專利名稱：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)：
我國能源格局的特點是“富煤貧油少氣”，加之我國天然氣的供需矛盾日益突出，容易在天然氣能源領(lǐng)域受制于國際上的富氣國家，關(guān)乎百姓民生也關(guān)乎國家能源戰(zhàn)略安全。目前，煤的轉(zhuǎn)化、Cl轉(zhuǎn)化等在國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、多方式地擴大資源供給，以滿足日益增長的市場需求。褐煤是一種高揮發(fā)份、高水分、高灰分、低熱值、低灰熔點的煤炭，具有易自燃、不適合長期儲存和長距離運輸?shù)奶匦?，因此長期以來被視作劣質(zhì)燃料，開發(fā)利用程度低。但是，結(jié)合褐煤的成分特點，若以褐煤為原料通過甲烷化反應(yīng)生產(chǎn)合成天然氣，可由絕大多數(shù)煤化工企業(yè)通過管道輸送并經(jīng)調(diào)壓配氣后進行工業(yè)化和民用，這不僅符合煤炭清潔利用的發(fā)展方向，同時也是保證天然氣供應(yīng)的有效補充。當(dāng)今甲烷化技術(shù)比較成熟的地區(qū)主要在歐美國家，而國內(nèi)的甲烷化技術(shù)仍基本處于整體引進工藝包的階段。國外甲烷化技術(shù)中的技術(shù)難點之一，是對甲烷化反應(yīng)的原料氣(即合成氣)的Η/C比例要求極其嚴格。例如，某些工藝嚴格要求合成氣的Η/C在(2.97^3.06) %的范圍之內(nèi)，即操作彈性僅為0.09%，對調(diào)控精密度要求很高。
實用新型內(nèi)容因此，本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有甲烷化工藝難以對合成氣的Η/C比值加以更精密調(diào)控的技術(shù)難點，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。通過對主調(diào)節(jié)閥增加一個微調(diào)調(diào)節(jié)閥的方法，可以對進行CO變換的部分粗煤氣的氣量進行更加精確的調(diào)整，以滿足甲烷化反應(yīng)對Η/C比的要求。與調(diào)節(jié)閥組并聯(lián)的副線手閥，可以在調(diào)節(jié)閥組發(fā)生故障的時候起到應(yīng)急的作用。此外，在調(diào)節(jié)閥組的最大流量不能滿足生產(chǎn)要求時，可使用并聯(lián)的副線手閥進行輔助調(diào)節(jié)。所述流量計15可用于提供進行CO變換的流量信號，同時也很容易得到相應(yīng)的不進行CO變換的氣體流量信號。根據(jù)本實用新型的裝置，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，從而實現(xiàn)串級調(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作為主變量，以不進行CO變換的粗煤氣流量信號作為副變量，對調(diào)節(jié)閥組進行更加精確的串級調(diào)節(jié)控制。[0011]根據(jù)本實用新型的裝置，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)本實用新型的裝置，其中，所述副線手閥8可以為DN600手閥。[0013]根據(jù)本實用新型的裝置，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主調(diào)節(jié)閥和/或微調(diào)調(diào)節(jié)閥進行維修或更換。此外，與此同時還可使用副線手閥進行臨時調(diào)節(jié)。[0014]根據(jù)本實用新型的裝置，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通過管道依次連接。來自例如魯奇加壓氣化的粗煤氣，可以先經(jīng)過粗煤氣洗滌器和粗煤氣分離器，對粗煤氣當(dāng)中的焦油、粉塵、部分有機物等進行洗滌分離，然后再經(jīng)過換熱器，對粗煤氣進行降溫冷卻。[0015]根據(jù)本實用新型的裝置，其中，所述流量計15可以為FIC文丘里式流量計。[0016]根據(jù)本實用新型的裝置，其中，所述調(diào)節(jié)閥組5與所述流量計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回路，進一步實現(xiàn)自動化調(diào)節(jié)。[0017]本實用新型的用于調(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.通過對主調(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，通過調(diào)節(jié)控制技術(shù)可以完全實現(xiàn)自動化的調(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，可以對粗煤氣進行洗滌、分離、冷卻等處理。也可以通過副線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，均能夠促進甲烷轉(zhuǎn)化效率的增加，達到增產(chǎn)和穩(wěn)定控制生產(chǎn)的目的。


