|
|
больше ...
Термины запроса в документе
Реферат
[**] Изобретение относится к способу для генерации технологического пара и пара воды питания котла в нагреваемом преобразующем реакторе для производства синтетического газа. Изобретательский процесс служит для использования контактного тепла синтетического газа, производимого из углеводородов и пара, так чтобы получать два вида пара, каждый генерируется при нагревании и испарении воды питания котла и технологического конденсата, причем способ также включает преобразование угарного газа, содержащегося в синтетическом газе, и причем способ включает необязательный нагрев воды питания котла с помощью топочного газа, получаемого от нагрева преобразующего реактора. Способ позволяет использовать контактное тепло синтетического газа и топочного газа от нагрева более эффективно, при этом избегая недостатков нагрева топочного газа вследствие изменяющихся количеств тепла, доступного в канале топочного газа. Изобретение также относится к устройству для осуществления этого способа. 
Полный текст патента
(57) Реферат / Формула:
Изобретение относится к способу для генерации технологического пара и пара воды питания котла в нагреваемом преобразующем реакторе для производства синтетического газа. Изобретательский процесс служит для использования контактного тепла синтетического газа, производимого из углеводородов и пара, так чтобы получать два вида пара, каждый генерируется при нагревании и испарении воды питания котла и технологического конденсата, причем способ также включает преобразование угарного газа, содержащегося в синтетическом газе, и причем способ включает необязательный нагрев воды питания котла с помощью топочного газа, получаемого от нагрева преобразующего реактора. Способ позволяет использовать контактное тепло синтетического газа и топочного газа от нагрева более эффективно, при этом избегая недостатков нагрева топочного газа вследствие изменяющихся количеств тепла, доступного в канале топочного газа. Изобретение также относится к устройству для осуществления этого способа.
Евразийское (21) 201390286 (13) A1
патентное
ведомство
(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ЕВРАЗИЙСКОЙ ЗАЯВКЕ
(43) Дата публикации заявки 2013.08.30
(22) Дата подачи заявки
2011.08.20
(51) Int. Cl.
C01B 3/34 (2006.01) C01B 3/38 (2006.01) C01B 3/48 (2006.01) F22B 1/18 (2006.01)
(54) СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГЕНЕРАЦИИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПАРА И ВОДЯНОГО ПАРА ПИТАНИЯ КОТЛА В НАГРЕВАЕМОМ ПРЕОБРАЗУЮЩЕМ РЕАКТОРЕ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА СИНТЕТИЧЕСКОГО ГАЗА
(31) 10 2010 044 939.3
(32) 2010.09.10
(33) DE
(86) PCT/EP2011/004205
(87) WO 2012/031683 2012.03.15
(71) Заявитель: ТИССЕНКРУПП УДЕ ГМБХ (DE)
(72) Изобретатель:
Фон Трота Тило, Генрих Ян (DE)
(74) Представитель:
Поликарпов А.В. (RU)
(57) Изобретение относится к способу для генерации технологического пара и пара воды питания котла в нагреваемом преобразующем реакторе для производства синтетического газа. Изобретательский процесс служит для использования контактного тепла синтетического газа, производимого из углеводородов и пара, так чтобы получать два вида пара, каждый генерируется при нагревании и испарении воды питания котла и технологического конденсата, причем способ также включает преобразование угарного газа, содержащегося в синтетическом газе, и причем способ включает необязательный нагрев воды питания котла с помощью топочного газа, получаемого от нагрева преобразующего реактора. Способ позволяет использовать контактное тепло синтетического газа и топочного газа от нагрева более эффективно, при этом избегая недостатков нагрева топочного газа вследствие изменяющихся количеств тепла, доступного в канале топочного газа. Изобретение также относится к устройству для осуществления этого способа.
Способ и устройство для генерации технологического пара и водяного пара питания котла в нагреваемом преобразующем реакторе для производства
синтетического газа
[0001] Изобретение относится к способу для генерации технологического 5 пара и водяного пара питания котла в нагреваемом преобразующем реакторе для производства синтетического газа. Изобретательский способ служит для использования контактного тепла синтетического газа, производимого из углеводородов и пара, так чтобы получать два типа пара, каждый из которых генерируется при нагревании и испарении воды питания котла и
ю технологического конденсата, причем способ также включает преобразование угарного газа, содержащегося в синтетическом газе, и причем способ включает необязательное нагревание воды питания котла топочным газом, получаемым от нагревания преобразующего реактора. Способ позволяет использовать контактное тепло синтетического газа и топочного газа от нагревания более
15 эффективно, при этом избегая недостатков нагревания топочного газа что касается изменения количества тепла, доступного в канале топочного газа. Изобретение также относится к устройству для осуществления этого способа.
