一种利用水煤气副热加热锅炉给水的系统的制作方法

本实用新型属于能源化工技术领域，具体涉及一种利用水煤气副热加热锅炉给水的系统。

背景技术：

在煤制甲醇工艺中，一般气化后的水煤气温度为242℃左右，但是在经过变换反应后水煤气排除系统的温度为40℃左右；水煤气变换工艺反应式为：co+h2o→co2+h2，属于放热反应，可以生成很大的反应热，因此，对水煤气变换反应前的潜热，反应过程中的反应热以及反应后的显热如何进行有效地综合利用是工艺设计中的一个重点任务。传统的设计是通过利用这些热量产生饱和蒸汽或过热蒸汽，让饱和蒸汽或过热蒸汽作为热源对其它物质进行加热，从而降低水煤气的温度，这种利用方式受整体热量平衡的限制，换热过程中会使大量的热量在管路中损失，导致热量利用率很低，造成了能源的浪费，同时整个系统设计结构复杂，不便于后续的维护。

技术实现要素：

针对上述现有技术水煤气变换反应过程中热量利用率低且系统结构复杂的问题，本实用新型提出了一种利用水煤气副热加热锅炉给水的系统，其具体技术方案如下：

一种利用水煤气副热加热锅炉给水的系统，其特征在于，包括变换反应前换热装置和变换反应后换热装置，所述变换反应前换热装置和变换反应后换热装置连接。

进一步限定，所述变换反应前换热装置包括第一水煤气分离器、第一锅炉、第一气液分离器、中温换热器以及变换炉，所述第一水煤气分离器的入口端与水煤气进气管路连接，出口端通过管路与第一锅炉的入口端连接；所述第一锅炉的第一出口端通过管路与第一气液分离器的入口端连接，第二出口端通过管路与中温换热器的第二入口端连接；所述第一气液分离器的出口端通过管路依次分别与中温换热器的第一入口端和变换炉的第二入口端连接；所述中温换热器的第一出口端通过管路与变换炉的第一入口端连接；所述变换炉的出口端通过管路与中温换热器的第三入口端连接。

进一步限定，所述第一锅炉内安装有锅炉给水加热装置，所述变换炉内设置有耐硫反应催化剂。

进一步限定，所述变换反应后换热装置包括第二锅炉、第二气液分离器，高压锅炉给水加热器、第三气液分离器、第三锅炉、变换气水冷器以及第二水煤气分离器，所述第二锅炉的入口端通过管路与中温换热器的第二出口端连接，所述第二锅炉的第一出口端通过管路与第二气液分离器的入口端连接；所述第二气液分离器的出口端通过管路与高压锅炉给水加热器的入口端连接；所述高压锅炉给水加热器的出口端通过管路与第三气液分离器的入口端连接；所述第三气液分离器的出口端通过管路与第三锅炉的出口端连接；所述第三锅炉的第一出口端通过管路与变换气水冷器的入口端连接；所述变换气水冷器的出口端通过管路与第二水煤气分离器连接；所述第二水煤气分离器的第一出口端与水煤气气体管路连接，第二出口端与水煤气液体管路连接。

进一步限定，所述变换反应后换热装置上还连接有附加换热装置，所述附加换热装置连接在第三锅炉与变换气水冷器之间，所述附加换热装置包括第四气液分离器、锅炉给水换热器以及脱盐水换热器，所述第四气液分离器的入口端通过管路与第三锅炉的第一出口端连接，出口端通过管路与锅炉给水换热器的入口端连接；所述锅炉给水换热器的出口端通过管路与脱盐水加热器的入口端连接；所述脱盐水加热器的出口端通过管路与变换气水冷器的入口端连接。

