3/34;F22B1/18
• 代理公司: 北京清亦華知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11201
• 代理人: 李志東

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于化工技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，本實(shí)用新型涉及一種天然氣部分氧化制合成氣余熱回收的系統(tǒng)。

背景技術(shù)

天然氣制合成氣是通過利用天然氣與純氧發(fā)生部分氧化反應(yīng)，直接生成合成氣的。現(xiàn)有的天然氣部分氧化制合成氣裝置的冷卻系統(tǒng)包括三部分，且三者之間是相互獨(dú)立的。氣化爐爐膛為反應(yīng)區(qū)，該區(qū)域的冷卻通過水夾套來實(shí)現(xiàn)，水夾套與汽包構(gòu)成一個(gè)循環(huán)系統(tǒng)，夾套進(jìn)水來自汽包下降管，夾套出口的汽水混合物進(jìn)入汽包，經(jīng)汽水分離之后蒸汽被排出汽包；反應(yīng)區(qū)產(chǎn)生的合成氣經(jīng)下降導(dǎo)管進(jìn)入激冷室，且下降導(dǎo)管浸入到液面以下，合成氣進(jìn)入水空間與水換熱被冷卻，然后以氣泡形式浮出液面，此過程主要是對(duì)合成氣進(jìn)行降溫和洗滌；合成氣經(jīng)激冷室激冷之后，再被輸送至水洗塔，與水洗塔內(nèi)噴淋水再次進(jìn)行換熱，合成氣被冷卻至常溫送至脫硫脫碳工序。然而現(xiàn)有的天然氣部分氧化制合成氣裝置其整個(gè)冷卻系統(tǒng)主要目的只有兩個(gè)：保護(hù)爐膛內(nèi)壁不超溫和降低合成氣溫度，而對(duì)冷卻過程中的余熱并沒有很好的利用。首先水夾套產(chǎn)生的汽水混合物送入汽包進(jìn)行汽水分離之后，蒸汽被排放到大氣中；其次是反應(yīng)區(qū)產(chǎn)生的合成氣，其溫度高達(dá)1200℃，現(xiàn)有技術(shù)通過激冷室和水洗塔對(duì)合成氣進(jìn)行冷卻，最終熱量都被排放到環(huán)境當(dāng)中，不僅造成了能量的浪費(fèi)，而且還對(duì)環(huán)境造成熱污染。

因此，現(xiàn)有的有關(guān)天然氣氧化制合成氣余熱回收的技術(shù)有待進(jìn)一步改進(jìn)。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問題之一。為此，本實(shí)用新型的一個(gè)目的在于提出一種天然氣部分氧化制合成氣余熱回收的方法和系統(tǒng)，該方法既能保證氣化爐安全穩(wěn)定運(yùn)行，又能降低合成氣溫度至常溫，還能回收大量余熱，實(shí)現(xiàn)了一舉多得。

在本實(shí)用新型的一個(gè)方面，本實(shí)用新型提出了一種天然氣部分氧化制合成氣余熱回收的系統(tǒng)，包括：

氣化爐，所述氣化爐具有反應(yīng)氣入口和次高溫合成氣出口；

水夾套，所述水夾套設(shè)置于所述氣化爐的外殼上，所述水夾套具有進(jìn)水口和出水口；

一級(jí)冷卻器，所述一級(jí)冷卻器具有一級(jí)合成氣通道和一級(jí)冷卻水通道，所述一級(jí)合成氣通道的一端與所述次高溫合成氣出口相連，所述一級(jí)冷卻水通道的一端與所述進(jìn)水口相連；

汽包，所述汽包具有汽水混合物入口、冷卻水入口、液態(tài)水出口和飽和蒸汽出口，所述液態(tài)水出口與所述一級(jí)冷卻水通道的另一端相連；

二級(jí)冷卻器，所述二級(jí)冷卻器具有二級(jí)合成氣通道和二級(jí)冷卻水通道，所述二級(jí)合成氣通道的一端與所述一級(jí)冷卻合成氣通道的另一端相連，所述二級(jí)冷卻水通道的一端與所述冷卻水入口相連；

循環(huán)泵，所述循環(huán)泵分別與所述液態(tài)水出口和所述一級(jí)合成氣通道的另一端相連；

補(bǔ)水泵，所述補(bǔ)水泵與所述二級(jí)冷卻水通道的另一端相連。

根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的天然氣制合成氣的系統(tǒng)不僅可以實(shí)現(xiàn)對(duì)合成氣的冷卻，而且充分利用合成氣的余熱產(chǎn)生飽和蒸汽，從而實(shí)現(xiàn)能源的最大化利用，同時(shí)通過采用換熱器對(duì)合成氣進(jìn)行冷卻處理，與傳統(tǒng)工藝相比，取消了激冷室和水洗塔，從而顯著降低設(shè)備成本的投入，另外，可以有效避免合成氣與水的直接接觸，從而解決了傳統(tǒng)工藝中所得合成氣水含量較高的問題。

另外，根據(jù)本實(shí)用新型上述實(shí)施例的天然氣部分氧化制合成氣余熱回收的系統(tǒng)還可以具有如下附加的技術(shù)特征：

優(yōu)選的，所述一級(jí)冷卻器和所述二級(jí)冷卻器分別獨(dú)立地包括：合成氣管道；多個(gè)冷卻水管道，所述多個(gè)冷卻水管道沿圓周方向設(shè)置在所述合成氣管道的外壁上，并且所述冷卻水管道之間采用鰭片鋼板連接；以及保溫層，所述保溫層設(shè)置在所述多個(gè)冷卻水管道的外側(cè)。由此，可以進(jìn)一步提高換熱效率。

優(yōu)選的，所述冷卻水管道的管徑為10～15mm，所述合成氣管道的外徑為100～150mm。

優(yōu)選的，所述保溫層為硅酸鹽復(fù)合保溫毯。由此，可以有效避免熱量的浪費(fèi)。

優(yōu)選的，所述合成氣管道的內(nèi)壁上涂覆有高吸收比涂料。由此，可以進(jìn)一步提高換熱效率。

本實(shí)用新型的附加方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本實(shí)用新型的實(shí)踐了解到。

附圖說明

本實(shí)用新型的上述和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從結(jié)合下面附圖對(duì)實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中：

圖1是根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的天然氣部分氧化制合成氣余熱回收的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的天然氣部分氧化制合成氣余熱回收的系統(tǒng)中一級(jí)換熱器的局部放大圖；