[0002] Синтетический газ может, например, генерироваться
каталитическим преобразованием газообразных или испарившихся
20 углеводородов с помощью пара в нагреваемом преобразующем реакторе, нагревание выполняется путем сжигания топливного газа с кислородным газом. После генерации синтетический газ имеет температуру от приблизительно 800 °С до приблизительно 900 °С. Контактное тепло полученного синтетического газа, таким образом, может использоваться для генерации пара. Нагревание дает
25 топочный газ, который также несет контактное тепло и может равно быть использован для генерации пара. Пар, в свою очередь, может использоваться для приведения в действие вспомогательных элементов или паровой турбины.
[0003] Для генерации пара в качестве воды питания может использоваться технологический конденсат, который представляет собой конденсированную зо воду, образующуюся при охлаждении синтетического газа. Этот
технологический конденсат, однако, имеет недостаток, заключающийся в том, что он содержит те же примеси, которые содержатся в синтетическом газе. Такие примеси часто имеют нежелательное коррозионное действие, так что пар не абсолютно пригоден для всех приложений. Поэтому этот пар обычно 5 используется как пусковой пар в реакции преобразования.
[0004] Кроме того, количество пара, получаемого из технологического конденсата, обычно недостаточно для приведения в действие всех вспомогательных элементов, которые частот требуют постоянного количества пара. Чтобы решить эту проблему, дополнительный пар может генерироваться ю из чистой воды питания котла. Такой пар не содержит никаких примесей, так что он удовлетворяет строгим требованиям, которые должны выполняться при эксплуатации паровых турбин. Следовательно, получаются два вида пара.
[0005] Эксплуатация двух паровых систем имеет большие преимущества.
Можно смешивать пар из технологического конденсата, например, с паром из 15 котловой воды, чтобы гарантировать доступность достаточного количества пара для производства синтетического газа или оказывать влияние на состав пара в соответствии с чистотой, требуемой для процесса или применения ниже по технологическому циклу.
[0006] Пар, полученный из воды питания котла, не только может 20 использоваться для работы вспомогательных элементов или паровых турбин, но также может экспортироваться или использоваться как питающий пар для генерации синтетического газа. Пар из воды питания котла может, например, генерироваться путем нагрева воды питания котла технологическим газом, который представляет собой только что произведенный синтетический газ 25 высокой температуры. Аналогично, пар из технологического конденсата, который представляет собой воду, конденсированную из синтетического газа, может генерироваться путем нагрева технологического конденсата синтетическим газом. Здесь типичной процедурой является нагрев воды питания котла или технологического конденсата в предварительном нагревателе, зо спроектированном в виде теплообменника, а за затем - испарение нагретой воды
в парогенераторе. Парогенератор может, например, быть спроектирован как паровой барабан, который нагревается синтетическим газом посредством проводящего жидкость змеевика теплообменника.
[0007] WO 2010051900 А1 раскрывает способ и устройство для 5 использования тепла в паровом преобразовании углеводородного сырья с помощью пара, в котором паровой преобразователь используется для генерации синтетического газа, который переносит некоторое количество тепла, включающие по меньшей мере шесть теплообменников, элемент водоочистки, охладительную секцию, элемент высокотемпературного преобразования, по
ю меньшей мере два элемента повышения давления, по меньшей мере одного потребителя и по меньшей мере один элемент для дальнейшей обработки полученного синтетического газа, причем сгенерированный синтетический газ, несущий первое количество тепла, проходит элемент высокотемпературного преобразования, где его основная часть преобразуется в углекислый газ и
15 водород, а получающийся несущий тепло синтетический газ направляется в первый теплообменник для дальнейшей теплопередачи, затем проходит через по меньшей мере еще два теплообменника, которые работают как предварительные нагреватели воды питания котла, теплообменники производного конденсата или испарители низкого давления и соединены последовательно в любом желаемом
20 порядке, синтетический газ, получающийся из испарителя низкого давления, сначала направляется на другой предварительный нагреватель воды питания котла, в котором тепловая энергия передается частичному пару воды питания котла из водоочистного элемента, получающийся синтетический газ затем проходит охладительную секцию, где синтетический газ дополнительно
25 охлаждается и производится поток конденсата, и в конце концов синтетический газ проводится через по меньшей мере один элемент для дополнительной обработки. Процесс не раскрывает никакой возможности использовать тепло синтетического газа выше по ходу от высокотемпературного преобразовательного элемента.
зо [0008] Чтобы генерировать пар из технологического конденсата, также можно использовать контактное тепло топочного газа. US 2009242841 А1
раскрывает способ для генерации синтетического газа, в котором синтетический газ генерируется паровым преобразованием в преобразующем реакторе, с потоком воздуха для горения, конвективной зоной и потоком топочного газа, и способ включает технологический шаг прохождения воздуха для горения через 5 предварительную теплообменную систему в конвективной зоне, чтобы нагревать воздух для горения в непрямом теплообмене с топочным газом, причем температура предварительно нагретого воздуха для горения изменяется от приблизительно 93 °С (200 °F) до 204 °С (400 °F). В соответствии с одним вариантом осуществления способа, вода питания котла нагревается ее ю прохождением через секцию охлаждения синтетического газа и конвективной зоны воздуха для горения после или параллельно с воздухом для горения, подлежащим нагреву, конвективная зона нагревается потоком топочного газа.