进一步限定，所述第二锅炉和第三锅炉内分别安装有锅炉给水加热装置。

进一步限定，该系统还包括冷凝液管路。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

1、本实用新型的利用水煤气副热加热锅炉给水的系统，其包括变换反应前换热装置和变换反应后换热装置，变换反应前换热装置通过第四水煤气第二支管路与变换反应后换热装置连接，变换反应前换热装置包括第一水煤气分离器、第一锅炉、第一气液分离器、中温换热器以及变换炉，在经第一水煤气分离器过滤、分离后的水煤气进入第一锅炉，利用水煤气的显热将第一锅炉的给水加热，再利用从变换炉进行过变换反应的水煤气在中温换热器里将从锅炉出来的饱和蒸汽加热成为过热蒸汽；变换反应后换热装置包括第二锅炉、第二气液分离器，高压锅炉给水加热器、第三气液分离器、第三锅炉、变换气水冷器以及第二水煤气分离器，同时在变换反应后换热装置上还连接有附加换热装置，附加换热装置包括第四气液分离器、锅炉给水换热器以及脱盐水换热器，在利用第二锅炉、高压锅炉给水加热器、第三锅炉、锅炉给水换热器、脱盐水换热器以及变换气水冷器中利用水煤气的显热给锅炉给水或冷水加热，进一步降低水煤气的温度，提高了能源利用率，同时整个系统从前往后通过管路依次连通，工艺设计结构简单，也便于日后的系统维护工作。

2、在系统中设置有第一水煤气分离器、第一气液分离器、第二气液分离器、第三分离器、第四气液分离器以及第二水煤气分离器可以降温后的水煤气中的气体与液体及时分离开，防止后续换热过程的管路中出现停滞、堵塞的现象。

3、在第一锅炉、第二锅炉、第三锅炉中均安装有锅炉给水加热装置，在锅炉给水加热装置中利用水煤气的热量将锅炉的给水加热，由于锅炉给水与水煤气的温差比蒸汽与水煤气的温差大，因而对水煤气的降温效果更好。

附图说明

图1是实施例1的系统结构示意图；

图2是实施例2的系统结构示意图；

其中，1-第一水煤气分离器，101-第一水煤气管路，-2-第一锅炉，201第二水煤气管路，202-第一饱和蒸汽管路，3-第一气液分离器，301-第三水煤气第一支管路，302-第三水煤气第二支管路，303-第三水煤气第三支管路，4-中温换热器，401-第四水煤气第一支管路，402-第四水煤气第二支管路，403-过热蒸汽管路，5-变换炉，501-第五水煤气管路，6-第二锅炉，601-第六水煤气管路，602-第二饱和蒸汽管路，7-第二气液分离器，701-第七水煤气管路，8-高压锅炉给水加热器，801-第八水煤气管路，9-第三气液分离器，901-第九水煤气管路，10-第三锅炉，1001-锅炉给水管路，1002-第十水煤气管路，11-第四气液分离器，1101-第十一水煤气管路，12-锅炉给水换热器，1201-第十二水煤气管路，13-脱盐水加热器，1301-第十三水煤气管路，14-变换气水冷器，1401-第十四水煤气管路，15-第二水煤气分离器，1501-水煤气气体管路，1502-水煤气液体管路，16-冷凝液管路。

