通过煤气化制备天然气的设备制造技术

本实用新型专利技术提供了一种通过煤气化制备天然气的设备。该设备包括：气化炉，用于对原料煤进行气化处理以便获得高温烟气；旋风除尘器，旋风除尘器与气化炉相连；水洗除尘器，水洗除尘器与旋风除尘器相连；水汽变换反应器，水汽变换反应器与水洗除尘器相连；第一蓄热装置，第一蓄热装置分别与气化炉旋风除尘器相连；第二蓄热装置，第二蓄热装置与水汽变换反应器相连；以及甲烷化反应器，甲烷化反应器与第二蓄热装置相连。由此，可以利用上述蓄热装置对煤气化制备天然气过程中的中间产物进行蓄热处理，进而可以提高该设备的能源利用效率。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及化工领域，具体地，本技术涉及通过煤气化制备天然气的设备。
技术介绍
煤炭是我国的主要能源，占我国各种燃料资源总储量的95％以上。然而，气体燃料比煤更容易完全燃烧且运输成本更低，并且预计到2020年，我国天然气需求缺口达1500亿立方米，对外依存度将达到50％。利用煤气化制天然气与其他煤化工技术相比，具有能量转化效率高、水耗少、投资低等优势。此外，利用煤气化制备天然气还可以利用已有的天然气管道，以较低的经济代价，有效缓解天然气的供需矛盾。因此，利用煤气化制备天然气技术(又称为煤气化甲烷化技术)来生产代用天然气具有极大的市场潜力。与现有天然气相比，合成甲烷以其成本低、原料煤来源丰富等特点引起人们越来越多的产业化关注。目前，煤制天然气项目中，气流床煤气化技术具备碳转换率高、煤气中补焊焦油、煤种要求不高、全自动化操控等诸多优势，非常适应于大规模的煤气化产业。然而，目前煤气化制备天然气(甲烷化)的设备中，气流床气化炉出口煤气温度偏高，导致气化炉冷煤气效率偏低、煤气显热得不到很好的利用，成为气流床气化炉推广应用的最大障碍。因此，目前通过煤气化制备天然气的设备仍有待改进。
技术实现思路
本技术旨在至少一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本技术的一个目的在于提出一种通过煤气化制备天然气的设备，采用该设备制备天然气可以利用煤气化制备天然气过程中的中间产物中的显热，进而提高了该设备的能源利用效率。在本技术的第一方面，本技术提出了一种通过煤气化制备天然气的设备。根据本技术的实施例，该设备包括：气化炉，所述气化炉用于对原料煤进行气化处理以便获得高温烟气；旋风除尘器，所述旋风除尘器与所述气化炉相连，用于对所述高温烟气进行旋风除尘处理；水洗除尘器，所述水洗除尘器与所述旋风除尘器相连，用于对经过所述旋风除尘处理的高温烟气进行水洗降温除尘处理(又称为水系除尘处理)；水汽变换反应器，所述水汽变换反应器与所述水洗除尘器相连，用于对经过所述水洗降温除尘处理的高温烟气进行水汽变换反应；第一蓄热装置，所述第一蓄热装置分别与所述气化炉以及旋风除尘器相连，用于在对所述高温烟气进行所述旋风除尘之前预先进行第一蓄热处理；第二 蓄热装置，所述第二蓄热装置与所述水汽变换反应器相连，用于对所述水汽变换反应的反应产物进行第一预热处理；以及甲烷化反应器，所述甲烷化反应器与所述第二蓄热装置相连，用于基于所述水汽变换反应的反应产物获得甲烷化气体。由此，可以利用上述蓄热装置对煤气化制备天然气过程中的中间产物进行蓄热处理，进而可以提高该设备的能源利用效率。另外，根据本专利技术上述实施例的通过煤气化制备天然气的设备还可以具有如下附加的技术特征：任选的，所述通过煤气化制备天然气的设备进一步包括：气化剂输送管路，所述气化剂输送管路分别与所述第一蓄热装置和所述气化炉相连，用于在将所述气化剂供给至所述气化炉之前，预先将所述气化剂供给至所述第一蓄热装置进行预热处理；任选地，余热锅炉，所述余热锅炉与所述甲烷化反应器相连，用于使所述甲烷化气体与水进行换热，以便获得蒸汽和经过冷却的甲烷化气体，其中，所述水为软水或者脱盐水；以及任选地，第三蓄热装置，所述第三蓄热装置分别与所述第二蓄热装置和所述甲烷化反应器相连，分别用于：对所述经过预热处理的水汽变换反应的反应产物进行二次预热处理，并将经过所述二次预热处理的产物供给至所述甲烷化反应器，以及对所述甲烷化气体进行蓄热处理。由此，可以利用第一蓄热装置对气化剂进行预热，使高温烟气中的显热得到利用，并且可以通过余热锅炉以及第三蓄热装置进一步提高该设备的能源利用效率。任选的，所述第二蓄热装置进一步分别与所述第一蓄热装置和所述旋风除尘器相连，用于对经过第一蓄热处理的高温烟气进行第二蓄热处理，并将经过所述第二蓄热处理的高温烟气供给至所述旋风除尘器。由此，通过第二蓄热装置，可以对高温烟气的显热进行进一步利用，并降低进入旋风除尘器的高温烟气温度，从而提高该设备对能源的利用效率以及除尘效果。