[实用新型]天然气部分氧化制合成气余热回收的系统

说明书

技术领域

本实用新型属于化工技术领域，具体而言，本实用新型涉及一种天然气部分氧化制合成气余热回收的系统。

背景技术

天然气制合成气是通过利用天然气与纯氧发生部分氧化反应，直接生成合成气的。现有的天然气部分氧化制合成气装置的冷却系统包括三部分，且三者之间是相互独立的。气化炉炉膛为反应区，该区域的冷却通过水夹套来实现，水夹套与汽包构成一个循环系统，夹套进水来自汽包下降管，夹套出口的汽水混合物进入汽包，经汽水分离之后蒸汽被排出汽包；反应区产生的合成气经下降导管进入激冷室，且下降导管浸入到液面以下，合成气进入水空间与水换热被冷却，然后以气泡形式浮出液面，此过程主要是对合成气进行降温和洗涤；合成气经激冷室激冷之后，再被输送至水洗塔，与水洗塔内喷淋水再次进行换热，合成气被冷却至常温送至脱硫脱碳工序。然而现有的天然气部分氧化制合成气装置其整个冷却系统主要目的只有两个：保护炉膛内壁不超温和降低合成气温度，而对冷却过程中的余热并没有很好的利用。首先水夹套产生的汽水混合物送入汽包进行汽水分离之后，蒸汽被排放到大气中；其次是反应区产生的合成气，其温度高达1200℃，现有技术通过激冷室和水洗塔对合成气进行冷却，最终热量都被排放到环境当中，不仅造成了能量的浪费，而且还对环境造成热污染。

因此，现有的有关天然气氧化制合成气余热回收的技术有待进一步改进。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种天然气部分氧化制合成气余热回收的方法和系统，该方法既能保证气化炉安全稳定运行，又能降低合成气温度至常温，还能回收大量余热，实现了一举多得。

在本实用新型的一个方面，本实用新型提出了一种天然气部分氧化制合成气余热回收的系统，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；

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；

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；

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；

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；

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；

补水泵，所述补水泵与所述二级冷却水通道的另一端相连。

根据本实用新型实施例的天然气制合成气的系统不仅可以实现对合成气的冷却，而且充分利用合成气的余热产生饱和蒸汽，从而实现能源的最大化利用，同时通过采用换热器对合成气进行冷却处理，与传统工艺相比，取消了激冷室和水洗塔，从而显著降低设备成本的投入，另外，可以有效避免合成气与水的直接接触，从而解决了传统工艺中所得合成气水含量较高的问题。

另外，根据本实用新型上述实施例的天然气部分氧化制合成气余热回收的系统还可以具有如下附加的技术特征：

优选的，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；以及保温层，所述保温层设置在所述多个冷却水管道的外侧。由此，可以进一步提高换热效率。

优选的，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。

优选的，所述保温层为硅酸盐复合保温毯。由此，可以有效避免热量的浪费。

优选的，所述合成气管道的内壁上涂覆有高吸收比涂料。由此，可以进一步提高换热效率。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本实用新型一个实施例的天然气部分氧化制合成气余热回收的系统结构示意图；

图2是根据本实用新型一个实施例的天然气部分氧化制合成气余热回收的系统中一级换热器的局部放大图；