在一个实施例中，转化反应器112的下游还可包括低温气体冷却，在该低温气体冷却中，回收低级别的能量(主要是在加热循环至洗涤器的冷凝剂和低压蒸汽产生的方面)。在现有技术中，转化反应器112可要求蒸汽输入，因为离开通常的洗涤器的气体并不满足转化所需的蒸汽与干燥气体的比例。根据本发明的实施例，因为离开合成气制备部分102的合成气的蒸汽与干燥气体的比例具有所需的比例。因此，即使存在输入，转化反应器112也不包括蒸汽输入或不接收蒸汽。有利地，转化反应器112不具有在现有技术中能量被回收并最终损失的蒸汽。
[0021]转化反应器112的输出联接到酸性气体去除器120上，以消除或减少合成气中的硫。然后，将合成气输送到以下参照图2更详细地描述的甲烷化工艺202。
[0022]图2显示了联合的甲烷化和动力岛蒸汽涡轮机工艺系统200(联合系统)的示例。联合系统200包括互连的甲烷化部分202和动力岛部分204。甲烷化部分202和动力岛部分也与气化部分102和转化/低温气体冷却部分112集成。在现有技术中，甲烷化部分不互联到或联接到气化部分或具备蒸汽涡轮机的动力岛部分。在一个实施例中，甲烷化部分202包括低压过热器206、第一高压节热器208以及第二高压节热器210，这些不包括在现有的甲烷化部分中。系统200还可包括在现有技术的甲烷化部分中不包括的高压过热器236。
[0023]甲烷化部分202在预热器212接收具有大约3的!12与CO的比例的合成气。预热器212例如从酸性气体去除器120 (图1)接收合成气。预热器212将合成气加热至第一甲烷化反应器214所需的标准温度。像常规的甲烷化工艺那样，第一甲烷化反应器214的输出被输送至第二甲烷化反应器216，第二甲烷反应器216的输出被输送至第三甲烷化反应器218。第三甲烷化反应器218的输出被输送至闪蒸罐220，在该闪蒸罐中，将甲烷化工艺中产生的天然气产物(甲烷)与处理冷凝剂分离。天然气产物经由箭头222所标出的输出而输出。在一个实施例中，该处理冷凝剂经由冷凝剂输出箭头224所标出的输出而输出。在一个实施例中，向转化反应器112(图1)的低温气体冷却部分的KO罐提供处理冷凝剂。
[0024]本发明的实施例致力于将甲烷化工艺与具备蒸汽涡轮机的动力岛部分204集成，以创建联合的工艺200。在一些实施例中，与标准的甲烷化工艺相比，该联接可允许提高热回收。
[0025]在一个实施例中，蒸汽涡轮机部分204包括高压蒸汽涡轮机230。高压蒸汽涡轮机230的蒸汽输出联接到中压蒸汽涡轮机232的输入上。类似地，中压蒸汽涡轮机232的蒸汽输出联接到低压蒸汽涡轮机234的输入上。
[0026]在一个实施例中，高压蒸汽涡轮机230从联接到第一甲烷化反应器214的输出上的高压过热器236接收过热的高压蒸汽。来自第一甲烷化反应器214的反应产物的热被用来使高压过热器236中的来自联合的RSC 105 (图1)的高压蒸汽过热。在一个实施例中，在由循环处理器238处理之后，来自第一甲烷化反应器214的反应产物的一部分被反馈至第一甲烷化反应器214。
[0027]来自第一甲烷化反应器214的反应产物的另一部分被供给至第二甲烷化反应器216的输入。第二甲烷化反应器216的输出产物被供给至第三甲烷化反应器218的输入。
