一种利用焦炭制备lng原料气的装置的制造方法
专利名称:一种利用焦炭制备lng原料气的装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种利用焦炭制备LNG原料气的装置，设置依次连通的纯氧煤气炉、旋风除尘器、热管式废热锅炉、洗气塔、水封式排污器、湿式电除尘器；所述纯氧煤气炉的水冷壁与夹锅汽包通过上升管及下降管连通；所述热管式废热锅炉与热管锅炉汽包通过上升管及下降管连通；设置蒸汽缓冲罐，夹锅汽包及热管锅炉汽包所产蒸汽通过管路汇合后送至所述蒸汽缓冲罐内，来自界区外的过热蒸汽也通过管路送至所述蒸汽缓冲罐内；蒸汽缓冲罐出口与混合罐入口连通，来自界外空分装置的氧气也通过管路送至所述混合罐内；混合罐出口经鼓风机与纯氧煤气炉底部的风箱连通。利用此装置，用焦炭为原料制备一定碳/氢比的煤气，制成的煤气能用作生产液化天然气的原料气。
【专利说明】
一种利用焦炭制备LNG原料气的装置
技术领域
[0001]本实用新型属于利用焦炉煤气及水煤气制液化天然气(LNG)的技术领域，具体涉及一种利用焦炭制备LNG原料气的装置。
【背景技术】
[0002]随着世界各国环保意识的提高，天然气作为清洁能源越来越受青睐;在我国天然气的用量及在能源供应中的比例迅速增加。随着天然气用量的增长及应用范围的扩大，天然气供需的缺口也越来越大。除了增加开采量以外，以其它化石能源或转化物为原料制备天然气，进而转化为压缩天然气(CNG)及液化天然气(LNG)就显得意义重大了。我国是煤炭资源大国，也是焦炭生产大国；而焦炭产量处于供大于求的状况，焦炭生产利润也比较低。以富余的焦炭为原料制备原料气，再加工转化为天然气技术的开发与应用，不仅可以加大天然气的产量、解决供需矛盾、调整我国能源产业结构;更能够为焦化行业开拓出一条新的发展道路，提高焦化行业的经济效益。因此研发设计出一种利用焦炭制备LNG原料气的装置就不仅具有很高的经济意义，更具有长远的社会效益。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的在于提供一种装置运行物耗及能耗较低、煤气转化率较高、原料气成分稳定的利用焦炭制备LNG原料气的装置。
[0004]为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案为:一种利用焦炭制备LNG原料气的装置，至少包括:纯氧煤气炉、旋风除尘器、热管式废热锅炉、洗气塔、水封式排污器、湿式电除尘器;纯氧煤气炉、旋风除尘器、热管式废热锅炉、洗气塔、水封式排污器、湿式电除尘器依次通过输入和输出阀门管件连通;原料焦炭经筛分计量后由所述纯氧煤气炉顶部的入料口装入炉内；自湿式电除尘器出口流出的制备气送至界区外进行后续加工。
[0005]所述的纯氧煤气炉包括上升管及下降管，纯氧煤气炉的水冷壁与夹锅汽包通过上升管及下降管连通。
[0006]所述的热管式废热锅炉还包括一套上升管及下降管，热管式废热锅炉与热管锅炉汽包通过上升管及下降管连通。
[0007]所述的纯氧煤气炉既可以是固定床气化炉，也可以是流化床气化炉或气流床气化炉
[0008]所述的利用焦炭制备LNG原料气的装置，其特征在于:还包括蒸汽缓冲罐和混气罐，夹锅汽包及热管锅炉汽包通过管路与蒸汽缓冲罐相通，蒸汽缓冲罐出口与混气罐入口连通，混气罐出口经鼓风机与纯氧煤气炉底部的风箱连通。
[0009]所述的原料焦炭既可以是经过筛分的焦炭颗粒，也可是焦炭、煤粉或煤泥按一定比例混合而成的混合物。
