專(zhuān)利名稱(chēng)：一種調(diào)節(jié)合成氣h/c比值的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種調(diào)節(jié)氣體成分的裝置，具體涉及一種用于調(diào)節(jié)甲烷化工藝中合成氣的Η/c比值的裝置。
背景技術(shù)：
我國(guó)能源格局的特點(diǎn)是“富煤貧油少氣”，加之我國(guó)天然氣的供需矛盾日益突出，容易在天然氣能源領(lǐng)域受制于國(guó)際上的富氣國(guó)家，關(guān)乎百姓民生也關(guān)乎國(guó)家能源戰(zhàn)略安全。目前，煤的轉(zhuǎn)化、Cl轉(zhuǎn)化等在國(guó)際上的影響力逐漸增大，應(yīng)當(dāng)借助這些領(lǐng)域的研究發(fā)展，多渠道、多方式地?cái)U(kuò)大資源供給，以滿(mǎn)足日益增長(zhǎng)的市場(chǎng)需求。褐煤是一種高揮發(fā)份、高水分、高灰分、低熱值、低灰熔點(diǎn)的煤炭，具有易自燃、不適合長(zhǎng)期儲(chǔ)存和長(zhǎng)距離運(yùn)輸?shù)奶匦?，因此長(zhǎng)期以來(lái)被視作劣質(zhì)燃料，開(kāi)發(fā)利用程度低。但是，結(jié)合褐煤的成分特點(diǎn)，若以褐煤為原料通過(guò)甲烷化反應(yīng)生產(chǎn)合成天然氣，可由絕大多數(shù)煤化工企業(yè)通過(guò)管道輸送并經(jīng)調(diào)壓配氣后進(jìn)行工業(yè)化和民用，這不僅符合煤炭清潔利用的發(fā)展方向，同時(shí)也是保證天然氣供應(yīng)的有效補(bǔ)充。當(dāng)今甲烷化技術(shù)比較成熟的地區(qū)主要在歐美國(guó)家，而國(guó)內(nèi)的甲烷化技術(shù)仍基本處于整體引進(jìn)工藝包的階段。國(guó)外甲烷化技術(shù)中的技術(shù)難點(diǎn)之一，是對(duì)甲烷化反應(yīng)的原料氣(即合成氣)的Η/C比例要求極其嚴(yán)格。例如，某些工藝嚴(yán)格要求合成氣的Η/C在(2.97^3.06) %的范圍之內(nèi)，即操作彈性?xún)H為0.09%，對(duì)調(diào)控精密度要求很高。
實(shí)用新型內(nèi)容因此，本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有甲烷化工藝難以對(duì)合成氣的Η/C比值加以更精密調(diào)控的技術(shù)難點(diǎn)，提供了一種調(diào)節(jié)精度高、反應(yīng)靈敏、成本低廉的調(diào)節(jié)合成氣Η/C比值的裝置。一種調(diào)節(jié)合成氣Η/C比值的裝置，所述裝置包括通過(guò)管道依次連接的粗煤氣處理單元1、相互并聯(lián)的CO變換管路2和非CO變換管路3、以及混合器4 ;所述CO變換管路2包括以管道依次連接的流量計(jì)15、CO預(yù)變換爐6和CO變換爐7 ;所述非CO變換管路3包括調(diào)節(jié)閥組5及與所述調(diào)節(jié)閥組5相并聯(lián)的副線(xiàn)手閥8 ;所述粗煤氣處理單元包括粗煤氣分離器9，所述調(diào)節(jié)閥組為相互串聯(lián)或并聯(lián)的主調(diào)節(jié)閥10和微調(diào)調(diào)節(jié)閥11。通過(guò)對(duì)主調(diào)節(jié)閥增加一個(gè)微調(diào)調(diào)節(jié)閥的方法，可以對(duì)進(jìn)行CO變換的部分粗煤氣的氣量進(jìn)行更加精確的調(diào)整，以滿(mǎn)足甲烷化反應(yīng)對(duì)Η/C比的要求。與調(diào)節(jié)閥組并聯(lián)的副線(xiàn)手閥，可以在調(diào)節(jié)閥組發(fā)生故障的時(shí)候起到應(yīng)急的作用。此外，在調(diào)節(jié)閥組的最大流量不能滿(mǎn)足生產(chǎn)要求時(shí)，可使用并聯(lián)的副線(xiàn)手閥進(jìn)行輔助調(diào)節(jié)。所述流量計(jì)15可用于提供進(jìn)行CO變換的流量信號(hào)，同時(shí)也很容易得到相應(yīng)的不進(jìn)行CO變換的氣體流量信號(hào)。根據(jù)本實(shí)用新型的裝置，其中，所述調(diào)節(jié)閥組可以為相互并聯(lián)的主調(diào)節(jié)閥10和微調(diào)調(diào)節(jié)閥11，從而實(shí)現(xiàn)串級(jí)調(diào)節(jié)控制?？梢詫⒅髡{(diào)節(jié)閥作為主調(diào)節(jié)器，微調(diào)調(diào)節(jié)閥作為副調(diào)節(jié)器，以混合器輸出的合成氣氣體成分分析信號(hào)作為主變量，以不進(jìn)行CO變換的粗煤氣流量信號(hào)作為副變量，對(duì)調(diào)節(jié)閥組進(jìn)行更加精確的串級(jí)調(diào)節(jié)控制。