[0028]在一个实施例中，来自第二甲烷化反应器216的输出产物的能量用以使在转化/LTGC部分112 (图1)中产生的低压蒸汽在联接到第二甲烷化反应器216的输出上的低压过热器206中过热。低压过热器206使低压蒸汽过热，并向低压蒸汽涡轮机234的输入提供过热的低压蒸汽。第二甲烷化反应器218的输出产物也作为热源而被供给至第二高压节热器208。第二高压节热器208加热用于RSC 118(图1)的高压锅炉供给的水。第一高压节热器210联接到第三甲烷化反应器218上，使得来自第三甲烷化反应器218的输出产物加热从动力岛蒸汽涡轮机组204接收的高压锅炉给水。尤其是，将水从输出泵250泵至第一高压节热器210，在第一高压节热器210中，水被来自第三甲烷化反应器218的输出产物加热。
[0029]如上所述，本发明的一个实施例致力于将甲烷化工艺与动力岛蒸汽涡轮机组集成，以及与气化工艺(图1)集成。例如，在一个实施例中，这可以通过在低压过热器206中使低压蒸汽过热并向低压蒸汽涡轮机234提供由此产生的蒸汽而实现。来自脱气器256的脱气的水被提供至第一高压节热器210，在第一高压节热器210中，水被第三甲烷化反应器218的输出产物加热。然后，热水被提供至第二高压节热器208，在第二高压节热器208中，水被第二甲烷化反应器216的输出产物加热。在高压给水处向RSC 105 (图1)提供热水。来自LP泵262的LP锅炉给水被提供至转化/低温气体冷却部分112，以用于LP蒸汽的产生。在上述方式中，气化工艺、甲烷化工艺以及蒸汽涡轮机彼此集成。这可有利地从集成工艺中提供增加的能量回收。
[0030]再次参照图2，蒸汽涡轮机204可包括后处理部分252。后处理部分252处理水和蒸汽，以制备用在集成系统的其他部分中的水。在一个实施例中，后处理部分252包括冷凝器254、脱气器256、中压节热器258以及多个泵。冷凝器254联接到低压汽涡轮机234和中压节热器258的蒸汽输出上。蒸汽冷凝剂的形式的冷凝器的输出被提供至转化反应器/低温气体冷却部分112(图1)，以回收低级别的能量。来自该部分的蒸汽冷凝剂被第一泵260泵至脱气器256。脱气器256还可接收闪蒸箱蒸汽、从低压蒸汽涡轮机234提取的低压蒸汽以及来自气化的处理冷凝剂(如图1所示)。脱气器256产生排出蒸汽和脱气的水，通过第二泵262将其泵至低压锅炉以用于气化给水。通过第三泵264将第二泵的输出泵至用于气化的中压给水补偿，并泵至中压节热器258。
[0031]虽然仅结合有限数量的实施例而详细地描述了本发明，但是应该容易理解本发明并不限于这些公开的实施例。相反，可将本发明修改，以接合迄今为止未描述的任何数量的变型、变更、替换或等同布置，但这些与本发明的要旨和范围相称。此外，虽然已描述了本发明的各种实施例，但可以理解本发明的方面可以仅包括其中一些所描述的实施例。因此，本发明不应被视为由上述描述限制，而仅由所附的权利要求的范围限制。
【主权项】
1.一种联合的气化、甲烷化以及具备蒸汽涡轮机的动力岛的系统，该系统包括: 甲烷化部分，所述甲烷化部分包括: 第一甲烷化反应器，具有配置成接收合成气体的输入和输出； 第二甲烷化反应器，具有联接到所述第一甲烷化反应器的输出上的输入和输出； 第三甲烷化反应器，具有联接到所述第二甲烷化反应器的输出上的输入和输出；以及 低压过热器，联接在所述第二反应器和所述第三反应器之间，加热低压蒸汽； 蒸汽涡轮机部分，所述蒸汽涡轮机部分包括: 低压蒸汽涡轮机，具有联接到所述低压过热器的输出上的输入； 后处理部分，其处理水和蒸汽，以制备用在所述系统的其它部分中的水。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述甲烷化部分还包括: 联接到所述第三甲烷化反应器的输出上的闪蒸罐、 联接在所述第三甲烷化反应器和所述闪蒸罐之间的第一高压节热器。