[0010]本实用新型的工作原理及优点是:设置依次连通的纯氧煤气炉、旋风除尘器、热管式废热锅炉、洗气塔、水封式排污器、湿式电除尘器;来自于界区外的焦炭经筛分计量后由所述纯氧煤气炉顶部的入料口装入炉内；自所述湿式电除尘器出口流出的制备气可送至界区外进行后续加工。所述纯氧煤气炉的水冷壁与夹锅汽包通过上升管及下降管连通。所述热管式废热锅炉与热管锅炉汽包通过上升管及下降管连通。设置蒸汽缓冲罐和混气罐，夹锅汽包及热管锅炉汽包所产蒸汽通过管路汇合后送至所述蒸汽缓冲罐内，来自界区外的过热蒸汽也通过管路送至所述蒸汽缓冲罐内；所述蒸汽缓冲罐出口与混气罐入口连通，来自界外空分装置的氧气也通过管路送至所述混气罐内；所述混气罐出口经鼓风机与纯氧煤气炉底部的风箱连通。所述纯氧煤气炉可以选用固定床气化炉，也可选用流化床气化炉或气流床气化炉;可根据具体的原料情况及制备气的要求选择。充作原料的焦炭既可以是经过筛分的焦炭颗粒，也可是焦炭、煤粉或煤泥按一定比例混合而成的混合物。因此，本实用新型运行物耗及能耗较低、煤气转化率较高、原料气成分稳定。
【附图说明】
[0011]图1为利用焦炭制备LNG原料气的装置的结构示意图。
[0012]图中标号:1-纯氧煤气炉；2-旋风除尘器;3-热管式废热锅炉;4-洗气塔;5-水封式排污器;6-湿式电除尘器;7-夹锅汽包;8-热管锅炉汽包;9-蒸汽缓冲罐；10-混气罐；11-鼓风机。
【具体实施方式】
[0013]现结合附图和实施例对本实用新型的技术方案进行进一步说明，但是本实用新型不仅限于下述的实施情形。
[0014]如图1所示，利用焦炭制备LNG原料气的装置，至少包括:纯氧煤气炉1、旋风除尘器2、热管式废热锅炉3、洗气塔4、水封式排污器5、湿式电除尘器6;纯氧煤气炉1、旋风除尘器
2、热管式废热锅炉3、洗气塔4、水封式排污器5、湿式电除尘器6依次通过输入和输出阀门管件连通;使来自于界区外的焦炭经筛分计量后由所述纯氧煤气炉I顶部的入料口装入炉内；自湿式电除尘器6出口流出的制备气送至界区外进行后续加工。
[0015]纯氧煤气炉I包括上升管及下降管，纯氧煤气炉I的水冷壁与夹锅汽包7通过上升管及下降管连通。
[0016]热管式废热锅炉3还包括一套上升管及下降管，热管式废热锅炉3与热管锅炉汽包8通过上升管及下降管连通。
[0017]纯氧煤气炉I既可以是固定床气化炉，也可以是流化床气化炉或气流床气化炉。
[0018]该装置还包括蒸汽缓冲罐9和混气罐10，夹锅汽包7及热管锅炉汽包8通过管路与蒸汽缓冲罐9相通，蒸汽缓冲罐9出口与混气罐1入口连通，混气罐10出口经鼓风机11与纯氧煤气炉I底部的风箱连通。
[0019]夹锅汽包7及热管锅炉汽包8所产蒸汽汇合后送至蒸汽缓冲罐9内，来自界区外的过热蒸汽也通过管路送至所述蒸汽缓冲罐9内；来自界外空分装置的氧气也通过管路送至所述混气罐内10;具体使用时，来自于界区外的原料焦炭经过筛分计量，自动定时定量的由纯氧煤气炉I顶部加入炉中。来自外管网的过热蒸汽减压后与装置内自产蒸汽进入蒸汽缓冲罐9内均匀混合，混合后压力位0.1MPa，温度为260°C左右。这些混合蒸汽与来自空分装置的纯氧(浓度超过99%)经计量及比例调节后进入混气罐10内均匀混合;混合气的温度在200°c左右，混合气经鼓风机11加压后从纯氧煤气炉I底部进入炉内。在炉内的高温条件下，混合气与焦炭进行部分氧化还原反应，可连续生成一定碳/氢比的煤气。