[0009] Чтобы нагревать воду питания котла или технологический конденсат топочным газом, обычно для работы при неполной нагрузке
15 необходимо приспосабливать количество тепла, доступное в канале топочного газа при постоянном массовом расходе технологического конденсата или воды питания котла, чтобы гарантировать испарение воды. Это означает, что должно предоставляться дополнительное количество тепла, по меньшей мере временно, например, с помощью вспомогательных топок. Это влечет за собой увеличение
20 стоимости эксплуатации.
[0010] Однако, поскольку двойная паровая система имеет
вышеупомянутые преимущества, исследуются возможности для получения дополнительных улучшений. Начальной точкой для улучшения эффективности двойной паровой системы является обход теплообменника в канале топочного 25 газа на период времени, во время которого в канале топочного газа тепла недостаточно. Таким образом, нет необходимости эксплуатировать дополнительные топки для нагрева канала топочного газа.
[ООН] Технологический конденсат можно нагревать отходящим теплом
топочного газа. Однако, поскольку технологический конденсат обычно не зо охлаждается до температур холодной воды питания котла, его температура
выше, чем у холодной воды питания котла. Благодаря более низкому перепаду температур с топочным газом, теплообменники для технологического конденсата в канале топочного газа, таким образом, в соответствии с законом охлаждения Ньютона требуют больших теплообменных поверхностей. 5 Поскольку перепад температур между технологическим конденсатом и горячим синтетическим газом больше, на технологической газовой линии ниже по ходу от преобразующего реактора требуются существенно меньшие теплообменные поверхности, чем в канале топочного газа. Поскольку реакция сдвига "вода-газ" дополнительно имеет место при существенно более низких температурах, чем
ю производство синтетического газа, тепло производства синтетического газа может использоваться более эффективно для технологического конденсата непосредственно после выпуска из преобразующего реактора, где температура существенно выше, чем ниже по ходу от преобразовательного элемента. В свою очередь, теплообменные поверхности меньшего размера будут способствовать
15 улучшенной экономичности способа.
[0012] Следовательно, имеется цель предоставить способ, который
использует тепло синтетического газа выше по ходу от преобразования угарного газа, чтобы испарять технологический конденсат. Другой целью способа является уменьшить зависимость от изменяющихся количеств тепла, доступного 20 в канале топочного газа. Эти меры служат для продолжения использования преимуществ двойной паровой системы и для улучшения экономичности генерации пара в преобразующих реакторах.
[0013] Изобретение достигает цели с помощью способа, который использует дополнительный парогенератор, установленный выше по ходу от
25 элемента преобразования угарного газа, для генерации пара из технологического конденсата. Поскольку генерация пара из воды питания котла выше по ходу от преобразовательного элемента уже действует, подходящим является также генерировать пар из технологического конденсата в том же месте. Таким образом, можно заменить постоянную генерацию пара из технологического
зо конденсата каналом топочного газа.
[0014] Охлаждение технологического газа из выхода преобразователя до
температуры входа реакции сдвига "вода-газ" до настоящего момента обычно приводила к испарению воды питания котла. Другие примеры показывают, что часть тепла также используется для предварительного нагрева сырья. Таким 5 образом, для реакции преобразования может использоваться, например, природный газ или смесь сырьевого газа. Теперь, в соответствии с настоящим изобретением, технологический конденсат дополнительно испаряется между выходом преобразователя и входом реакции сдвига "вода-газ". Таким образом, преимущественно достигается испарение технологического конденсата
ю технологическим газом. Таким образом, можно полностью или частично отказаться от испарения технологического конденсата в канале топочного газа. Поскольку перепад температуры между технологическим конденсатом и горячим синтетическим газом выше по ходу от элемента преобразования СО относительно высокий, требующиеся теплообменные поверхности будут иметь
15 существенно меньший размер, чем в канале топочного газа. Это, в свою очередь, будет способствовать улучшенной экономичности способа.
[0015] Перед нагревом технологического конденсата в канале топочного газа преимуществом является нагревать воду питания котла, поскольку она более холодная и, из-за меньших теплообменных поверхностей, требует 20 меньшей контактной поверхности с едким синтетическим газом. Это также будет способствовать улучшенной экономичности способа.
[0016] В зависимости от степени использования устройства, канал топочного газа может использоваться для генерации пара из воды питания котла. При этом теплопередачу топочного газа можно обойти. Для этого змеевики,
25 передающие воду питания котла через канал топочного газа, обходятся на время, когда в канале топочного газа доступно недостаточное количество тепла. Таким образом можно использовать менее затратный теплообменник в канале топочного газа, поскольку требуются меньшие теплообменные поверхности, когда экономичный нагрев более недоступен вследствие температурных
зо различий в канале топочного газа. Таким образом можно также нагревать часть воды питания котла или дополнительную воду питания котла в канале топочного
газа. Использование холодной воды питания котла делает возможным более эффективный теплообмен благодаря более высокой разнице температур с топочным газом.
