本发明专利技术涉及替代天然气生产系统和方法，具体而言，一种系统包括辐射式合成气冷却器(RSC)。该RSC包括构造成传输流体的冷却管道。该RSC构造成具有热传递面积使得该RSC将离开该RSC的流体的压力和温度生成为允许使流体过热到大约750°F与850°F之间的水平。另外，基于在流体经过在RSC外部的第一通路中的热交换器时要传递到流体的热量来确定该热传递面积。
【技术实现步骤摘要】
本文公开的主题涉及替代天然气的生成和发电。
技术介绍
发电设备能够相对有效地从诸如煤的各种烃给料生成能量。可使用技木通过在气化器中与氧气和蒸汽反应而将烃给料转化为主要由一氧化碳(CO)和氢气(H2)組成的气体混合物，即合成气。可对这些气体进行处理、加工并将其用作常规联合循环发电设备中的燃料。例如，可将合成气传输到利用合成气作为用于驱动燃气轮机发电的燃料的发电设备。备选地，在传送到天然气联合循环(NGCC)发电设备的燃气轮机之前可将合成气转化为替代天然气(SNG)。从合成气生成SNG是ー项具有大量步骤以及独立建造和/或维护成本高昂的转化单元的复杂工作。
技术实现思路
下面概述了范围与原始主张权利的专利技术相称的特定实施例。这些实施例并非旨在限制要求保护的专利技术的范围，相反，这些实施例仅旨在提供本专利技术的可能形式的简要概述。 实际上，本专利技术可包含与以下阐述的实施例相似或不同的各种形式。在第一实施例中，一种系统包括替代天然气(SNG)生产系统，该生产系统包括构造成生成合成气的气化器；构造成冷却合成气的辐射式合成气冷却器(RSC)，其中该RSC具有介于大约70英尺与大约100英尺之间的长度；构造成由合成气生成SNG的甲烷化单元； 以及从RSC通过甲烷化単元的流体流动通路，其中该流体流动通路中的流体的生成压カ和温度基于在流体经过甲烷化单元时传递到该流体流动通路中的流体的热量。在第二实施例中，一种系统包括辐射式合成气冷却器(RSC)，该合成气冷却器包括构造成传输流体的冷却管道，其中该RSC构造成具有热传递面积使得该RSC将离开该RSC 的流体的压カ和温度产生成允许流体过热到大约750° F到850° F的水平，并且其中基于在流体经过在RSC外部的第一通路中的热交換器时要传递到流体的热量来确定该热传递面积。在第三实施例中，一种系统包括替代天然气(SNG)生产系统，该生产系统包括构造成冷却合成气的辐射式合成气冷却器(RSC)；构造成将水和合成气从RSC运送到水-气变换反应器的第一流体通路，其中该水-气变换反应器构造成调节合成气中的氢气与ー氧化碳比例以生成变换后的合成气；构造成从变换后的合成气生成SNG的甲烷化单元；以及构造成将流体从RSC运送到甲烷化单元的第二流体通路，其中该第二流体通路中的流体的压カ和温度基于在流体经过甲烷化单元时要传递到第二流体通路中的流体的热量。附图说明当參照附图阅读以下详细描述时，本专利技术的这些和其它特征、方面和优点将变得更好理解，全部附图中相似的附图标记代表相似的零件，其中图1是替代天然气(SNG)生产系统的一个实施例的示意性方框图；图2是图1的辐射式合成气冷却器的一个实施例的截面侧视图；图3是示出了传输到图1的水-气变换反应器的液体的量的控制的流程图；以及图4是用于图1的SNG生产系统的流体过热系统的ー个实施例的示意性方框图。零部件列表100替代天然气(SNG)生产系统102燃料源103 氧气104给料气化和洗涤系统105 空气106空气分离单元(ASU)107 氮气108 渔110水-气变换反应器111 通路112 通路113氨冷却器114气体处理单元115 通路116尾气处理单元117 通路118 硫119C02120压缩单元121 通路122气体冷却单元123 甲烧124蒸汽轮机125甲烷化反应器126 电カ128SNG脱水和压缩单元130辐射式合成气冷却器(RSC)131轴向轴线132径向轴线133周向轴线134 容器135 通路136上部区域137 第二通路139火焰区140冷却管道142气化器144箭头146导管150激冷圆锥体152向上的方向154转移管线156长度158长度162通路163热交換器164通路166通路172通路176阀178控制器180传感器182流程图184步骤186步骤188步骤190步骤192通路194热交換器196管道198分配板200箭头204热交換器206分配板208管道210箭头212通路214通路216通路具体实施例方式下面将描述本专利技术的ー个或多个特定实施例。