Способ получения перегретого пара и устройство для его осуществления

(46) 15.02.86.Б рал ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ юл.)р 6(71) Кернфоршунгсанлаге Юлих ГмбХ и Райнише Браунколенверке АГ (РЕ) (72) Бернд Хеляйн, Манфред Форверк и Удо Больтендаль (1)Е)(56) Корякин Ю.И. и др, Возможности и перспективы использования высокотемпературных ядерных реакторов для промьппленного и коммунального теплоснабжения. - Вопросы атомной науки и техники. Сер."Атомно- водородная энергетика и технология". Вып. 1 Б)р 1980, с.8-18.НоЬ 1 егп В, МесЬап 1 з),егцпрзчегГаЬ- геп цпСег Ьезопйегез Вегцс 1 зсЬГ 1- 8 цпя. бег АгЬе 1 геп гцш ЯРЕ-Рго) еКг. Вег 1 сЫе бег Кегп 1 огзсЬцп 8 зап 1 аре Ль 1 ьсЬ СшЬНр,)ц 1 - 1589, Ма 1. 1979, 8.13 р В 116 12.(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПЕРЕГРЕТОГОПАРА И УСТРОЙСТВО Д)Я ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) 1. Способ получения перегретого пара путем теплообмена с каталитечески метанизирующимся синтез-газом, включающим СО, СО и Нр частьпотока которого пропускают черезреактор с встроенным испарителемводы и затем перемешивают с остальной частью синтез-газа, полученнуюсмесь последовательно пропускаютчерез адиабатный реактор, пароперег-реватель и реактор с встроенной теплообменной поверхностью, в которую подают питательную воду, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью снижения затрат, воду в теплообменной поверхности подогревают до температуры насыщения и затем подают в испарительа2. Устройство для получения перегетого пара при метанизации синтез- газа, включающего СО, СО и Ннр содержащее магистраль, в которой последовательно по ходу синтез-газа установлены реактор с встроенным испарителем охлаждающей воды, адиабатный реактор, пароперегреватель и реактор с встроенной теплообменной по- ф верхностью для охлаждающей воды, причем все реакторы заполнены каталнватором, реактор с встроенным нспарителем имеет байпасный гаэоход, а теплообменная поверхность послед- С него по ходу синтез-газа реактора подключена на входе к в одящему трубопроводу, о т л а ю - щ е е с я тем, что, с целью снижения затрат, теппообменная поверхность на выходе соединена с входом испарителя посредством перепускного трубопровода.3. Устройство по п.2, о т л ич а ю щ е е с я тем, что оно дополнительно содержит паровой барабан, включенный в перепускной трубопровод и дополнительно соединенный с Выходом испарителя и входом пароперегревателя. 4. Устройство по пп. 2 и 3, о тл и ч а ю щ е е с я тем, чтомагистчастке, расположенном з121233 последний по ходу синтез-газа реакто- н ром, снабжена газоводяным теппообмен п виком, включенным в водоподводящий трубопровод. 5. Устройство по пп.2,3 и 4, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что оно дополнительно содержит газо-газовый теплообменник, включенный в магистраль греющей стороной после последнего по ходу синтез-газа реактора и параллельно газоводяному теплообменИзобретение относится к энергетике и может быть использовано для получения перегретого пара при метанизации синтез-газа.Целью изобретения является снижение затрат на получение перегретого пара при метанизацни синтез-газа за счет, обеспечения эксплуатации устройства без компрессоров для рециркуляции газа в магистрали, без подачи тепла извне для предварительного нагрева воды и синтез-газа и без подачи пара в синтез-газ. На фиг.1 схематически изображено устройство для получения перегретого пара; на фиг.2 - таблица .с составами синтез-газа на отдельных участках магистрали. Устройство для получения перегретого пара при метанизации синтез газа, включающего СО, СО и Н, содержит магистраль 1, в которой пос ледовательно по ходу синтез-газа установлены реактор 2 с встроенным .испарителем 3 охлаждающей воды, адиабатный реактор 4, пароперегреватель 5 и реактор 6 с встроенной теплообменной поверхностью 7 для охлаждающей воды, Реакторы 2, 4 и 6 заполнены катализатором 8. Реактор 2 с встроенным испарителем 3 имеет байпасный газохбд 9 с арматурой 10. Теплообменная поверхность 7 последнего по ходу сиитезгаза реактора б подключена на входе к подводящему трубопроводу 11 и на выходе соединена с входом испаику, а нагреваемой - перед. первым о ходу синтез-газа реактором.6. Устройство по пп.2 5, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что оно ,дополнительно содержит второй гаэогазовый теплообменник, включенный в магистраль греющей стороной между первым газо-газовым теплообменником и первым по ходу синтез-газа реактором, а нагреваемой - между пароперегревателем и последним по ходу синтез-газа реактором. 