[0017] Главным образом заявлен способ для генерации технологического 5 пара и пара воды питания котла в нагреваемом преобразующем реакторе для производства синтетического газа, причем
• способ производит синтетический газ паровым преобразованием из углеводородов и водяного пара, газ нагревается сжиганием топливного газа с кислородным газом, и произведенный
ю синтетический газ охлаждается, а затем конденсируется с помощью
ряда теплообменников и охладительной секции, так что получаются осушенный синтетический газ и технологический конденсат, и
• способ также включает преобразование по меньшей мере части полученного угарного газа с водяным паром, чтобы образовывать
15 углекислый газ и водород, и
• делаются доступными два различных типа пара, которые генерируются из испарения воды питания котла и испарения технологического конденсата, и
• вода питания котла нагревается синтетическим газом посредством
20 предварительного нагревателя, установленного ниже по ходу от
преобразовательного элемента в направлении потока газа, и вода питания котла затем испаряется парогенератором, установленным выше по ходу от преобразовательного элемента в направлении потока газа, и
25 • технологический конденсат нагревается теплообменником и
предварительным нагревателем, которые оба устанавливаются ниже по ходу от преобразовательного элемента в направлении потока газа,
и который отличается тем, что
• технологический конденсат испаряется дополнительным парогенератором, установленным выше по ходу от преобразовательного элемента.
[0018] Чтобы гарантировать, что топочный газ также может быть 5 использован для нагрева воды питания котла, линия для жидкой воды питания котла может быть проведена через канал топочного газа, вода питания котла нагревается постоянно или временно топочным газом посредством дополнительного теплообменника. Для этого на линии подачи для воды питания котла в теплообменниках канала топочного газа установлены дозирующие ю клапаны. Эти дозирующие клапаны позволяют обходить теплообменник, если, например, в канале топочного газа недоступно достаточно тепла.
[0019] Поскольку экономическая эффективность способа в основном зависит от согласования выхода пара с потребностью в паре, можно контролировать выход всех парогенераторов в системе в преимущественном 15 варианте осуществления способа. Этого можно достичь, например, путем контроля выхода пара из воды питания котла посредством контроля температуры парогенератора для воды питания котла. Этого, однако, можно достичь и контролируя циркуляцию тепла в парогенераторе клапанами или насосами.
20 [0020] Выход пара из технологического конденсата также может контролироваться в преимущественном варианте осуществления способа. Этого равно можно достичь контролируя выход пара из технологического конденсата посредством контроля температуры парогенератора для технологического конденсата. Этого, однако, можно достичь и контролируя циркуляцию тепла в
25 парогенераторе клапанами или насосами. Однако контроль выхода пара из технологического конденсата более трудно реализовать, поскольку доступное количество технологического конденсата связано с производством синтетического газа.
[0021] В другом варианте осуществления изобретательского процесса зо также можно контролировать как выход пара из воды питания котла, так и выход
пара из технологического конденсата, с помощью контроля температуры парогенераторов. Понятно, что оба типа пара могут смешиваться или сочетаться друг с другом в соответствии с требованиями.
[0022] Два парогенератора для воды питания котла и технологического 5 конденсата ниже по ходу от преобразующего реактора в направлении потока синтетического газа могут оснащаться обходными трубопроводами, позволяющими контролировать поток синтетического газа через парогенераторы. Также можно обеспечить дополнительные теплообменники для нагрева углеводородной пусковой смеси для преобразующего реактора выше по ю ходу или непосредственно ниже по ходу от преобразовательного элемента СО.
[0023] Конфигурация способа может также включать предоставление испарительного котла в качестве парогенератора для технологического конденсата выше по ходу от преобразовательного элемента СО. Конфигурация также может включать то, что теплообменник для технологического конденсата
15 ниже по ходу от реакции сдвига "вода-газ" является испарительным котлом. Это средство контроля температуры синтетического газа. Также можно пропускать поток синтетического газа выше по ходу и ниже по ходу от преобразовательного элемента СО через один испарительный котел с интегральным змеевиком. Таким образом испарение технологического конденсата может быть устроено с
20 минимальными требованиями к размещению. Использование индивидуальных испарительных котлов и определение связанных рабочих периодов оставляются на усмотрение специалиста в данной области техники. Таким образом можно осуществлять контроль температуры для потока синтетического газа, который независим от производства топочного газа и синтетического газа. Понятно, что
25 синтетический газ также может включать газ с высоким содержанием водорода, в зависимости от степени преобразования СО.
