[发明专利]天然气部分氧化制合成气余热回收的方法和系统

权利要求书

1.一种天然气部分氧化制合成气余热回收的方法，其特征在于，包括：

(1)将天然气和纯氧在气化炉中进行部分氧化反应，以便得到高温合成气；

(2)在气化炉内部，将燃烧火焰和所述高温合成气与水夹套进行第一次换热，以便使得所述高温合成气降温变成次高温合成气，所述水夹套中水吸热产生汽水混合物；

(3)将所述气化炉的出口处的所述次高温合成气与一级冷却器进行第二次换热，以便得到一级冷却合成气和一级升温冷却水，并将所述一级升温冷却水作为所述水夹套的进水；

(4)将所述汽水混合物在汽包中进行气液分离处理，以便得到饱和蒸汽和饱和液态水；

(5)将所述一级冷却合成气与二级冷却器进行第三次换热，以便得到二级冷却合成气和二级升温冷却水，并将所述二级升温冷却水返回至所述汽包中；

(6)将所述饱和液态水与所述二级升温冷却水混合作为所述一级冷却器的进水；以及

(7)采用补水泵向所述二级冷却器供给水。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述水夹套设置在所述气化炉的外壳上。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述一级冷却器和所述二级冷却器分别独立地为蛇形盘管形状的换热器。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述汽水混合物的质量含汽率为0.033～0.05。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述次高温合成气的温度为1100～1200摄氏度，所述一级冷却合成气的温度为500～600摄氏度，所述二级冷却合成气的温度为40～60摄氏度。

6.一种天然气部分氧化制合成气余热回收的系统，其特征在于，包括：

气化炉，所述气化炉具有反应气入口和次高温合成气出口，且用于使天然气和纯氧发生部分氧化反应，以便得到高温合成气；

水夹套，所述水夹套设置于所述气化炉的外壳上，所述水夹套具有进水口和出水口，且适于使燃烧火焰和所述次高温合成气与所述水夹套中冷却水进行第一次换热，以便使得所述高温合成气降温变成次高温合成气，所述水夹套中冷却水吸热产生汽水混合物；

一级冷却器，所述一级冷却器具有一级合成气通道和一级冷却水通道，所述一级合成气通道的一端与所述次高温合成气出口相连，所述一级冷却水通道的一端与所述进水口相连，且用于将所述气化炉的出口处的所述次高温合成气与一级冷却器进行第二次换热，以便得到一级冷却合成气和一级升温冷却水，并将所述一级升温冷却水作为所述水夹套的进水；

汽包，所述汽包具有汽水混合物入口、冷却水入口、液态水出口和饱和蒸汽出口，所述液态水出口与所述一级冷却水通道的另一端相连，且用于将所述汽水混合物进行气液分离处理，以便得到饱和蒸汽和液态水；

二级冷却器，所述二级冷却器具有二级合成气通道和二级冷却水通道，所述二级合成气通道的一端与所述一级冷却合成气通道的另一端相连，所述二级冷却水通道的一端与所述冷却水入口相连，且用于将所述一级冷却合成气与二级冷却器进行第三次换热，以便得到二级冷却合成气和二级升温冷却水，并将所述二级升温冷却水供给至所述汽包中；

循环泵，所述循环泵分别与所述液态水出口和所述一级合成气通道的另一端相连，且适于将所述饱和液态水和二级冷却水混合后的混合水供给至所述一级冷却器；

补水泵，所述补水泵与所述二级冷却水通道的另一端相连，且适于向所述二级冷却器中供给水。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述一级冷却器和所述二级冷却器分别独立地包括：

合成气管道，多个冷却水管道，所述多个冷却水管道沿圆周方向设置在所述合成气管道的外壁上，并且所述冷却水管道之间采用鳍片钢板连接；

保温层，所述保温层设置在所述多个冷却水管道的外侧。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述冷却水管道的管径为10～15mm，所述合成气管道的外径为100～150mm。

9.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述保温层由硅酸盐复合保温毯构成。

10.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述合成气管道的内壁上涂覆有高吸收比涂料。