[0021]以下，結(jié)合附圖來詳細說明本實用新型的實施方案，其中:[0022]圖1示出了本實用新型的調(diào)節(jié)合成氣Η/C比值的裝置的一種實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖；[0023]圖2示出了本實用新型的調(diào)節(jié)合成氣Η/C比值的裝置的另一種實施方式的結(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16.調(diào)節(jié)控制器
具體實施方式
下面通過具體的實施例進一步說明本實用新型，但是，應(yīng)當(dāng)理解為，這些實施例僅僅是用于更詳細具體地說明之用，而不應(yīng)理解為用于以任何形式限制本實用新型。本部分對本實用新型試驗中所使用到的材料以及試驗方法進行一般性的描述。雖然為實現(xiàn)本實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，但是本實用新型仍然在此作盡可能詳細描述。本領(lǐng)域技術(shù)人員清楚，在上下文中，如果未特別說明，本實用新型所用材料和操作方法是本領(lǐng)域公知的。
以下結(jié)合附圖對本實用新型的具體實施方式
做更為詳細的說明。圖1示出了本實用新型的調(diào)節(jié)合成氣Η/C比值的裝置的一種實施方式的結(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15，以提供進行CO變換或者相應(yīng)的非CO變換的粗煤氣的流量信號。在該實施方式中，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15一同與調(diào)節(jié)控制器16連接。在實際操作時，來自例如魯奇加壓氣化的粗煤氣通過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，一部分進入CO變換管路，而另一部分進入非CO變換管路。通過將混合器輸出的合成氣成分分析信號作為主變量，以不進行CO變換的粗煤氣的流量作為副變量，同時以主調(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，實現(xiàn)對粗煤氣流量的串級調(diào)節(jié)控制。這樣，進入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變換爐進行CO變換后，與來自于非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。通過主調(diào)節(jié)閥和微調(diào)調(diào)節(jié)閥共同進行調(diào)節(jié)控制，可以更加精確地調(diào)節(jié)進行CO變換的粗煤氣流量，進而也提高了合成氣Η/C比的調(diào)節(jié)精度。利用并聯(lián)的副線手閥(例如DN600手閥)可以進行輔助調(diào)節(jié)，同時可以起到應(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示出了本實用新型的調(diào)節(jié)合成氣Η/C比值的裝置的另一種實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。相對于圖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，可以通過調(diào)節(jié)控制器對主調(diào)節(jié)閥和微調(diào)調(diào)節(jié)閥進行串級調(diào)節(jié)控制，以調(diào)節(jié)進入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。粗煤氣依次通過粗煤氣洗滌器、粗煤氣分離器和換熱器后，可以實現(xiàn)對粗煤氣的洗滌、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，通過調(diào)節(jié)控制器(例如可以為DCS分布控制系統(tǒng))對調(diào)節(jié)閥組進行控制，可以實現(xiàn)調(diào)節(jié)的完全自動化，使其調(diào)節(jié)精度更高，系統(tǒng)反應(yīng)速度更快。盡管本實用新型已進行了一定程度的描述，明顯地，在不脫離本實用新型的精神和范圍的條件下，可進行各個條件的適當(dāng)變化?？梢岳斫?，本實用新型不限于所述實施方案，而歸于權(quán)利要求的范圍，其包括所述每個因素的等同替換。
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(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(15)為FIC文丘里式流量計。
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(15)均與調(diào)節(jié)控制器(16)連接。
專利摘要本實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。該裝置可以對合成氣H/C比實現(xiàn)更精確化，更自動化且成本低廉的調(diào)節(jié)。
文檔編號C10K3/00GK202954017SQ201220678650
公開日2013年5月29日 申請日期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 申請人:內(nèi)蒙古大唐國際克什克騰煤制天然氣有限責(zé)任公司