[0024] Также заявлено устройство, которое служит для реализации
описанного способа. Главным образом заявлено устройство для генерации технологического пара и пара воды питания котла в нагреваемом зо преобразующем реакторе для производства синтетического газа, включающее:
• нагреваемый преобразующий реактор для производства синтетического газа из углеводородов и водяного пара,
• преобразовательный элемент для преобразования угарного газа с водяным паром в углекислый газ,
• охладительную секцию для конденсации технологической воды,
• предварительные нагреватели для нагрева воды питания котла и технологического конденсата синтетическим газом,
• дополнительный теплообменник для нагрева технологического конденсата синтетическим газом, теплообменник устанавливается непосредственно ниже по ходу от преобразовательного элемента в направлении потока синтетического газа,
• парогенератор, установленный выше по ходу от преобразовательного элемента в направлении потока синтетического газа, этот генератор используется для генерации пара из воды питания котла,
и которое отличается тем, что
• устройство содержит парогенератор, установленный выше по ходу от преобразовательного элемента в направлении потока синтетического газа, этот генератор используется для генерации пара из технологического конденсата.
[0025] Устройство может быть оснащено дополнительным теплообменником для нагрева воды питания котла в канале топочного газа. Таким образом, канал топочного газа также может использоваться для нагрева воды питания котла. В соответствии с одним вариантом осуществления изобретения, этот канал может отключаться, так что вода питания котла может течь непосредственно в специальный парогенератор и без протекания через канал топочного газа. Таким образом можно обходить теплообменник в канале
топочного газа и удерживать поток от прохождения через канал. Вода питания котла затем будет течь непосредственно в специальный парогенератор.
[0026] Парогенераторы могут иметь конструкцию, обычно используемую в данной области техники. В иллюстративном варианте осуществления они могут 5 быть спроектированы как паровой барабан, нагреваемый газом посредством змеевика теплообменника. Парогенератор может быть спроектирован как стандартный паровой котел с естественной циркуляцией или оснащенный конвекционными элементами, насосами или испарителями.
[0027] В одном варианте осуществления изобретения линия ю синтетического газа снабжается трубопроводом, который может перекрываться и позволяет контролируемый обход парогенератора для воды питания котла выше по ходу от преобразовательного элемента СО в направлении газового потока (обходной трубопровод). Таким образом можно контролировать часть синтетического газа, проводимую через теплообменник для воды питания котла. 15 В другом варианте осуществления изобретения линия синтетического газа снабжается трубопроводом, который может перекрываться и позволяет контролируемый обход парогенератора для технологического конденсата выше по ходу от преобразовательного элемента СО в направлении газового потока. Таким образом можно контролировать часть синтетического газа, проводимую 20 через теплообменник для технологического конденсата. Также можно установить и использовать обе обходные линии.
[0028] Парогенераторы для воды питания котла и технологического конденсата могут быть переменными, хотя предпочтительный вариант осуществления подразумевает, что парогенератор для воды питания котла 25 устанавливается непосредственно ниже по ходу от преобразующего реактора.
[0029] В соответствии с одним вариантом осуществления изобретения, парогенератор на линии синтетического газа выше по ходу от преобразовательного элемента СО представляет собой испарительный котел. В соответствии с другим вариантом осуществления теплообменник на линии зо синтетического газа ниже по ходу от преобразовательного элемента СО
представляет собой испарительный котел. Однако также можно снабжать линию синтетического газа испарительными котлами выше по ходу, а также ниже по ходу от преобразовательного элемента СО. Также можно использовать испарительный котел со змеевиком теплообменника, который предоставляет 5 проход синтетического газа, выше по ходу, а также ниже по ходу от преобразовательного элемента СО в направлении потока газа. В таком испарительном котле синтетический газ нагревается одновременно выше по ходу и ниже по ходу от преобразовательного элемента СО. В таком случае паровой барабан для технологического конденсата можно опускать
ю иллюстративным образом. Также в вышеупомянутых устройствах можно предоставлять большое количество испарительных котлов. Испарительный котел (котлы) или испаритель (испарители) могут предоставляться как единый элемент или как множество элементов. Испарительные котлы известны согласно имеющемуся уровню техники и стали обычно используемыми вариантами котла
15 или испарителя.
[0030] В соответствии с еще одним вариантом осуществления, оба парогенератора для генерации пара из воды питания котла и технологического конденсата могут контролироваться по температуре. Это может быть реализовано произвольными устройствами. Агрегат обычно также включает 20 предварительные нагреватели для воды питания котла и технологического конденсата. Они обычно проектируются как теплообменники, а также могут предоставляться в произвольном числе и порядке.
[0031] В соответствии с еще одним вариантом осуществления, элемент для низкотемпературного преобразования СО реакцией сдвига "вода-газ" 25 установлен между предварительными нагревателями для воды питания котла и технологического конденсата с синтетическим газом, чтобы дополнительно использовать теплоту реакции этого преобразования СО.
[0032] Кроме того, изобретательское устройство может включать компоненты в любой точке, которые требуются для нормальной работы зо парового преобразующего реактора. Это, например, нагреватели, термостаты,
охладители, компрессоры, редукторы давления, устройства понижения давления или насосы. Такие компоненты агрегата известны специалисту по производству подобного оборудования.
