一种高温水活化碳氢制取天然气的设备的制作方法

本技术属于煤化工领域，具体地，涉及一种高温水活化碳氢制取天然气的设备。

背景技术：

1、煤制天然气作为清洁产业，极大地节约了煤炭资源，提升了煤炭价值。特别是针对“缺油、少气、富煤”的能源结构，积极发展煤制天然气工业，实现煤的就地转化，减少运输成本，具有非常重要的战略意义。

2、全世界已投产的工业级煤制天然气装置较少，我国长期致力于煤制天然气全技术链的国产化，但真正进入工业应用的也不多。煤制天然气整个生产工艺流程可简述为：原料煤与高纯氧气和中压蒸汽进行反应制得粗煤气；粗煤气经耐硫耐油变换冷却和脱硫脱碳后，制成净煤气；净煤气进入甲烷化装置合成甲烷，生产出天然气。主工艺生产装置包括空分、碎煤加压气化炉、耐硫耐油变换装置、气体净化装置、甲烷化合成装置及废水处理装置。

3、甲烷化是把煤炭变为清洁的天然气的关键核心技术之一，在高温、高压和催化剂作用下，把煤气化生成的一氧化碳、二氧化碳和氢气催化生成甲烷。其中，甲烷化催化剂在这个化学反应过程中发挥着至关重要的作用，也是限制我国煤制天然气整套系统自主化的关键点。由于主流工艺路线基本确定，很多研究都是围绕甲烷化催化剂的改进展开的。

技术实现思路

1、本实用新型的发明人在研究中发现，煤制天然气工艺并非必需额外添加甲烷化催化剂，可以利用煤炭中含有的催化组分实现甲烷化催化。基于该颠覆性发现，提出了一整套全新的高温水活化碳氢制取天然气的工艺设备，用于高温水活化碳氢制取天然气的制取。

2、为了实现上述目的，本实用新型提供一种高温水活化碳氢制取天然气的设备，包括依次连接的初级混热装置、二级混热装置和高温烟气炉；所述初级混热装置与原料煤供给装置和水蒸气供给装置连接，用于使原料煤与第一水蒸气接触升温得到第一煤气混合物；所述二级混热装置与所述水蒸气供给装置连接，用于使所述第一煤气混合物与第二水蒸气接触升温得到第二煤气混合物；所述高温烟气炉用于对所述第二煤气混合物进行热解反应，得到产品气；所述设备还包括依次连接于所述高温烟气炉的水洗滤尘装置和气液分离装置。

3、本实用新型的有益效果在于：利用该设备在全程隔绝氧气的条件下，原料煤两次与水蒸气接触、混合、升温，然后进入高温烟气炉进行热解，得到含天然气的产品气，并通过水洗滤尘装置和气液分离装置对产品气进行清洗、滤尘和气液分离。该设备简化了现有煤制天然气的工艺过程和设备，降低生产成本，仅产生少量或不产生污染物。

4、本实用新型的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。

技术特征：

1.一种高温水活化碳氢制取天然气的设备，其特征在于，包括依次连接的初级混热装置、二级混热装置和高温烟气炉；所述初级混热装置与原料煤供给装置和水蒸气供给装置连接，用于使原料煤与第一水蒸气接触升温得到第一煤气混合物；所述二级混热装置与所述水蒸气供给装置连接，用于使所述第一煤气混合物与第二水蒸气接触升温得到第二煤气混合物；所述高温烟气炉用于对所述第二煤气混合物进行热解反应，得到产品气；所述设备还包括依次连接于所述高温烟气炉的水洗滤尘装置和气液分离装置。

2.根据权利要求1所述的高温水活化碳氢制取天然气的设备，其特征在于，所述初级混热装置包括涡流配热喷煤枪装置，所述涡流配热喷煤枪装置包括：

3.根据权利要求1所述的高温水活化碳氢制取天然气的设备，其特征在于，所述二级混热装置包括多角度分布式混热器装置，所述多角度分布式混热器装置包括：

4.根据权利要求1所述的高温水活化碳氢制取天然气的设备，其特征在于，所述高温烟气炉为负压烟气炉，所述负压烟气炉包括：

5.根据权利要求4所述的高温水活化碳氢制取天然气的设备，其特征在于，还包括烟气换热器和产品气换热器，所述烟气换热器设于所述烟气出口管的出口端，所述产品气换热器设于所述产品出口管的出口端；

6.根据权利要求5所述的高温水活化碳氢制取天然气的设备，其特征在于，所述水蒸气供给装置包括蒸汽缓冲罐，所述蒸汽缓冲罐依次通过所述高温烟气换热器、所述高温产品气换热器和所述低温产品气换热器与水源连接。

7.根据权利要求5所述的高温水活化碳氢制取天然气的设备，其特征在于，所述水洗滤尘装置、气液分离装置连接于所述低温产品换热器，所述设备还包括依次连接于所述气液分离装置的气固分离装置、脱硫装置和缓冲罐；

8.根据权利要求7所述的高温水活化碳氢制取天然气的设备，其特征在于，所述水洗滤尘装置包括：

9.根据权利要求5所述的高温水活化碳氢制取天然气的设备，其特征在于，所述负压引风控制系统包括控制器、负压引风机、炉膛温度传感器、出炉烟气温度传感器，所述负压引风机与所述烟气出口管连接，所述炉膛温度传感器和所述出炉烟气温度传感器分别用于测量所述炉膛温度和所述烟气温度；

10.根据权利要求9所述的高温水活化碳氢制取天然气的设备，其特征在于，所述负压引风机设于所述低温烟气换热器的出口端；

技术总结一种高温水活化碳氢制取天然气的设备，包括依次连接的初级混热装置、二级混热装置和高温烟气炉；初级混热装置与原料煤供给装置和水蒸气供给装置连接，用于使原料煤与第一水蒸气接触升温得到第一煤气混合物；二级混热装置与水蒸气供给装置连接，用于使第一煤气混合物与第二水蒸气接触升温得到第二煤气混合物；高温烟气炉用于对第二煤气混合物进行热解反应，得到产品气。该设备简化了现有煤制天然气的工艺过程和设备，降低生产成本，仅产生少量或不产生污染物。技术研发人员：王忠胜受保护的技术使用者：中国煤层气集团有限公司技术研发日：20230104技术公布日：2024/2/1