[实用新型]天然气制氢系统中的多管程换热设备

说明书

本实用新型提供了一种用于天然气制氢系统中的多管程换热设备，包括第一烟气管束、转化气管束以及锅炉给水壳体。本实用新型提供的多管程换热设备，能够在同一个换热装置中完成锅炉给水与烟气和转化气的换热，节省换热设备的数量，优化锅炉给水的管道设计，降低投资成本和整个系统设备的占地面积。

技术领域

本实用新型涉及一种换热设备，尤其是涉及应用于天然气制氢系统中的多管程换热设备。

背景技术

当前，天然气制氢装置中对高温烟气的热量利用一般是采用对流段的方式，所述的对流段由若干独立的换热列管组成。高温烟气通过对流段时，依次与天然气蒸汽混合气、原料天然气、锅炉给水、空气等进行换热，最后通过引风机排入大气。对转化气的热量回收则是通过一个独立的转化气废热锅炉进行余热回收，所述的废热锅炉一般是列管式换热器，其中管程走转化气，壳程走锅炉给水，转化气与锅炉给水换热后产生饱和蒸汽。

在现有的方案中，烟气对流段都会设置烟气废热锅炉，将剩余的烟气热量与锅炉给水换热，而转化气通过独立的转化气废热锅炉与锅炉给水换热，这造成了设备和资源的重复和浪费。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种天然气制氢系统中的多管程换热设备，将转化气、与原料天然气和天然气蒸汽混合气换热后的富热烟气以及锅炉给水三种介质联合起来换热。

本实用新型提出了一种天然气制氢系统中的多管程换热设备，包括第一烟气管束、转化气管束以及锅炉给水壳体。

优选的，所述多管程换热设备还包括第二烟气管束，用于使所述第一烟气管束输出的烟气再次与锅炉给水换热。

优选的，所述第一烟气管束、所述第二烟气管束以及所述转化气管束的布局与圆筒形的锅炉给水壳体相适配，使得所述换热装置的体积或占地面积最小化。

具体的，所述第二烟气管束位于所述第一烟气管束的上侧或下侧，所述转化气管束位于所述第一烟气管束和第二烟气管束的前侧或后侧。

通过上述多管程换热设备，锅炉给水同时与经过第一烟气管束中的烟气和经过转化气管束的转化气换热，相较于传统换热设计方案，提高了废热锅炉设备和锅炉给水资源的复用率，进而降低了整个系统换热设备的数量，优化了换热管道布局，降低了整个系统的占地面积和运行成本。

附图说明

图1为一示例性的天然气制氢工艺流程示意图；

图2为一示例性实施例的多管程换热设备的主视示意图；

图3为一示例性实施例的多管程换热设备的左视示意图；

附图标记说明：110-原料天然气，111-燃烧气，112-脱硫，113-转化，114-蒸汽，115-中变，116-PSA，117-产品氢气，310-转化气入口，311-烟气入口，312-表面温度计接口，313-烟气出口，314-现场压力表接口，315-远传液位计口，316-安全阀接口， 317-蒸汽出口，318-现场液位计口，319-现场温度计接口，320-调节阀接口，321-锅炉给水入口，322-排污口。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型进行更详细地阐述。

本实用新型提出一种应用于天然气制氢系统中的集成式换热装置。

参考图1，传统的天然气制氢工艺包括以下步骤。

脱硫步骤：将原料天然气预热至约300～400℃左右后进行脱硫处理。本实施例中的原料天然气是以甲烷为主的天然气，含有多种杂质，通常含有微量硫。脱硫的目的在于避免后面步骤中的催化剂中毒，转化催化剂在使用过程中极易受到毒害而丧失活性，对原料中的杂质含量有严格的要求，尤其是硫的含量。由于天然气中含微量硫，因此必须先对天然气进行脱硫处理。