[0033] Изобретение имеет преимущество, состоящее в том, что контактное 5 тепло синтетического газа также может использоваться выше по ходу от высокотемпературного преобразовательного элемента для угарного газа парового преобразующего реактора. Изобретение имеет дополнительное преимущество, состоящее в том, что, при сохранении двойной паровой системы, может предоставляться пар из воды питания котла, который нагревается и ю синтетическим газом, и топочным газом от нагрева, а также из технологического конденсата, не требуя никакого регулирования количества тепла в канале топочного газа. Это гарантирует большую независимость от потребителей пара что касается количества потребляемого пара.
[0034] Изобретение иллюстрируется тремя графическими материалами.
15 Фиг. 1 представляет собой изображение установки с технологическим потоком имеющегося уровня техники. Фиг. 2 представляет собой изображение изобретательской установки с технологическим потоком, который представляет только иллюстративный вариант осуществления, которым изобретение не ограничивается. Фиг. 3 представляет собой изображение того же варианта
20 осуществления, в котором парогенератор и теплообменник для технологического конденсата были заменены испарительными котлами.
[0035] Фиг. 1 представляет собой изображение устройства в соответствии с
современным уровнем техники, включающего преобразующий реактор (1) для парового преобразования углеводородов. Последний работает на углеводородах
25 (2) и водяном паре (3) для преобразования. Нагревание выполняется топливным газом (4) и кислородным газом (5). Получаемый синтетический газ (6) имеет температуру приблизительно 800 °С - 900 °С и передается с целью охлаждения через теплообменник (7), который нагревает паровой генератор (7а) для воды (8) питания котла. В этом варианте осуществления паровой генератор (7) для воды
зо (8) питания котла спроектирован в виде парового барабана (7Ь). Синтетический
газ (6) затем течет в высокотемпературный преобразовательный элемент (9), где добавляется водяной пар (Н20, 9а), чтобы преобразовывать содержащийся угарный газ (СО) в углекислый газ (С02) и водород. Преобразованный синтетический газ (6) затем течет в другой теплообменник (10), нагревающий 5 парогенератор (Юа) для технологического конденсата (11). В этом варианте осуществления последний также спроектирован в виде парового барабана (10Ь). Технологический конденсат (11) получается из охладительной секции (12) для синтетического газа (6а). Синтетический газ (6а), который охладился по пути через теплообменники (7,10) для парогенераторов, проводится еще через два
ю теплообменника, используемых в качестве предварительных нагревателей (13,14) для предварительного нагрева воды (8) питания котла и технологического конденсата (11). Покидая эти теплообменники (13,14), синтетический газ (6) достигает охладительной секции (12), где синтетический газ (6а) остывает или охлаждается, чтобы обеспечить конденсацию
15 содержащейся воды (На). Конденсированная вода (На) далее используется как технологический конденсат (11). На выходе получается охлажденный осушенный синтетический газ (6Ь). Технологический конденсат (11) проводится по каналу (16) топочного газа через теплообменник (15), чтобы дополнительно нагреть конденсат. Паровой барабан (10Ь) для технологического конденсата (11)
20 также нагревается топочным газом (17) посредством теплообменника (18). Пар (8а,11Ь) получается из воды (8) питания котла и технологического конденсата (11).
[0036] Фиг. 2 представляет собой изображение изобретательского
устройства, которое также включает преобразующий реактор (1), который
25 производит синтетический газ (6) и передает его на высокотемпературный преобразовательный элемент (9). Тепло произведенного синтетического газа (6) здесь также используется высокотемпературным преобразовательным элементом (9) для нагрева парогенератора (7а) посредством теплообменника (7) для воды (8) питания котла. В соответствии с настоящим изобретением тепло
зо синтетического газа (6) выше по ходу от высокотемпературного преобразовательного элемента (9) используется для технологического
конденсата (11), в добавок к нагреву с помощью теплообменника (19) парогенератора (10а). После выхода из высокотемпературного преобразовательного элемента (9) синтетический газ передается через еще один теплообменник (10) для нагрева парогенератора для технологического 5 конденсата (11) и два дополнительных предварительных нагревателя (13,14), которые служат для предварительного нагрева воды (11) питания котла и технологического конденсата (8). Технологический конденсат (8) может использоваться для нагрева воды питания котла (1) топочным газом (17) посредством еще одного теплообменника (20) в канале (16) топочного газа. Этот
ю теплообменник (20) можно отключать клапанами (21а,21Ь) и обходить по перепускному клапану (22), так что теплообменник (20) может использоваться как требуется потребностью в производимом паре и использованием преобразующего реактора (1). Теплообменники для нагрева и испарения технологического конденсата (10,19) могут быть спроектированы как
15 испарительные котлы. Синтетический газ (6а) также может течь через предварительные нагреватели (13) и (14) в обратном порядке.
[0037] Фиг. 3 представляет собой изображение того же варианта
осуществления, в котором парогенератор (19) и теплообменник (10) с паровым барабаном (ЮЬ) для технологического конденсата (11) были заменены
20 испарительным котлом (23). Синтетический газ (6), который покидает парогенератор (7) для воды (8) питания котла, проводится в испарительный котел (23), где он нагревается и проводится посредством входной линии (24) в элемент (9) преобразования СО. Оттуда он проводится посредством выходной линии (25) через тот же испарительный котел (23), так что его температура затем
25 будет как и выше по ходу от элемента (9) преобразования СО.
[0038] Список обозначений и номеров ссылок:
1 Преобразующий реактор
2 Углеводород
3 Водяной пар
4 Топливный газ
5 Кислородный газ
6 Синтетический газ
6а Охлажденный синтетический газ
6Ь Охлажденный и осушенный синтетический газ
7 Теплообменник для парогенератора для воды питания котла
7а Парогенератор для воды питания котла
7Ь Паровой барабан
8 Вода питания котла
8а Пар из воды питания котла
9 Высокотемпературный преобразовательный элемент
9а Водяной пар для преобразования СО
10 Теплообменник для парогенератора для технологического конденсата
10а Парогенератор для технологического конденсата
10Ь Паровой барабан
11 Технологический конденсат
11а Конденсированная вода из синтетического газа
1 lb Пар из технологического конденсата
12 Охладительная секция
13 Предварительный нагреватель для предварительного нагрева воды питания котла
14 Предварительный нагреватель для предварительного нагрева технологического конденсата
15 Теплообменник для нагрева технологического конденсата в канале топочного газа
16 Канал топочного газа
17 Топочный газ
18 Теплообменник для нагревающего парогенератора для технологического конденсата
19 Теплообменник для нагревающего технологического конденсата выше по ходу от высокотемпературного преобразовательного элемента
20 Теплообменник в канале топочного газа для нагревающей воды питания котла
21а, 2 lb Клапаны для отключения теплообменника в канале топочного газа
22 Перепускной клапан для теплообменника в канале топочного газа
23 Испарительный котел
24 Входная линия преобразования СО
25 Выходная линия преобразования СО
Формула изобретения
1. Способ для генерации технологического пара и пара воды питания котла в нагреваемом преобразующем реакторе для производства синтетического газа, причем
• способ производит синтетический газ паровым преобразованием из углеводородов и водяного пара, газ нагревается сжиганием топливного газа с кислородным газом, и произведенный синтетический газ охлаждается, а затем конденсируется с помощью ряда теплообменников и охладительной секции, так что получаются осушенный синтетический газ и технологический конденсат,
• способ также включает преобразование по меньшей мере части полученного угарного газа с водяным паром, чтобы образовывать углекислый газ и водород, и
• делаются доступными два различных типа пара, которые генерируются из испарения воды питания котла и испарения технологического конденсата, и
• вода питания котла нагревается синтетическим газом посредством предварительного нагревателя, установленного ниже по ходу от преобразовательного элемента в направлении потока газа, и вода питания котла затем испаряется парогенератором, установленным выше по ходу от преобразовательного элемента в направлении потока газа, и
• технологический конденсат нагревается теплообменником и предварительным нагревателем, которые оба устанавливаются ниже по ходу от преобразовательного элемента в направлении потока газа,
отличающийся тем, что
• технологический конденсат испаряется дополнительным парогенератором, установленным выше по ходу от преобразовательного элемента.
2. Способ для генерации технологического пара и пара воды питания котла в
5 нагреваемом преобразующем реакторе для производства синтетического
газа по п. 1, отличающийся тем, что вода питания котла нагревается постоянно или временно топочным газом посредством дополнительного теплообменника.
Способ для генерации технологического пара и пара воды питания котла в нагреваемом преобразующем реакторе для производства синтетического газа по п. 1 или п. 2, отличающийся тем, что выход пара из воды питания котла контролируется посредством контроля температуры парогенератора для воды питания котла.
Способ для генерации технологического пара и пара воды питания котла в нагреваемом преобразующем реакторе для производства синтетического газа по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что парогенератор для технологического конденсата выше по ходу от преобразовательного элемента СО представляет собой испарительный котел, а синтетический газ течет через этот испарительный котел.
20 5. Способ для генерации технологического пара и пара воды питания котла в нагреваемом преобразующем реакторе для производства синтетического газа по любому из пп. 1-4, отличающийся тем, что теплообменник для технологического конденсата ниже по ходу от преобразовательного элемента СО представляет собой испарительный котел, а синтетический
25 газ течет через этот испарительный котел.
6. Устройство для генерации технологического пара и пара воды питания котла в нагреваемом преобразующем реакторе для производства синтетического газа, включающее:
• нагреваемый преобразующий реактор для производства синтетического газа из углеводородов и водяного пара,
• преобразовательный элемент для преобразования угарного газа с водяным паром в углекислый газ,
• охладительную секцию для конденсации технологической воды,
• предварительные нагреватели для нагрева воды питания котла и технологического конденсата синтетическим газом,
• дополнительный теплообменник для нагрева технологического конденсата синтетическим газом, теплообменник установлен непосредственно ниже по ходу от преобразовательного элемента в направлении потока синтетического газа,
• парогенератор, установленный выше по ходу от преобразовательного элемента в направлении потока синтетического газа, этот генератор используется для генерации пара из воды питания котла,
отличающееся тем, что
• устройство содержит парогенератор, установленный выше по ходу от преобразовательного элемента в направлении потока синтетического газа, этот генератор используется для генерации пара из технологического конденсата.