具体实施方式

下面通过附图及实施例对本实用新型的技术方案进行进一步地解释说明，但本实用新型并不限定与以下说明的实施方式。

实施例1

参见图1，变换反应前换热装置上连接有第一水煤气分离器1、第一锅炉2、第一气液分离器3、中温换热器4以及变换炉5，第一水煤气分离器1的入口端与水煤气进气管路连接，水煤气进入第一水煤气分离器1后进行气液分离并将水煤气中的固体小颗粒过滤掉，之后通过与第一水煤气分离器1相连的第一水煤气管路101进入第一锅炉2；在第一锅炉2的锅炉给水加热装置中与锅炉给水进行换热，换热后的锅炉给水进一步通过锅炉加热至饱和蒸汽，饱和蒸汽在第一锅炉2的第二出口端通过第一饱和蒸汽管路202进入中温换热器4，换热后的水煤气在第一锅炉2的第一出口端通过第二水煤气管路201进入第一气液分离器3；水煤气在第一气液分离器3中进行气液分离，分离出来的液体水煤气进入冷凝液管路16，分离出来的气体水煤气分别通过第三水煤气第一支管路301、第三水煤气第二支管路302以及第三水煤气第三支管路303依次进入第四水煤气第二支管路402、中温换热器4以及变换炉5，其中，进入第三水煤气第三支管路303作为配气使用的水煤气为38％，进入中温换热器4以及变换炉5作为反映气体的水煤气为62％；进入中温换热器4的水煤气先与第一锅炉2输送来的饱和蒸汽进行换热，换热后的水煤气通过第四水煤气第一支管路401进入变换炉5；进入变换炉5的水煤气与第三水煤气第三支管路303输送来的水煤气在变换炉5中通过耐硫反应催化剂进行变换反应，反应后的水煤气通过第五水煤气管路501一起进入中温换热器4，在中温换热器4中进一步与饱和蒸汽换热，将饱和蒸汽加热成为过热蒸汽，过热蒸汽可以通过过热蒸汽管路403进入汽轮机，推动汽轮机运转。

变换反应后换热装置包括第二锅炉6、第二气液分离器7，高压锅炉给水加热器8、第三气液分离器9、第三锅炉10、变换器水冷器14以及第二水煤气分离器15，上述在中温换热器4与过热蒸汽换热后的水煤气和第三水煤气第一支管路301中作为配气的水煤气在第四水煤气第二支管路402中混合后一起进入第二锅炉6，在第二锅炉6中的锅炉给水加热装置与锅炉给水进行换热，换热后的锅炉给水通过锅炉进一步加热，最后通过第二饱和蒸汽管路602送入后续的蒸汽管网，换热后的水煤气通过第六水煤气管路601进入第二气液分离器7；在第二气液分离器7进行汽水分离，分离出来的气体水煤气通过第七水煤气管路701进入高压锅炉给水加热器8，分离出来的液体水煤气进入冷凝液管路16；进入高压锅炉给水加热器8中的水煤气与高压锅炉给水进行换热，换热后的水煤气通过第八水煤气管路801进入第三气液分离器9；水煤气在第三气液分离器9中进行气液分离，分离出来的液体水煤气进入冷凝液管路16，分离出来的气体水煤气通过第九水煤气管路901进入第三锅炉10；在第三锅炉10的锅炉给水加热装置中与锅炉给水进行换热，换热后的锅炉给水通过锅炉给水管路1001进入后续的管网中，换热后的水煤气通过第十水煤气管路1002进入变换气水冷器14；水煤气在变换气水冷器14通过与冷水换热使其降至适合的温度，之后通过第十四水煤气管路1401进入第二水煤气分离器15；在第二水煤气分离器15中进行气液分离，分离出来的气体水煤气和液体水煤气分别通过水煤气气体管路1501和水煤气液体管路1502进入后续的处理工艺。

实施例2，

参见图2，与实施例1不同的是，在变换反应后换热装置上连接有附加换热装置，在上述锅炉给水加热工序后的水煤气进入附加换热装置进一步换热，附加换热装置包括第四气液分离器11、锅炉给水换热器12以及脱盐水换热器13，在上述第三锅炉10中换热后的水煤气通过第十水煤气管路1002进入第四气液分离器11，水煤气在第四气液分离器11中进行气液分离，分离出来的液体水煤气进入冷凝液管路16，分离出来的气体水煤气通过第十一水煤气管路1101进入锅炉给水换热器12；在锅炉给水换热器12的锅炉给水加热装置中与锅炉给水进行换热，换热后的水煤气通过第十二水煤气管路1201进入脱盐水加热器13；水煤气在脱盐水加热器13与脱盐水进行换热，换热后的水煤气通过第十三水煤气管路1301进入变换气水冷器14；水煤气在变换气水冷器14通过与冷水换热使其降至适合的温度，之后通过第十四水煤气管路1401进入第二水煤气分离器15；在第二水煤气分离器15中进行气液分离，分离出来的气体水煤气和液体水煤气分别通过水煤气气体管路1501和水煤气液体管路1502进入后续的处理工艺。

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