[发明专利]一种煤制氢CO变换多联产方法及装置

权利要求书

1.一种煤制氢CO变换多联产装置，其特征在于：该装置包括第一反应炉（3）、第二反应炉（5）和第三反应炉（6）；

粗合成气的输出管道与第一气液分离器（1）相连，所述第一气液分离器（1）的气相出口通过粗合成气加热器（2）与第一反应炉（3）的输入端相连，所述第一反应炉（3）的输出端依次通过粗合成气加热器（2）、第一余热锅炉（4）和第二反应炉（5）的输入端相连；

所述第二反应炉（5）的输出端通过第二余热锅炉（7）与第三反应炉（6）的输入端相连，所述第三反应炉（6）的输出端与第二气液分离器（8）相连，所述第二气液分离器（8）顶部的输出端通过发生器（9）与第三气液分离器（10）相连，所述第三气液分离器（10）顶部的输出端通过采暖加热器（11）与第四气液分离器（12）相连，所述第四气液分离器（12）顶部的输出端通过变换气终冷器（13）与第五气液分离器（14）相连，所述第五气液分离器（14）顶部气相输出端与脱酸单元相连；

所述的第一余热锅炉（4）与第一循环工质发电机组（15）匹配相连；所述的第二余热锅炉（7）与第二循环工质发电机组（16）匹配相连；所述的发生器（9）与吸收式制冷循环装置（17）匹配相连；

所述的第一循环工质发电机组、第二循环工质发电机组为卡琳娜循环(Kalina Cycle)、朗肯循环（Rankine Cycle）；所述的吸收式制冷装置为热驱动制冷循环、热/功复合驱动制冷循环。

2.根据权利要求1所述的煤制氢CO变换多联产装置，其特征在于：所述的吸收式制冷装置采用的循环工质为溴化锂-水、氨水、R134a-DMF、离子液体-水。

3.根据权利要求1所述的煤制氢CO变换多联产装置，其特征在于：所述第三反应炉（6）的输出端通过第二余热锅炉（7）与第二气液分离器（8）相连。

4.根据权利要求1所述的煤制氢CO变换多联产装置，其特征在于：所述第二循环工质发电机组采用的第二余热锅炉为双热源组合式换热器。

5.根据权利要求1所述的煤制氢CO变换多联产装置，其特征在于：第一反应炉（3）、第二反应炉（5）和第三反应炉（6）为轴径向反应器，采用绝热固定床结构。

6.一种利用权利要求1所述的装置实现煤制氢CO变换多联产的方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

1）粗合成气进入第一气液分离器气液分离后，经过粗合成气加热器加热升温后进入第一反应炉进行绝热变换反应，所得的高温变换气经粗合成气加热器进入第一余热锅炉驱动发电；

2）步骤1）驱动发电后降温的变换气进入第二反应炉进行反应，反应后的气体输送至第二循环工质发电机组的第二余热锅炉驱动发电；

3）步骤2）驱动发电后降温的变换气进入第三反应炉进行反应，反应后的气体再次输送至第二循环工质发电机组的第二余热锅炉驱动发电；

4）步骤3）驱动发电降温后气体先进入第二气液分离器，经分离后得到的气相去吸收式制冷装置的发生器，从发生器出来的变换气进入第三气液分离器，经分离后得到的气体输送至采暖加热器，降温后的气体输送至第四气液分离器，从第四气液分离装置出来的气体依次输送至变换气终冷器和第五气液分离器，从第五气液分离器出来的气体送至下游酸性气体脱出单元。

7.根据权利要求6所述的实现煤制氢CO变换多联产的方法，其特征在于：第一反应炉、第二反应炉、第三反应炉的入口温度控制在200~300℃之间，第一反应炉出口温度控制在350~500℃，第二反应炉出口温度控制在250~400℃，第三反应炉出口温度控制在200~300℃。

8.根据权利要求6所述的实现煤制氢CO变换多联产的方法，其特征在于：所述第一循环工质发电机组的第一余热锅炉的操作温度为300~500℃；第二循环工质发电机组的第二余热锅炉的操作温度为200~300℃；吸收式制冷装置发生器的操作温度为100~200℃；采暖加热器可以提供的热水温度为50~100℃。