[0011]根據(jù)本實(shí)用新型的裝置，其中，所述主調(diào)節(jié)閥10可以為DN500調(diào)節(jié)閥，所述微調(diào)調(diào)節(jié)閥11可以為DN100調(diào)節(jié)閥。[0012]根據(jù)本實(shí)用新型的裝置，其中，所述副線(xiàn)手閥8可以為DN600手閥。[0013]根據(jù)本實(shí)用新型的裝置，其中，所述主調(diào)節(jié)閥10和/或所述微調(diào)調(diào)節(jié)閥11的兩端均連接有切斷閥12。如果主調(diào)節(jié)閥和/或微調(diào)調(diào)節(jié)閥發(fā)生故障，可以將其兩端的切斷閥關(guān)閉，這樣可較為方便地對(duì)主調(diào)節(jié)閥和/或微調(diào)調(diào)節(jié)閥進(jìn)行維修或更換。此外，與此同時(shí)還可使用副線(xiàn)手閥進(jìn)行臨時(shí)調(diào)節(jié)。[0014]根據(jù)本實(shí)用新型的裝置，其中，所述粗煤氣處理單元還包括粗煤氣洗滌器13和換熱器14，所述粗煤氣洗滌器13、粗煤氣分離器9和換熱器14通過(guò)管道依次連接。來(lái)自例如魯奇加壓氣化的粗煤氣，可以先經(jīng)過(guò)粗煤氣洗滌器和粗煤氣分離器，對(duì)粗煤氣當(dāng)中的焦油、粉塵、部分有機(jī)物等進(jìn)行洗滌分離，然后再經(jīng)過(guò)換熱器，對(duì)粗煤氣進(jìn)行降溫冷卻。[0015]根據(jù)本實(shí)用新型的裝置，其中，所述流量計(jì)15可以為FIC文丘里式流量計(jì)。[0016]根據(jù)本實(shí)用新型的裝置，其中，所述調(diào)節(jié)閥組5與所述流量計(jì)15均與調(diào)節(jié)控制器16連接。該調(diào)節(jié)控制器可以是DCS分布式控制系統(tǒng)，便于集中獲取系統(tǒng)數(shù)據(jù)、集中管理和集中控制各個(gè)回路，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化調(diào)節(jié)。[0017]本實(shí)用新型的用于調(diào)節(jié)合成氣Η/C比值的裝置具有但不限于以下有益效果:[0018]1.通過(guò)對(duì)主調(diào)節(jié)閥增加微調(diào)調(diào)節(jié)閥，可以大幅提高合成氣中Η/C比值的調(diào)節(jié)精度。例如，經(jīng)測(cè)試，在原有DN500調(diào)節(jié)閥的基礎(chǔ)上增加DN100微調(diào)調(diào)節(jié)閥后，其調(diào)節(jié)精度可至少增加6倍，為甲烷化反應(yīng)提供了更加優(yōu)良的工藝條件。[0019]2.由于調(diào)節(jié)閥組，即主調(diào)節(jié)閥和微調(diào)調(diào)節(jié)閥均屬于調(diào)節(jié)閥，通過(guò)調(diào)節(jié)控制技術(shù)可以完全實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的調(diào)節(jié)，并且調(diào)節(jié)迅速、反應(yīng)靈敏，為方便生產(chǎn)操作、提高生產(chǎn)效率提供了非常便利的條件。[0020]3.此外，本裝置還具有粗煤氣處理單元，可以對(duì)粗煤氣進(jìn)行洗滌、分離、冷卻等處理。也可以通過(guò)副線(xiàn)手閥及切斷閥等為調(diào)節(jié)閥組提供輔助調(diào)節(jié)和更加便利的維修，等等，均能夠促進(jìn)甲烷轉(zhuǎn)化效率的增加，達(dá)到增產(chǎn)和穩(wěn)定控制生產(chǎn)的目的。


[0021]以下，結(jié)合附圖來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)用新型的實(shí)施方案，其中:[0022]圖1示出了本實(shí)用新型的調(diào)節(jié)合成氣Η/C比值的裝置的一種實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖；[0023]圖2示出了本實(shí)用新型的調(diào)節(jié)合成氣Η/C比值的裝置的另一種實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。[0024]圖中:[0025]1.粗煤氣處理單元2.CO變換管路3.非CO變換管路[0026]4.混合器5.調(diào)節(jié)閥組6.CO預(yù)變換爐7.CO變換爐[0027]8.副線(xiàn)手閥9.粗煤氣分離器10.主調(diào)節(jié)閥11.微調(diào)調(diào)節(jié)閥[0028]12.切斷閥13.粗煤氣洗滌器14.換熱器15.流量計(jì)16.調(diào)節(jié)控制器
具體實(shí)施方式