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述甲烷化部分还包括: 联接在所述第二甲烷化反应器和所述第三甲烷化反应器之间的第二高压节热器。4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述第一高压节热器接收来自所述蒸汽涡轮机部分的锅炉给水。5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述第二高压节热器从所述第一高压节热器接收热水，并向高压锅炉提供热水，以供给辐射合成气冷却器。6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述蒸汽涡轮机部分还包括高压蒸汽涡轮机， 所述甲烷化部分还包括联接在所述第一甲烷化反应器和所述第二甲烷化反应器之间的高压过热器，所述高压过热器接收高压蒸汽，使蒸汽过热并向所述高压蒸汽涡轮机提供蒸汽。7.一种发电厂，包括: 甲烷化部分，所述甲烷化部分包括: 第一甲烷化反应器，具有配置成接收合成气体的输入和输出； 第二甲烷化反应器，具有联接到所述第一甲烷化反应器的输出上的输入和输出； 第三甲烷化反应器，具有联接到所述第二甲烷化反应器的输出上的输入和输出；以及 低压过热器，联接在所述第二反应器和所述第三反应器之间，加热低压蒸汽； 蒸汽涡轮机部分，所述蒸汽涡轮机部分包括: 低压蒸汽涡轮机，具有联接到所述低压过热器的输出上的输入； 后处理部分，其处理水和蒸汽，以制备用在所述系统的其它部分中的水。8.根据权利要求7所述的发电厂，其特征在于，所述甲烷化部分还包括: 联接到所述第三甲烷化反应器的输出上的闪蒸罐、 联接在所述第三甲烷化反应器和所述闪蒸罐之间的第一高压节热器。9.根据权利要求8所述的发电厂，其特征在于，所述甲烷化部分还包括: 联接在所述第二甲烷化反应器和所述第三甲烷化反应器之间的第二高压节热器。10.根据权利要求9所述的发电厂，其特征在于，所述第一高压节热器接收来自所述蒸汽涡轮机部分的锅炉给水。11.根据权利要求10所述的发电厂，其特征在于，所述第二高压节热器从所述第一高压节热器接收热水，并向高压锅炉提供热水，以供给辐射合成气冷却器。12.根据权利要求7所述的发电厂，其特征在于，所述蒸汽涡轮机部分还包括高压蒸汽涡轮机， 所述甲烷化部分还包括联接在所述第一甲烷化反应器和所述第二甲烷化反应器之间的高压过热器，所述高压过热器接收高压蒸汽，使蒸汽过热并向所述高压蒸汽涡轮机提供蒸汽。
【专利摘要】本发明涉及煤气化和甲烷化反应工艺中的热集成。具体而言，本发明涉及一种联合的气化、甲烷化以及动力岛蒸汽涡轮机的系统(100)。该系统包括甲烷化部分(202)和蒸汽涡轮机部分(204)。甲烷化部分包括新的热回收设计和用于获得所需的蒸汽与干燥气体的比例为1.1~2.2的相关控制。该甲烷化部分包括第一甲烷化反应器(214)、第二甲烷化反应器(216)、第三甲烷化反应器(218)以及与高压过热器、低压过热器、HP节热器集成的相关热回收。动力岛蒸汽涡轮机包括联接到甲烷化工艺中的过热器的输出上的输入。
【IPC分类】F01K11/02, C10J3/00, C10L3/08
【公开号】CN104910985
【申请号】CN201510272942
【发明人】S.K.博马雷迪, K.苏布拉曼彦, J.M.斯托里, J.S.卡斯曼, K.R.伊梅
【申请人】通用电气公司
【公开日】2015年9月16日
【申请日】2010年1月6日
【公告号】CA2689188A1, CA2689188C, CN101885994A, EP2390474A1, US8024930, US20100170247