任选的，所述第二蓄热装置进一步分别与所述旋风除尘器和所述水洗除尘器相连，用于对经过所述旋风除尘处理的高温烟气进行第二蓄热处理，并将经过所述第二蓄热处理的高温烟气供给至所述水洗除尘器。由此，可以对经过旋风除尘处理的高温烟气进行蓄热处理，进一步对高温烟气中的显热进行蓄热利用，进而提高该设备对能源的利用效率。任选的，所述第一蓄热装置与所述第二蓄热装置的至少之一包括两个并联的蓄热器。由此，可以进一步提高该设备对能源的利用效率。任选的，所述气化炉为气流床气化炉。由此，可以通过气流床气化炉对原料煤进行气化，进而可以提高该设备利用煤气化制备天然气的气化效率。附图说明本专利技术的上述和/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显示了根据本技术一个实施例的通过煤气化制备天然气的设备的结构示意图；图2显示了根据本技术另一个实施例的通过煤气化制备天然气的设备的部分结构示意图；图3显示了根据本技术又一个实施例的通过煤气化制备天然气的设备的结构示意图；图4显示了根据本技术又一个实施例的通过煤气化制备天然气的设备的结构示意图；图5显示了根据本技术又一个实施例的通过煤气化制备天然气的设备的结构示意图；图6显示了根据本技术又一个实施例的通过煤气化制备天然气的设备的结构示意图；图7显示了根据本技术又一个实施例的通过煤气化制备天然气的设备的部分结构示意图；图8显示了根据本技术一个实施例的通过煤气化制备天然气的方法的流程示意图；图9显示了根据本技术另一个实施例的通过煤气化制备天然气的方法的流程示意图；图10显示了根据本技术又一个实施例的通过煤气化制备天然气的方法的流程示意图；图11显示了根据本技术又一个实施例的通过煤气化制备天然气的方法的流程示意图；以及图12显示了根据本技术又一个实施例的通过煤气化制备天然气的方法的流程示意图；附图标记：100：气化炉200：旋风除尘器300：水洗除尘器400：水汽变换反应器500：甲烷化反应器600：第一蓄热装置700：第二蓄热装置800：余热锅炉900：第三蓄热装置60：气化剂输送管路。具体实施方式下面详细描述本技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。本申请是基于专利技术人的下列发现而完成的：气流床气化炉出口煤气温度偏高，导致气化炉冷煤气效率偏低、煤气显热得不到很好的利用，成为气流床气化炉推广应用的最大障碍。气化炉生产出的煤气温度很高，带有大量热能，由于长期以来化工生产更注重其高转化率及高冷煤气效率(即化学能的利用)，对化工系统中物理能的利用不够重视，因此在利用煤气化制备天然气的系统或设备中，气化炉高温煤气所带的大量余热没有得到很好的利用。有鉴于此，本技术提出了一种通过煤气化制备天然气(又称为甲烷化气体，或者甲烷气)的设备。根据本技术的实施例，参考图1，该设备包括：气化炉100、旋风除尘器200、水洗除尘器300、水汽变换反应器400、第一蓄热装置600、第二蓄热装置700以及甲烷化反应器500。具体地，气化炉100用于对原料本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种通过煤气化制备天然气的设备，其特征在于，包括：气化炉；旋风除尘器，所述旋风除尘器与所述气化炉相连；水洗除尘器，所述水洗除尘器与所述旋风除尘器相连；水汽变换反应器，所述水汽变换反应器与所述水洗除尘器相连；第一蓄热装置，所述第一蓄热装置分别与所述气化炉以及旋风除尘器相连；第二蓄热装置，所述第二蓄热装置与所述水汽变换反应器相连；以及甲烷化反应器，所述甲烷化反应器与所述第二蓄热装置相连。

【技术特征摘要】
1.一种通过煤气化制备天然气的设备，其特征在于，包括：气化炉；旋风除尘器，所述旋风除尘器与所述气化炉相连；水洗除尘器，所述水洗除尘器与所述旋风除尘器相连；水汽变换反应器，所述水汽变换反应器与所述水洗除尘器相连；第一蓄热装置，所述第一蓄热装置分别与所述气化炉以及旋风除尘器相连；第二蓄热装置，所述第二蓄热装置与所述水汽变换反应器相连；以及甲烷化反应器，所述甲烷化反应器与所述第二蓄热装置相连。2.根据权利要求1所述的通过煤气化制备天然气的设备，其特征在于，进一步包括：气化剂输送管路，所述气化剂输送管路分别与所述第一蓄热装置和所述气化炉相连。3.根据权利要求1所述的通过煤气化制备天然气的设备，其特征在于，进一步包括：余热锅炉，所述余热锅炉与所述甲...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋敏洁，韩希强，王东方，郭科宏，吴道洪，
申请(专利权)人：北京神雾环境能源科技集团股份有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11