下面通過(guò)具體的實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本實(shí)用新型，但是，應(yīng)當(dāng)理解為，這些實(shí)施例僅僅是用于更詳細(xì)具體地說(shuō)明之用，而不應(yīng)理解為用于以任何形式限制本實(shí)用新型。本部分對(duì)本實(shí)用新型試驗(yàn)中所使用到的材料以及試驗(yàn)方法進(jìn)行一般性的描述。雖然為實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型目的所使用的許多材料和操作方法是本領(lǐng)域公知的，但是本實(shí)用新型仍然在此作盡可能詳細(xì)描述。本領(lǐng)域技術(shù)人員清楚，在上下文中，如果未特別說(shuō)明，本實(shí)用新型所用材料和操作方法是本領(lǐng)域公知的。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
做更為詳細(xì)的說(shuō)明。圖1示出了本實(shí)用新型的調(diào)節(jié)合成氣Η/C比值的裝置的一種實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。該調(diào)節(jié)裝置包括粗煤氣處理單元1、CO變換管路2和非CO變換管路3以及混合器4，其中，CO變換管路和非CO變換管路相互并聯(lián)，同時(shí)兩端分別與粗煤氣處理單元和混合器連接。所述CO變換管路2包括依次連接的CO預(yù)變換爐6和CO變換爐7 ;所述非CO變換管路3包括調(diào)節(jié)閥組5及與所述調(diào)節(jié)閥組5相并聯(lián)的副線(xiàn)手閥8 ;所述調(diào)節(jié)閥組包括主調(diào)節(jié)閥10和微調(diào)調(diào)節(jié)閥11。粗煤氣處理單元I包括粗煤氣分離器9，用于分離粗煤氣中焦油、粉塵等雜質(zhì)。在CO變換管路中還可安裝流量計(jì)15，以提供進(jìn)行CO變換或者相應(yīng)的非CO變換的粗煤氣的流量信號(hào)。在該實(shí)施方式中，所述主調(diào)節(jié)閥10與微調(diào)調(diào)節(jié)閥11相互并聯(lián)，并且與流量計(jì)15一同與調(diào)節(jié)控制器16連接。在實(shí)際操作時(shí)，來(lái)自例如魯奇加壓氣化的粗煤氣通過(guò)包括粗煤氣分離器的粗煤氣處理單元。經(jīng)處理后的粗煤氣中，一部分進(jìn)入CO變換管路，而另一部分進(jìn)入非CO變換管路。通過(guò)將混合器輸出的合成氣成分分析信號(hào)作為主變量，以不進(jìn)行CO變換的粗煤氣的流量作為副變量，同時(shí)以主調(diào)節(jié)閥作為主調(diào)節(jié)器，以微調(diào)調(diào)節(jié)閥作為副調(diào)節(jié)器，實(shí)現(xiàn)對(duì)粗煤氣流量的串級(jí)調(diào)節(jié)控制。這樣，進(jìn)入CO變換管路的粗煤氣流量受到調(diào)節(jié)閥組中的主調(diào)節(jié)閥(例如DN500調(diào)節(jié)閥)和微調(diào)調(diào)節(jié)閥(例如DN100調(diào)節(jié)閥)的調(diào)節(jié)，先后經(jīng)CO預(yù)變換爐和CO變換爐進(jìn)行CO變換后，與來(lái)自于非CO變換管理中的粗煤氣在混合器中混合，輸出的混合氣即為用于甲烷化反應(yīng)的合成氣。通過(guò)主調(diào)節(jié)閥和微調(diào)調(diào)節(jié)閥共同進(jìn)行調(diào)節(jié)控制，可以更加精確地調(diào)節(jié)進(jìn)行CO變換的粗煤氣流量，進(jìn)而也提高了合成氣Η/C比的調(diào)節(jié)精度。利用并聯(lián)的副線(xiàn)手閥(例如DN600手閥)可以進(jìn)行輔助調(diào)節(jié)，同時(shí)可以起到應(yīng)急調(diào)節(jié)的作用。另外，在主調(diào)節(jié)閥和/或微調(diào)調(diào)節(jié)閥的兩端設(shè)置切斷閥，可以在調(diào)節(jié)閥發(fā)生故障的情況進(jìn)行切斷操作，以方便維修或更換調(diào)節(jié)閥。圖2示出了本實(shí)用新型的調(diào)節(jié)合成氣Η/C比值的裝置的另一種實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。相對(duì)于圖1的結(jié)構(gòu)，圖2中調(diào)節(jié)閥組的主調(diào)節(jié)閥和微調(diào)調(diào)節(jié)閥之間呈串聯(lián)關(guān)系。同樣，可以通過(guò)調(diào)節(jié)控制器對(duì)主調(diào)節(jié)閥和微調(diào)調(diào)節(jié)閥進(jìn)行串級(jí)調(diào)節(jié)控制，以調(diào)節(jié)進(jìn)入CO變換或非CO變換的氣體流量。粗煤氣處理單元還可以包括粗煤氣洗滌器13和換熱器14。