[0020]生成的温度约为450°C的煤气自纯氧煤气炉I炉顶排出，经旋风除尘器2进行除尘后，进入热管式废热锅炉3回收高温气体余热；出热管式废热锅炉3的温度约为150°C的煤气进入洗气塔4底部，在塔中经喷淋冷却洗剂，将其冷却到40 °C，冷却后的煤气出洗气塔4后进入水封式排污器5内，将其中夹带的粉尘和焦油等过滤分离出来;较为清洁的煤气再进入湿式电除尘器10内进一步过滤净化，净化后的煤气即可送入外管网进行下一步的加工利用。
[0021]焦炭在纯氧煤气炉I内反应过程中会产生大量的热量，在纯氧煤气炉I的中间段设置水冷壁;夹锅汽包7与水冷壁通过上升管及下降管连通，吸收反应热并副产过热蒸汽。热管锅炉汽包8与热管废热锅炉通过上升管及下降管连通吸收高温煤气余热并副产过热蒸汽。这两部分自产的过热蒸汽经管路汇合后最终产出压力0.15MPa、温度260°C的过热蒸汽。
[0022]在实际的装置选型时，纯氧煤气炉I既可以选用固定床气化炉，也可选用流化床气化炉或气流床气化炉;具体可根据实际原料情况及对生成煤气成分的要求来灵活选择。
[0023]除了以焦炭为原料外，还可以利用焦炭与煤粉、或煤泥的混合物、煤粉煤泥等为原料，利用此装置来制备煤气;利用不同的原料制备出的煤气成分及碳/氢比略有不同，煤气的生成率也略有不同，可根据实际情况灵活选择。
[0024]本实用新型以焦炭为原料制成的混合煤气具有较稳定的碳/氢比，非常适合充当制备液化天然气的原料气;在装置运行过程充分回收利用反应热及余热，生产的过热蒸汽充当了转化反应的辅料从而降低装置的运行成本及原料成本。
[0025]本实用新型以焦炭为原料制成的混合煤气不仅可以用来制造液化天然气，还可以用来制造甲醇、硫酸氨等化工原料;从而使此装置具有更加广泛的应用范围、也为焦化生产企业带来更加灵活的选择，从而创造出更高的经济效益。
[0026]本实施例没有详细叙述的部件和结构属本行业的公知部件和常用结构或常用手段，这里不一一叙述。
【主权项】
1.一种利用焦炭制备LNG原料气的装置，至少包括:纯氧煤气炉(1)、旋风除尘器(2)、热管式废热锅炉(3)、洗气塔(4)、水封式排污器(5)、湿式电除尘器(6);纯氧煤气炉(1)、旋风除尘器(2)、热管式废热锅炉(3)、洗气塔(4)、水封式排污器(5)、湿式电除尘器(6)依次通过输入和输出阀门管件连通;原料焦炭经筛分计量后由所述纯氧煤气炉(I)顶部的入料口装入炉内；自湿式电除尘器(6)出口流出的制备气送至界区外进行后续加工。2.根据权利要求1所述的利用焦炭制备LNG原料气的装置，其特征在于:所述的纯氧煤气炉(I)包括上升管及下降管，纯氧煤气炉(I)的水冷壁与夹锅汽包(7)通过上升管及下降管连通。3.根据权利要求1所述的利用焦炭制备LNG原料气的装置，其特征在于:所述的热管式废热锅炉(3)还包括一套上升管及下降管，热管式废热锅炉(3)与热管锅炉汽包(8)通过上升管及下降管连通。4.根据权利要求1所述的利用焦炭制备LNG原料气的装置，其特征在于:所述的纯氧煤气炉(I)是固定床气化炉、流化床气化炉或气流床气化炉。5.根据权利要求1所述的利用焦炭制备LNG原料气的装置，其特征在于:还包括蒸汽缓冲罐(9)和混气罐(10)，夹锅汽包(7)及热管锅炉汽包(8)通过管路与蒸汽缓冲罐(9)相通，蒸汽缓冲罐(9 )出口与混气罐(1 )入口连通，混气罐(1 )出口经鼓风机(11)与纯氧煤气炉(I)底部的风箱连通。
【文档编号】C10J3/72GK205710607SQ201620192399
【公开日】2016年11月23日
【申请日】2016年3月14日
【发明人】姜乃斌, 于民, 黄宏龙, 张方, 刘恩东, 张乐
