一种高温水活化碳氢制取天然气的设备，包括依次连接的初级混热装置、二级混热装置和高温烟气炉；初级混热装置与原料煤供给装置和水蒸气供给装置连接，用于使原料煤与第一水蒸气接触升温得到第一煤气混合物；二级混热装置与水蒸气供给装置连接，用于使第一煤气混合物与第二水蒸气接触升温得到第二煤气混合物；高温烟气炉用于对第二煤气混合物进行热解反应，得到产品气。该设备简化了现有煤制天然气的工艺过程和设备，降低生产成本，仅产生少量或不产生污染物。生污染物。生污染物。
【技术实现步骤摘要】
一种高温水活化碳氢制取天然气的设备
[0001]本专利技术属于煤化工领域，具体地，涉及一种高温水活化碳氢制取天然气的设备。
技术介绍
[0002]煤制天然气作为清洁产业，极大地节约了煤炭资源，提升了煤炭价值。特别是针对“缺油、少气、富煤”的能源结构，积极发展煤制天然气工业，实现煤的就地转化，减少运输成本，具有非常重要的战略意义。
[0003]全世界已投产的工业级煤制天然气装置较少，我国长期致力于煤制天然气全技术链的国产化，但真正进入工业应用的也不多。煤制天然气整个生产工艺流程可简述为：原料煤与高纯氧气和中压蒸汽进行反应制得粗煤气；粗煤气经耐硫耐油变换冷却和脱硫脱碳后，制成净煤气；净煤气进入甲烷化装置合成甲烷，生产出天然气。主工艺生产装置包括空分、碎煤加压气化炉、耐硫耐油变换装置、气体净化装置、甲烷化合成装置及废水处理装置。
[0004]甲烷化是把煤炭变为清洁的天然气的关键核心技术之一，在高温、高压和催化剂作用下，把煤气化生成的一氧化碳、二氧化碳和氢气催化生成甲烷。其中，甲烷化催化剂在这个化学反应过程中发挥着至关重要的作用，也是限制我国煤制天然气整套系统自主化的关键点。由于主流工艺路线基本确定，很多研究都是围绕甲烷化催化剂的改进展开的。
技术实现思路
[0005]本专利技术的专利技术人在研究中发现，煤制天然气工艺并非必需额外添加甲烷化催化剂，可以利用煤炭中含有的催化组分实现甲烷化催化。基于该颠覆性发现，提出了一整套全新的高温水活化碳氢制取天然气的工艺设备，用于高温水活化碳氢制取天然气的制取。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术提供一种高温水活化碳氢制取天然气的设备，包括依次连接的初级混热装置、二级混热装置和高温烟气炉；所述初级混热装置与原料煤供给装置和水蒸气供给装置连接，用于使原料煤与第一水蒸气接触升温得到第一煤气混合物；所述二级混热装置与所述水蒸气供给装置连接，用于使所述第一煤气混合物与第二水蒸气接触升温得到第二煤气混合物；所述高温烟气炉用于对所述第二煤气混合物进行热解反应，得到产品气。
[0007]利用该设备在全程隔绝氧气的条件下，原料煤两次与水蒸气接触、混合、升温，然后进入高温烟气炉进行热解，得到含天然气的产品气。该设备简化了现有煤制天然气的工艺过程和设备，降低生产成本，仅产生少量或不产生污染物。
[0008]本专利技术的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
[0009]通过结合附图对本专利技术示例性实施方式进行更详细的描述，本专利技术的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本专利技术示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。
[0010]图1示出了根据本专利技术的实施例的高温水活化碳氢制取天然气的设备的结构示意图。
[0011]图2示出了根据本专利技术的实施例的一种涡流配热喷煤枪装置的主视结构示意图。
[0012]图3示出了根据本专利技术的实施例的一种涡流配热喷煤枪装置的左视结构示意图。
[0013]图4示出了根据本专利技术的实施例的一种涡流配热喷煤枪装置的右视结构示意图。
[0014]图5示出了图4的A向剖视结构示意图。
[0015]图6示出了根据本专利技术的实施例的涡流配热喷煤枪装置的喷煤枪芯的三维结构示意图。
[0016]图7示出了根据本专利技术的实施例的多角度分布式混热器装置的主视结构示意图。
[0017]图8示出了根据本专利技术的实施例的多角度分布式混热器装置的侧视结构示意图。
[0018]图9示出了图8的A向剖视结构示意图。
[0019]图10示出了图7的B向剖视结构示意图。
[0020]图11示出了根据本专利技术的实施例的负压烟气炉的结构示意图。
[0021]图12示出了根据本专利技术的实施例的分流热解反应装置的结构示意图。
[0022]图13示出了根据本专利技术的实施例的物料加热分配器的剖视图。
[0023]图14示出了根据本专利技术的实施例的物料加热分配器的立体图。
[0024]图15示出了根据本专利技术的实施例的物料加热分配器的另一个角度的立体图。
[0025]图16示出了根据本专利技术的实施例的延展螺旋热解反应器的剖视图。
[0026]图17示出了根据本专利技术的实施例的延展螺旋热解反应器的局部立体图。
[0027]图18示出了根据本专利技术的实施例的水洗滤尘装置的整体结构示意图。
[0028]图19示出了根据本专利技术的实施例的水洗滤尘装置的等差水封滤尘组件的三维结构示意图。