7. Устройство для генерации технологического пара и пара воды питания котла в нагреваемом преобразующем реакторе для производства синтетического газа по п. 6, отличающееся тем, что устройство оснащено дополнительным теплообменником для нагрева воды питания котла в канале топочного газа.
8. Устройство для генерации технологического пара и пара воды питания котла в нагреваемом преобразующем реакторе для производства
синтетического газа по п. 7, отличающееся тем, что дополнительный теплообменник для нагрева воды питания котла в канале топочного газа может отключаться.
9. Устройство для генерации технологического пара и пара воды питания
5 котла в нагреваемом преобразующем реакторе для производства
синтетического газа по одному из пп. 6-8, отличающееся тем, что линия синтетического газа оснащена испарительным котлом выше по ходу от преобразовательного элемента СО.
10. Устройство для генерации технологического пара и пара воды питания
10 котла в нагреваемом преобразующем реакторе для производства
синтетического газа по одному из пп. 6-8, отличающееся тем, что линия синтетического газа оснащена испарительным котлом ниже по ходу от преобразовательного элемента СО.
11. Устройство для генерации технологического пара и пара воды питания
15 котла в нагреваемом преобразующем реакторе для производства
синтетического газа по п. 9 или п. 10, отличающееся тем, что линия
синтетического газа оснащена испарительным котлом со змеевиком
теплообменника, который предоставляет проход для синтетического газа
выше по ходу, а также ниже по ходу от преобразовательного элемента СО
20 в направлении потока газа.
12. Устройство для генерации технологического пара и пара воды питания котла в нагреваемом преобразующем реакторе для производства синтетического газа по одному из пп. 6-11, отличающееся тем, что линия синтетического газа оснащена трубопроводом, который может
25 перекрываться и позволяет контролируемый обход парогенератора для
воды питания котла выше по ходу от преобразовательного элемента СО в направлении потока газа.
13. Устройство для генерации технологического пара и пара воды питания котла в нагреваемом преобразующем реакторе для производства
13.
синтетического газа по одному из пп. 6-12, отличающееся тем, что линия синтетического газа оснащена трубопроводом, который может перекрываться и позволяет контролируемый обход парогенератора для технологического конденсата выше по ходу от преобразовательного элемента СО в направлении потока газа.
14. Устройство для генерации технологического пара и пара воды питания котла в нагреваемом преобразующем реакторе для производства синтетического газа по одному из пп. 6-13, отличающееся тем, что элемент для низкотемпературного преобразования СО установлен между предварительными нагревателями для воды питания котла и технологического конденсата.
WO 2012/031683
PCT/EP2011/004205
WO 2012/031683 2 PCT/EP2011/004205
(19)
WO 2012/031683
PCT/EP2011/004205
WO 2012/031683 2 PCT/EP2011/004205
(19)
WO 2012/031683
PCT/EP2011/004205
WO 2012/031683 2 PCT/EP2011/004205
(19)
WO 2012/031683
PCT/EP2011/004205
WO 2012/031683 2 PCT/EP2011/004205
(19)
WO 2012/031683
PCT/EP2011/004205
WO 2012/031683 3 PCT/EP2011/004205
WO 2012/031683
PCT/EP2011/004205
WO 2012/031683
PCT/EP2011/004205
WO 2012/031683 5 PCT/EP2011/004205
WO 2012/031683 5 PCT/EP2011/004205
WO 2012/031683
PCT/EP2011/004205
WO 2012/031683
PCT/EP2011/004205
WO 2012/031683 9 PCT/EP2011/004205
WO 2012/031683
PCT/EP2011/004205
WO 2012/031683
PCT/EP2011/004205
WO 2012/031683
PCT/EP2011/004205
WO 2012/031683 13 PCT/EP2011/004205
WO 2012/031683 13 PCT/EP2011/004205
WO 2012/031683
PCT/EP2011/004205
WO 2012/031683 14 PCT/EP2011/004205
WO 2012/031683 17 PCT/EP2011/004205
WO 2012/031683 17 PCT/EP2011/004205
WO 2012/031683
PCT/EP2011/004205
WO 2012/031683
PCT/EP2011/004205
WO 2012/031683
PCT/EP2011/004205
WO 2012/031683
PCT/EP2011/004205
WO 2012/031683
PCT/EP2011/004205
WO 2012/031683
PCT/EP2011/004205
WO 2012/031683
PCT/EP2011/004205
WO 2012/031683
PCT/EP2011/004205
WO 2012/031683
PCT/EP2011/004205
WO 2012/031683
PCT/EP2011/004205
|