【申请人】西安华江环保科技股份有限公司
【专利摘要】本实用新型涉及一种利用焦炭制备LNG原料气的装置，设置依次连通的纯氧煤气炉、旋风除尘器、热管式废热锅炉、洗气塔、水封式排污器、湿式电除尘器；所述纯氧煤气炉的水冷壁与夹锅汽包通过上升管及下降管连通；所述热管式废热锅炉与热管锅炉汽包通过上升管及下降管连通；设置蒸汽缓冲罐，夹锅汽包及热管锅炉汽包所产蒸汽通过管路汇合后送至所述蒸汽缓冲罐内，来自界区外的过热蒸汽也通过管路送至所述蒸汽缓冲罐内；蒸汽缓冲罐出口与混合罐入口连通，来自界外空分装置的氧气也通过管路送至所述混合罐内；混合罐出口经鼓风机与纯氧煤气炉底部的风箱连通。利用此装置，用焦炭为原料制备一定碳/氢比的煤气，制成的煤气能用作生产液化天然气的原料气。
【专利说明】
一种利用焦炭制备LNG原料气的装置
技术领域
[0001]本实用新型属于利用焦炉煤气及水煤气制液化天然气(LNG)的技术领域，具体涉及一种利用焦炭制备LNG原料气的装置。
【背景技术】
[0002]随着世界各国环保意识的提高，天然气作为清洁能源越来越受青睐;在我国天然气的用量及在能源供应中的比例迅速增加。随着天然气用量的增长及应用范围的扩大，天然气供需的缺口也越来越大。除了增加开采量以外，以其它化石能源或转化物为原料制备天然气，进而转化为压缩天然气(CNG)及液化天然气(LNG)就显得意义重大了。我国是煤炭资源大国，也是焦炭生产大国；而焦炭产量处于供大于求的状况，焦炭生产利润也比较低。以富余的焦炭为原料制备原料气，再加工转化为天然气技术的开发与应用，不仅可以加大天然气的产量、解决供需矛盾、调整我国能源产业结构;更能够为焦化行业开拓出一条新的发展道路，提高焦化行业的经济效益。因此研发设计出一种利用焦炭制备LNG原料气的装置就不仅具有很高的经济意义，更具有长远的社会效益。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的在于提供一种装置运行物耗及能耗较低、煤气转化率较高、原料气成分稳定的利用焦炭制备LNG原料气的装置。
[0004]为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案为:一种利用焦炭制备LNG原料气的装置，至少包括:纯氧煤气炉、旋风除尘器、热管式废热锅炉、洗气塔、水封式排污器、湿式电除尘器;纯氧煤气炉、旋风除尘器、热管式废热锅炉、洗气塔、水封式排污器、湿式电除尘器依次通过输入和输出阀门管件连通;原料焦炭经筛分计量后由所述纯氧煤气炉顶部的入料口装入炉内；自湿式电除尘器出口流出的制备气送至界区外进行后续加工。
[0005]所述的纯氧煤气炉包括上升管及下降管，纯氧煤气炉的水冷壁与夹锅汽包通过上升管及下降管连通。
[0006]所述的热管式废热锅炉还包括一套上升管及下降管，热管式废热锅炉与热管锅炉汽包通过上升管及下降管连通。
[0007]所述的纯氧煤气炉既可以是固定床气化炉，也可以是流化床气化炉或气流床气化炉
[0008]所述的利用焦炭制备LNG原料气的装置，其特征在于:还包括蒸汽缓冲罐和混气罐，夹锅汽包及热管锅炉汽包通过管路与蒸汽缓冲罐相通，蒸汽缓冲罐出口与混气罐入口连通，混气罐出口经鼓风机与纯氧煤气炉底部的风箱连通。
[0009]所述的原料焦炭既可以是经过筛分的焦炭颗粒，也可是焦炭、煤粉或煤泥按一定比例混合而成的混合物。