[0029]图20示出了根据本专利技术的实施例的水洗滤尘装置的等差水封滤尘组件的剖视结构示意图。
[0030]图21示出了图20的局部放大示意图。
[0031]图22示出了根据本专利技术的实施例的水洗滤尘装置的等差水封滤尘组件的截面结构示意图。
[0032]图23示出了根据本专利技术的实施例的水洗滤尘装置的二次稳流水洗过滤组件的三维结构示意图。
[0033]图24示出了根据本专利技术的实施例的水洗滤尘装置的二次稳流水洗过滤组件的剖视结构示意图。
[0034]图25示出了图24的局部放大示意图。
[0035]图26示出了根据本专利技术的实施例的水洗滤尘装置的二次稳流水洗过滤组件的截面结构示意图。
[0036]图27示出了根据本专利技术的实施例的气液分离气体回收装置的三维结构示意图。
[0037]图28示出了根据本专利技术的实施例的气液分离气体回收装置的剖视结构示意图。
[0038]附图标记说明
[0039]10高温水活化碳氢制取天然气的设备；101蒸汽缓冲罐；102雾化器；103煤浆搅拌装置；104煤浆泵；105缓冲罐；106储气装置；107产品气出口流量计；108水源；109软化水罐；
110沉淀池；111换热器给水泵；112水泵；113增压泵；114压缩机；115燃气增压泵；116换热器进水调节阀；
[0040]200涡流配热喷煤枪装置；2001混流通道；2002雾态物料通道；2003蒸汽通道；2004分支通道；2005喷煤枪外壳；2006喷煤枪芯；2007槽；2008第一封堵部；2009环形槽；2010第一锥状部；2011第二封堵部；2012第二锥状部；2013焊接工艺孔；2014加热蒸汽入口；
[0041]300多角度分布式混热器装置；3001混热壳体；3002混热通道；3003蒸汽传输管路；3004旋流通道；3005变径连接管；3006蒸汽旋流发生部件；3007蒸汽导向槽；
[0042]400负压烟气炉；401炉体；4011耐火材料浇筑层；4012耐火材料砌筑层；4013保温材料层；4014金属外壳；4015炉膛；402燃烧器；4021火焰通道；403负压引风机；404高温烟气换热器；405低温烟气换热器；406高温产品气换热器；407低温产品气换热器；408压力控制阀；409压力控制罐；
[0043]500分流热解反应装置；501物料加热分配器；5011物料分本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种高温水活化碳氢制取天然气的设备，其特征在于，包括依次连接的初级混热装置、二级混热装置和高温烟气炉；所述初级混热装置与原料煤供给装置和水蒸气供给装置连接，用于使原料煤与第一水蒸气接触升温得到第一煤气混合物；所述二级混热装置与所述水蒸气供给装置连接，用于使所述第一煤气混合物与第二水蒸气接触升温得到第二煤气混合物；所述高温烟气炉用于对所述第二煤气混合物进行热解反应，得到产品气。2.根据权利要求1所述的高温水活化碳氢制取天然气的设备，其特征在于，所述初级混热装置包括涡流配热喷煤枪装置，所述涡流配热喷煤枪装置包括：喷煤枪本体，所述喷煤枪本体内部设置有混流通道、雾态物料通道和至少一个蒸汽通道，所述混流通道的一端开放，所述蒸汽通道为螺旋形，所述蒸汽通道的一端与所述混流通道的另一端连通，所述雾态物料通道的一端通过分支通道与所述蒸汽通道的所述一端连通，所述分支通道的轴线与所述雾态物料通道的轴线形成夹角。3.根据权利要求1所述的高温水活化碳氢制取天然气的设备，其特征在于，所述二级混热装置包括多角度分布式混热器装置，所述多角度分布式混热器装置包括：混热壳体，呈筒状，所述混热壳体的内部设置有混热通道；多个蒸汽传输管路，与所述混热通道连通，多个所述蒸汽传输管路沿所述混热通道的轴线依次间隔设置，多个所述蒸汽传输管路在所述混热通道的径向截面上处于不同的圆周角上。4.据权利要求1所述的高温水活化碳氢制取天然气的设备，其特征在于，所述高温烟气炉为负压烟气炉，所述负压烟气炉包括：炉体，所述炉体上设有贯穿炉壁的物料进口管、烟气出口管和产品出口管；分流热解反应装置，包括物料加热分配器和延展螺旋热解反应器，所述物料加热分配器设于所述炉体内，所述物料加热分配器的物料分配进口与所述物料进口管连接，用于加热物料并将所述物料分配至延展螺旋热解反应器，以进行热解反应；所述延展螺旋热解反应器设于所述炉体内，所述延展螺旋热解反应器的物料热解进口和物料出口分别连接于所述物料加热分配器的物料分配出口和所述产品出口管；燃烧器，所述燃烧器的火焰通道穿过所述炉壁与炉膛连通，用于向炉膛内供给高温烟气；以及负压引风控制系统，用于控制所述炉膛的温度和所述烟气出口管排出的烟气温度。5.根据权利要求4所述的高温水活化碳氢制取天然气的设备，其特征在于，还包括烟气换热器和产品气换热器，所述烟气换热器设于所述烟气出口管的出口端，所述产品气换热器设于所述产品出口管的出口端；所述烟气换热器包括串接的高温烟气换热器和低温烟气换热器，所述产品气换...
【专利技术属性】
技术研发人员：王忠胜，
申请(专利权)人：中国煤层气集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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