为了试图提供这些实施例的简要描述，说明书中可能未描述实际实施方案的所有特征。应理解，在任何此类实际实施方案的开发过程中，与任何工程或设计方案一祥，必须做出许多实施方案特定的决定以实现开发者的既定目标，例如服从可能因实施方案而异的系统相关和商业相关的约束。此外，应理解， 此类开发努力可能是复杂和耗时的，但对于受益于本公开内容的普通技术人员来说却是一项设计、装配和制造的日常工作。当介绍本专利技术各种实施例的元件吋，用词“一”、“一个”、“该”和“所述的”意指存在一个或多个这样的元件。用语“包含”、“包括”和“具有”旨在作为包括性的且意味着可能存在所列元件以外的其它元件。本公开内容针对ー种用于从合成气生成替代天然气(SNG)的生产系统和方法。 SNG可为主要包含可从诸如煤或生物质的燃料源生产的甲烷的气体。用于生成SNG的生产系统可包括辐射式合成气冷却器(RSC)，该合成气冷却器与甲烷化和气体冷却単元协同エ 作，以使蒸汽过热以便传输到蒸汽轮机。甲烷化和气体冷却単元中从合成气生成SNG是可用于使水过热以便生成可由蒸汽轮机用于发电的蒸汽的发热反应。要进行过热的水可由甲烷化和气体冷却单元从RSC接收，此处水用于冷却RSC中的原质合成气(raw syngas) 0可基于热传递面积(例如水可跨越其与合成气相互作用的表面积)来设定用于冷却RSC中的原质合成气的水的温度和压力。例如，该热传递面积可与RSC的长度、周长或其它尺寸測量值有关，并因此与RSC内冷却管道的长度和/或数量有关，RSC内的冷却管道充当与RSC中的合成气一起的热交換器。此外，可基于在水经过甲烷化和气体冷却単元的甲烷化单元时要传递到水的预期热量来设定RSC的热传递面积。这样，可利用诸如RSC的现有设备来预热要进行过热以便用于蒸汽轮机的水而无需另外的热交換设备。另外，RSC可将合成气和水传输到水-气变换反应器以便调节合成气中氢气与ー 氧化碳的比例。合成气与水比例在RSC的寿命期间可能改变。因此，可将另外的水传输到水-气反应器以维持从RSC传输到水-气反应器的合成气和水的相对恒定的水(例如，蒸汽)与干气体比例。可设置控制器以维持水(例如，蒸汽)与干气体比例，藉此该控制器可通过调节阀的打开和关闭来调节传输到水-气反应器的附加水的量。该控制器可基于传感器做出的与RSC中发生的积垢量——具体而言，RSC中的冷却管道周围发生的积垢量—— 有关的测量调节阀。图1针对该背景示出了替代天然气(SNG)生产系统100。SNG生产系统100的元件可包括可用作用于生产SNG的能量源的诸如固体给料的燃料源102。燃料源102可包括煤、 石油焦、生物质、木质材料、农业废料、焦油、焦炉煤气和浙青或其它含碳物品。可将燃料源 102的固体燃料传送至给料气化和洗涤系统104。给料气化和洗涤系统104可包括若干子系统。例如，给料气化和洗涤系统104可包括给料制备子系统，该给料制备子系统例如可通过破碎、碾磨、粉碎、磨碎、压块或码垛燃料源102而使燃料源102重新确定尺寸或重新成形以生成给料。另外，可对给料制备子系统中的燃料源102添加水或其它适当的液体以形成浆状给料。在其它实施例中本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：P·S·萨克，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：
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