一种节能煤制天然气的工艺的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于环保能源技术领域，具体涉及一种节能煤制天然气的工艺。
【背景技术】
[0002]中国天然气消费量近年来呈快速增长态势，2008年国内天然气表观消费量达到789亿Nm3。天然气消费结构也在不断优化，城市燃气和发电用气明显增加，工业燃料和化工原料用气逐步减少。2020年前中国天然气消费缺口将达到1075?1765亿Nm3/a。在国内天然气供应紧张和国际油价、天然气价格连续上涨情况下，国内许多公司将目光转向用煤生产天然气的项目。2013年以来，国家发改委加快了对煤制天然气的审批速度，陆续有17个煤制气项目获国家发改委“路条”，项目分布于新疆、内蒙古、山西和安徽，总产能超过700亿方/年，总投资粗略估计超过4000亿元。截止到2014年底，将总计有接近90亿方产能煤制气项目收尾、接近投产状态。加上2013年投产的大唐克旗一期13.3亿方煤制气项目和新疆庆华13.75亿方煤制气项目，估算到2014年底，中国煤制天然气的供应产能将有望“冲刺” 100亿立方。
[0003]煤制天然气是指煤经过气化产生合成气，再经过甲烷化反应，生产合成天然气(SNG)。煤制天然气典型流程包括:备煤、空分、气化、废水处理、变换、净化、硫回收、甲烷化、加压、SNG干燥、SNG输送等。煤制SNG可以高效清洁地利用我国较为丰富的煤炭资源，尤其是劣质煤炭，来生产国内能源短缺的天然气，然后并入现有的天然气长输管网；再利用已有的天然气管道和NGCC电厂。煤制天然气总体发展持部分肯定态度，但是其过程能效不高，低温余热没有得到有效的利用，最终大部分都以低温热水的形式排放掉，这样造成了能量的大量浪费，充分利用这些余热资源是煤制天然气企业节能的主要内容之一。
[0004]低温余热是指温度低于200°C的烟气及低于100°C的液体。其回收方式各种各样，但总体分为热回收和动力回收两大类，其中热回收是指直接利用热能，动力回收是指转换为动力或电力再用。与此同时，煤制气工艺过程中有很多的单元过程需要对物料或者产品进行冷却，需要大量不同品味的冷量。目前，制取这些冷量多采用机械压缩制冷的方式，从而耗费了大量尚品质的电能。
【发明内容】
[0005]为了解决以上现有技术的缺点和不足之处，本发明的目的在于提供一种节能煤制天然气的工艺。该工艺在增加能量的利用效率的同时，还可以减少循环水的消耗。
[0006]本发明目的通过以下技术方案实现:
[0007]一种节能煤制天然气的工艺，包括煤气化、变换、低温甲醇洗和甲烷化工序，低温甲醇洗和甲烷化工序之间设置吸收式制冷工序，所述吸收式制冷工序以甲烷化工序中产生的低温余热进行驱动制冷，为低温甲醇洗工序提供冷量。
[0008]所述的低温余热是指热烟气或热废水。
[0009]所述吸收式制冷工序是指氨吸收式制冷与溴化锂吸收式制冷相结合的制冷工序。
[0010]所述氨吸收式制冷与溴化锂吸收式制冷相结合的制冷工序包括以下过程:
[0011](I)浓氨水溶液于氨水溶液精馏塔中下部进入，塔底得到稀氨水，塔顶得到氨气，塔底再沸器热源为甲烷化工艺中产生的低温余热，塔顶氨气冷凝器热阱为溴化锂吸收式制冷制取的冷冻水；塔顶氨气在氨气冷凝器被冷凝后，经氨水节流阀减压产生液氨冷剂，液氨冷剂经过冷器再次降温后进入低温甲醇洗工艺中的氨冷器中蒸发制冷，为低温甲醇洗工序提供冷量，冷剂蒸汽进入过冷器中，进一步冷却减压后的液氨冷剂，然后进入冷剂氨气吸收器；塔底稀氨水溶液通过氨水溶液换热器降温，再经氨水溶液减压阀减压后，进入冷剂氨气吸收器吸收冷剂蒸汽得到浓氨水，冷剂氨气吸收器采用来自塔顶氨气冷凝器热阱中的冷冻水冷却，冷剂氨气吸收器中的浓氨水经氨水溶液循环泵加压，在氨水溶液换热器中升温后，进入氨水溶液精馏塔中下部进行循环；
[0012](2)溴化锂稀溶液进入溴化锂溶液发生器，溴化锂溶液发生器热源由来自氨水溶液精馏塔底再沸器的低温余热序贯驱动，产生的水蒸汽由来自低温甲醇洗工序的循环冷却水冷凝，后经节流阀减压，形成低温冷剂水后送至蒸发器蒸发，制取冷冻水，该冷冻水首先送至氨吸收式制冷工序中的氨气冷凝器和冷剂氨气吸收器作为冷源，然后进入低温甲醇洗工序中用来冷却循环甲醇；蒸发后的冷剂水蒸汽进入冷剂水蒸汽吸收器进行吸收，吸收操作温度由循环冷却水控制；溴化锂溶液发生器塔底浓溶液经溴化锂溶液减压阀、再经溴化锂溶液换热器，进入冷剂水蒸汽吸收器吸收来自蒸发器的冷剂水蒸汽，生成溴化锂稀溶液，溴化锂稀溶液经溴化锂溶液换热器升温后，泵送回溴化锂溶液发生器进行循环。
[0013]本发明的工艺具有如下优点及有益效果:
[0014]本发明将吸收式制冷技术应用于煤制天然气过程，实现将甲烷化过程中的低温余热进行利用，用于低温甲醇洗工艺过程中，代替部分压缩式制冷和循环水的使用，提高了能量利用效率，减少了循环水的使用，显著降低了煤制天然气的生产成本。
【附图说明】
[0015]图1为本发明实施例1的工艺流程图；
[0016]图2为本发明实施例1的制冷工序涉及的装置结构不意图；
[0017]图中标记说明如下:1-氨水溶液精馏塔，2-氨气冷凝器，3-过冷器，4-氨水溶液储罐，5-氨水溶液换热器，6-氨水溶液减压阀，7-冷剂氨气吸收器，8-氨水溶液循环泵，9-溴化锂溶液发生器，10-水蒸汽冷凝器，11-水节流阀，12-水蒸发器，13-冷剂水蒸汽吸收器，14-溴化锂溶液储罐，15-溴化锂溶液换热器，16-溴化锂溶液减压阀，17-溴化锂溶液泵。
【具体实施方式】
[0018]下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
[0019]实施例1
[0020]本实施例的一种节能煤制天然气的工艺，其工艺流程图如图1所示，包括煤气化、变换、低温甲醇洗和甲烷化工序，低温甲醇洗和甲烷化工序之间设置氨吸收式制冷与溴化锂吸收式制冷相结合的制冷工序，该制冷工序以甲烷化工序中产生的低温余热进行驱动制冷，为低温甲醇洗工序提供冷量；本实施例的制冷工序涉及的装置结构示意图