[0010]本实用新型的工作原理及优点是:设置依次连通的纯氧煤气炉、旋风除尘器、热管式废热锅炉、洗气塔、水封式排污器、湿式电除尘器;来自于界区外的焦炭经筛分计量后由所述纯氧煤气炉顶部的入料口装入炉内；自所述湿式电除尘器出口流出的制备气可送至界区外进行后续加工。所述纯氧煤气炉的水冷壁与夹锅汽包通过上升管及下降管连通。所述热管式废热锅炉与热管锅炉汽包通过上升管及下降管连通。设置蒸汽缓冲罐和混气罐，夹锅汽包及热管锅炉汽包所产蒸汽通过管路汇合后送至所述蒸汽缓冲罐内，来自界区外的过热蒸汽也通过管路送至所述蒸汽缓冲罐内；所述蒸汽缓冲罐出口与混气罐入口连通，来自界外空分装置的氧气也通过管路送至所述混气罐内；所述混气罐出口经鼓风机与纯氧煤气炉底部的风箱连通。所述纯氧煤气炉可以选用固定床气化炉，也可选用流化床气化炉或气流床气化炉;可根据具体的原料情况及制备气的要求选择。充作原料的焦炭既可以是经过筛分的焦炭颗粒，也可是焦炭、煤粉或煤泥按一定比例混合而成的混合物。因此，本实用新型运行物耗及能耗较低、煤气转化率较高、原料气成分稳定。
【附图说明】
[0011]图1为利用焦炭制备LNG原料气的装置的结构示意图。
[0012]图中标号:1-纯氧煤气炉；2-旋风除尘器;3-热管式废热锅炉;4-洗气塔;5-水封式排污器;6-湿式电除尘器;7-夹锅汽包;8-热管锅炉汽包;9-蒸汽缓冲罐；10-混气罐；11-鼓风机。
【具体实施方式】
[0013]现结合附图和实施例对本实用新型的技术方案进行进一步说明，但是本实用新型不仅限于下述的实施情形。
[0014]如图1所示，利用焦炭制备LNG原料气的装置，至少包括:纯氧煤气炉1、旋风除尘器2、热管式废热锅炉3、洗气塔4、水封式排污器5、湿式电除尘器6;纯氧煤气炉1、旋风除尘器
2、热管式废热锅炉3、洗气塔4、水封式排污器5、湿式电除尘器6依次通过输入和输出阀门管件连通;使来自于界区外的焦炭经筛分计量后由所述纯氧煤气炉I顶部的入料口装入炉内；自湿式电除尘器6出口流出的制备气送至界区外进行后续加工。
[0015]纯氧煤气炉I包括上升管及下降管，纯氧煤气炉I的水冷壁与夹锅汽包7通过上升管及下降管连通。
[0016]热管式废热锅炉3还包括一套上升管及下降管，热管式废热锅炉3与热管锅炉汽包8通过上升管及下降管连通。
[0017]纯氧煤气炉I既可以是固定床气化炉，也可以是流化床气化炉或气流床气化炉。
[0018]该装置还包括蒸汽缓冲罐9和混气罐10，夹锅汽包7及热管锅炉汽包8通过管路与蒸汽缓冲罐9相通，蒸汽缓冲罐9出口与混气罐1入口连通，混气罐10出口经鼓风机11与纯氧煤气炉I底部的风箱连通。
[0019]夹锅汽包7及热管锅炉汽包8所产蒸汽汇合后送至蒸汽缓冲罐9内，来自界区外的过热蒸汽也通过管路送至所述蒸汽缓冲罐9内；来自界外空分装置的氧气也通过管路送至所述混气罐内10;具体使用时，来自于界区外的原料焦炭经过筛分计量，自动定时定量的由纯氧煤气炉I顶部加入炉中。来自外管网的过热蒸汽减压后与装置内自产蒸汽进入蒸汽缓冲罐9内均匀混合，混合后压力位0.1MPa，温度为260°C左右。这些混合蒸汽与来自空分装置的纯氧(浓度超过99%)经计量及比例调节后进入混气罐10内均匀混合;混合气的温度在200°c左右，混合气经鼓风机11加压后从纯氧煤气炉I底部进入炉内。在炉内的高温条件下，混合气与焦炭进行部分氧化还原反应，可连续生成一定碳/氢比的煤气。
[0020]生成的温度约为450°C的煤气自纯氧煤气炉I炉顶排出，经旋风除尘器2进行除尘后，进入热管式废热锅炉3回收高温气体余热；出热管式废热锅炉3的温度约为150°C的煤气进入洗气塔4底部，在塔中经喷淋冷却洗剂，将其冷却到40 °C，冷却后的煤气出洗气塔4后进入水封式排污器5内，将其中夹带的粉尘和焦油等过滤分离出来;较为清洁的煤气再进入湿式电除尘器10内进一步过滤净化，净化后的煤气即可送入外管网进行下一步的加工利用。
[0021]焦炭在纯氧煤气炉I内反应过程中会产生大量的热量，在纯氧煤气炉I的中间段设置水冷壁;夹锅汽包7与水冷壁通过上升管及下降管连通，吸收反应热并副产过热蒸汽。热管锅炉汽包8与热管废热锅炉通过上升管及下降管连通吸收高温煤气余热并副产过热蒸汽。这两部分自产的过热蒸汽经管路汇合后最终产出压力0.15MPa、温度260°C的过热蒸汽。
[0022]在实际的装置选型时，纯氧煤气炉I既可以选用固定床气化炉，也可选用流化床气化炉或气流床气化炉;具体可根据实际原料情况及对生成煤气成分的要求来灵活选择。
[0023]除了以焦炭为原料外，还可以利用焦炭与煤粉、或煤泥的混合物、煤粉煤泥等为原料，利用此装置来制备煤气;利用不同的原料制备出的煤气成分及碳/氢比略有不同，煤气的生成率也略有不同，可根据实际情况灵活选择。
[0024]本实用新型以焦炭为原料制成的混合煤气具有较稳定的碳/氢比，非常适合充当制备液化天然气的原料气;在装置运行过程充分回收利用反应热及余热，生产的过热蒸汽充当了转化反应的辅料从而降低装置的运行成本及原料成本。
[0025]本实用新型以焦炭为原料制成的混合煤气不仅可以用来制造液化天然气，还可以用来制造甲醇、硫酸氨等化工原料;从而使此装置具有更加广泛的应用范围、也为焦化生产企业带来更加灵活的选择，从而创造出更高的经济效益。
[0026]本实施例没有详细叙述的部件和结构属本行业的公知部件和常用结构或常用手段，这里不一一叙述。
【主权项】
1.一种利用焦炭制备LNG原料气的装置，至少包括:纯氧煤气炉(1)、旋风除尘器(2)、热管式废热锅炉(3)、洗气塔(4)、水封式排污器(5)、湿式电除尘器(6);纯氧煤气炉(1)、旋风除尘器(2)、热管式废热锅炉(3)、洗气塔(4)、水封式排污器(5)、湿式电除尘器(6)依次通过输入和输出阀门管件连通;原料焦炭经筛分计量后由所述纯氧煤气炉(I)顶部的入料口装入炉内；自湿式电除尘器(6)出口流出的制备气送至界区外进行后续加工。2.根据权利要求1所述的利用焦炭制备LNG原料气的装置，其特征在于:所述的纯氧煤气炉(I)包括上升管及下降管，纯氧煤气炉(I)的水冷壁与夹锅汽包(7)通过上升管及下降管连通。3.根据权利要求1所述的利用焦炭制备LNG原料气的装置，其特征在于:所述的热管式废热锅炉(3)还包括一套上升管及下降管，热管式废热锅炉(3)与热管锅炉汽包(8)通过上升管及下降管连通。4.根据权利要求1所述的利用焦炭制备LNG原料气的装置，其特征在于:所述的纯氧煤气炉(I)是固定床气化炉、流化床气化炉或气流床气化炉。5.根据权利要求1所述的利用焦炭制备LNG原料气的装置，其特征在于:还包括蒸汽缓冲罐(9)和混气罐(10)，夹锅汽包(7)及热管锅炉汽包(8)通过管路与蒸汽缓冲罐(9)相通，蒸汽缓冲罐(9 )出口与混气罐(1 )入口连通，混气罐(1 )出口经鼓风机(11)与纯氧煤气炉(I)底部的风箱连通。
【文档编号】C10J3/72GK205710607SQ201620192399
【公开日】2016年11月23日
【申请日】2016年3月14日
【发明人】姜乃斌, 于民, 黄宏龙, 张方, 刘恩东, 张乐
【申请人】西安华江环保科技股份有限公司
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