粗煤氣依次通過(guò)粗煤氣洗滌器、粗煤氣分離器和換熱器后，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)粗煤氣的洗滌、除雜和冷卻處理，為后續(xù)操作提供更加符合要求的工藝氣。此外，通過(guò)調(diào)節(jié)控制器(例如可以為DCS分布控制系統(tǒng))對(duì)調(diào)節(jié)閥組進(jìn)行控制，可以實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)的完全自動(dòng)化，使其調(diào)節(jié)精度更高，系統(tǒng)反應(yīng)速度更快。盡管本實(shí)用新型已進(jìn)行了一定程度的描述，明顯地，在不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍的條件下，可進(jìn)行各個(gè)條件的適當(dāng)變化。可以理解，本實(shí)用新型不限于所述實(shí)施方案，而歸于權(quán)利要求的范圍，其包括所述每個(gè)因素的等同替換。
權(quán)利要求1.一種調(diào)節(jié)合成氣Η/c比值的裝置，其特征在于，所述裝置包括通過(guò)管道依次連接的粗煤氣處理單元(I)、相互并聯(lián)的CO變換管路(2)和非CO變換管路(3)、以及混合器(4);所述CO變換管路(2)包括以管道依次連接的流量計(jì)(15)、CO預(yù)變換爐(6)和CO變換爐(7);所述非CO變換管路(3)包括調(diào)節(jié)閥組(5)及與所述調(diào)節(jié)閥組(5)相并聯(lián)的副線(xiàn)手閥(8)；所述粗煤氣處理單元包括粗煤氣分離器(9)，所述調(diào)節(jié)閥組為相互串聯(lián)或并聯(lián)的主調(diào)節(jié)閥(10)和微調(diào)調(diào)節(jié)閥(11)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述調(diào)節(jié)閥組為相互并聯(lián)的主調(diào)節(jié)閥(10)和微調(diào)調(diào)節(jié)閥(11)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于，所述主調(diào)節(jié)閥(10)為DN500調(diào)節(jié)閥，所述微調(diào)調(diào)節(jié)閥(11)為DN100調(diào)節(jié)閥。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于，所述副線(xiàn)手閥(8)為DN600手閥。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于，所述主調(diào)節(jié)閥(10)和/或所述微調(diào)調(diào)節(jié)閥(11)的兩端均連接有切斷閥(12)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于，所述粗煤氣處理單元還包括粗煤氣洗滌器(13)和換熱器(14)，所述粗煤氣洗滌器(13)、粗煤氣分離器(9)和換熱器(14)通過(guò)管道依次連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于，所述流量計(jì)(15)為FIC文丘里式流量計(jì)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于，所述調(diào)節(jié)閥組(5)與所述流量計(jì)(15)均與調(diào)節(jié)控制器(16)連接。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型提供了一種調(diào)節(jié)合成氣H/C比值的裝置，所述裝置包括通過(guò)管道依次連接的粗煤氣處理單元1、相互并聯(lián)的CO變換管路2和非CO變換管路3、以及混合器4；所述CO變換管路2包括依次連接的流量計(jì)15、CO預(yù)變換爐6和CO變換爐7；所述非CO變換管路3包括調(diào)節(jié)閥組5及與所述調(diào)節(jié)閥組5相并聯(lián)的副線(xiàn)手閥8；所述粗煤氣處理單元包括粗煤氣分離器9，所述調(diào)節(jié)閥組為相互串聯(lián)或并聯(lián)的主調(diào)節(jié)閥10和微調(diào)調(diào)節(jié)閥11。該裝置可以對(duì)合成氣H/C比實(shí)現(xiàn)更精確化，更自動(dòng)化且成本低廉的調(diào)節(jié)。
文檔編號(hào)C10K3/00GK202954017SQ201220678650
公開(kāi)日2013年5月29日 申請(qǐng)日期2012年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月11日
發(fā)明者徐鋒, 張永峰 申請(qǐng)人:內(nèi)蒙古大唐國(guó)際克什克騰煤制天然氣有限責(zé)任公司