2рителя 3 посредством нерепускноготрубопровода .12.В перепускной трубопровод 12включен паровой барабан 3, соеди ненный с выходом испарителя 3 и вхо-.дом пароперегревателя 5, а магистраль 1 на участке, расположенномза последним по ходу синтез-газа.реактором 6, снабжена газоводяным О теплообменником 14, включенным вводоподводящий трубопровод 11. Вмагистраль 1 греющей стороной после последнего по ходу синтез-газареактора 6 и параллельно газоводя ному теплообменнику 14 включен газо-газовый теплообменннк 15, который нагреваемой стороной включенв магистраль 1 перед первым по ходу синтез-газа реактором 2. Устройство для получения перегретого пара содержит второй газо-гааовый теплообменннк 16, включенный в магистраль 1 греющей стороной меж ду первым газо-газовым теплообменником 15 и первым по ходу синтеэ-гаlза реактором 2, а нагреваемой стороной - между пароперегревателем 5 и последним по ходу синтез-газа реак тором 6На водоподводящем трубопроводе 1 установлен насос 17, а на участке перепускного трубопровода 12, расположенном между барабаном 13 и нспарителем 3, - насос 8. В участок магистрали 1, расположенный между газо-газовым теплообменником 16 и реактором 2, включен газоочис3 12 титель 19, эапогненный оксидом цинка еСпособ осуществляется следующим образом.По магистрали 1 пропускают синтезгаз, состав которого по мере последовательного прохождения его по отдельным участкам этой магистрали 1 и взаимодействия с катализатором 8. реакторов 2, 4 и 6 меняется так, как это показано .на фиг.2, где а - исходный состав газа; 8 - состав газа после реактора 2 и перед байпасным гаэоходом 9; в - состав газа нос-ле газохода 9 и перед адиабатным реактором 4;- состав газа после адиабатного реактора 4 и перед реактором 6; 3 - состав газа после реактора 6 и перед теплообменннка" ми 14 и 15; е - конечный состав газа.Синтез-газ входят в устройство с температурой 10 С при давлениио41 бар. В газо-газовом теплообменнике 15 газ нагревается до 230 С, а в газо-газовом теплообменнике 16- до 340 С. С температурой 340 С синтез-гаэ пропускают через газоочиститель 19 для его обессеривания.После гаэоочистителя 19 синтез-газ разделяется на два потока, необходимое соотношение расходов которых устанавливается арматурой 10. Один поток газа с температурой 330 С при дан- .оленни 40 бар пропускают через реактор 2, где он охлаждается, отдавая теппо испарителю 3, а другой поток 12331 4газа проходит по байпасночу газоходу 9 и затем перемешивается с потоком газа, прошедшим реактор 2. Передаднабатным реактором 4 газ имеет темопературу 325 С и давление 39 бар,а после реактора 4, где он нагревается в результате контакта с катализатором 8, - температуру 675 С идавление 38,5 бар. После.адиабатно го реактора 4 гаэ пропускают черезпароперегреватель 5 и газо-газо-:вый теплообменник 16 где он охлаждаоРется до 300 С при давлении 37,5 бар,и затем направляется в реактор 6,где отдает тепло поверхности 7 теппообменника. После реактора 6 газ проходит теплообменники 14 и 15, гдеохлаждается до конечной температуры.Исходная нагреваемая вода, которую подают в магистраль 1, имееттемпературу 50 С и давление 3 бар.После насоса 17 давление. воды повышается до 110 бар, а после газоводя ного теплообменника 14 вода приобретает температуру 160 С, В поверхносоти 7 теплообмена реактора 6 подогревается до температуры насыщения,равной 318 С. Далее нагреваемую воЗб ду подают в барабан 13, из которогопри помощи насоса 8 воду подают виспаритель 3 реактора 2, В испарителе 3 вода превращается в насыщенный пар, который через барабан 13подают в пароперегреватель 5гдепар нерегревают до заданной температуры.1212331 Фиг орректор А,Обруч каз 653/62 Тираж 399 ВНИИПИ Государственного коинтета СС по делам иэобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб.