Способ регенерации теплоты газовых продуктов

 

СПОСОБ РЕГЕНЕРАВДИ ТЕПЛОТЫ ГАЗОВЫХ ПРОДУКТОВ, включающий паровую конверсию метана, охлаждение продуктов конверсии до 220-250 с и отвод теплоты, отличающийся тем, что с целью повышения степени регенерации, отвод теплоты осуществляют, подвергая продукты конверсии дополнительному охлаждению до 80-150 с контактированием с водой, полученный пар с давлением 0,7-1,1 МПа сжимают и подают на смешение с метаном, в продукты конверсии повторно конi тактируют с водой и получаемьй водяной пар с давлением 0,06-0,6 МПа (Л направляют на паротурбинный привод компрессора.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПИЬЛИН л 1,г "„ Я

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

1 - "1Т"(4 Ф

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ГЮ ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3636280/23-26 (22) 01.06.83 (46) 23.08.85. Бюл. N - 31

Ф (72) Б.В. Сазанов, Б.Г. Борисов, В.И. Ситас, С.А. Козлов, В.Г. Хромченков, В.А. Черняев, И.В. Галактионов и Г.В. Иванов (71) Московский ордена Ленина и ордена Октябрьской Революции энергетический институт (53) 661.961.361(088.8) (56) Br@un Коп1е, 1975, В 11, р. 374-379.

Авторское свидетельство СССР

Р 1055725, кл. С 01 В 3/32, 1979.

„„SU„„1 4 72 (5 )4 С 01 В 3/32, Р 23 В 7/00 (54) (57) СПОСОБ РЕГЕНЕРАЦИИ ТЕПЛОТЫ ГАЗОВЫХ ПРОДУКТОВ, включающий паровую конверсию метана, охлаждение продуктов конверсии до 220-250 С и отвод теплоты, о т л и ч а ю— шийся тем, что с целью повышения степени регенерации, отвод теплоты осуществляют, подвергая продукты конверсии дополнительному охлаждению до 80-150 С контактироо ванием с водой, полученный пар с давлением 0,7-1,1 МПа сжимают и подают на смешение с метаном, в продукты конверсии повторно контактируют с водой и получаемый водяной пар с давлением 0,06-0,6 МПа направляют на паротурбинный привод компрессора.

11743

Изобретение относится к области регенерации теплоты в устройствах промьппленной теплотехники, а именно к регенеративному охлаждению продуктов конверсии метана. 5

Цель изобретения — повышение степени регенерации продуктов конверсии.

Пример 1, Метан смешивают с водяным паром в соотношении 1:4. 10

Полученная смесь при 400 С и давлении 4,0 МПа направляется в конверсионную печь. В результате реакции образуется конвертированный газ . следующего состава: Н, CO СС, 15 . Н О.. Температура конвертированного газа на выходе из печи 800 С, дав-, ление 3,85 МПа. Продукты конверсии охлаждают в регенеративном охладио теле до 250 С. Дальнейшее охлажде- 20 ние конвертированного газа осуществляют в регенераторе-испарителе, в котором получают сухой насыщенный пар с давлением 1,1 МПа, который поджимают до давления 4,0 МПа. 25

В первой ступени газ охлаждают до

190 С и направляют во вторую ступень охлаждения — в парогенератор, н котором получают пар с давлением

0,6 МПа (температура конвертированного газа 150 С); Количество пара, подаваемого на конверсию в расчете на 1000 нм СН, составляет

0,302 кг/с, а количество пара, направляемого на паротурбинный привод компрессора — 0,462 кг/с. Недостаю35 щее количество пара на конверсию0,52 кг/с, подается от котельной.

Принято, что КПД котельной равен

0 85 и при этом энергозатраты состаУ

40 вят 0.152 МПж/с.

72

0,26 МДж/с, КПД проточной части компрессора принят 0,8.

Пример 3. Параметры процессов конверсии и регенеративного охлаждения такие же, как в примерах

1 и 2, В регенераторе-охладителе получают пар с давлением 0,8 ИПа, который поджимают до 4,0 МПа. Во второй ступени получают пар с давлением 0,2 MIIa (температура газа на выходе 130ОС). Количество пара, подаваемого на конверсию, составляет

0,410 кг/с, а на привод компрессора 0,650 кг/с. Мощности компрессора и турбины практически равны.

Недостающее количество пара

0,410 кг/с подается от котельной.

Дополнительные энергозатраты составляют 0,112 МДж/с.

В таблице представлены данные с предельными и запредельными значениями параметров.

Основным показателем, характеризующим эффективность способа, являются дополнительные энергозатраты в эквивалентной котельной, вырабатывающей пар для конверсии или паротурбинного привода компрессора.

Для расчета данного показателя приняты следующие допущения:

%ком Oэ,85; Ч.рм

В качестве базового варианта принят вариант с оптимальными значениями параметров дополнительного охлаждения Р"„= Q,8 МПа (t = .180 С)

Р „= 0,2 МПа (t = 120 С) . Перерасход э нергозатрат оценивают в долях от энергозатрат базового варианта.

Результаты расчетов представлены в таблице.

Давление пара

Знергозатраты в эквивалентной котельной, на конна привод ком прессора, MIIa

ЬЩж/с версию, MIIa

0,27

0,05

0,6

0,06

0,7

0,18

0,112

0,2

0,8

0,12

0,7

0,7

1,2

0,22

Пример 2. Параметры процессов конверсии и регенеративного охлаждения такие же, как в примере 1. В регенераторе-охладителе 45 получают пар с давлением 0,7 МПа, который поджимают до 4,0 МПа. Во второй ступени получают пар с давлением 0,06 МПа (температура газов на выходе 80 С). Количество пара, по- 50 даваемого на конверсию, составляет

0,545 кг/с, а пара на паротурбинный привод — 0,816 кг/с. Мощность, развиваемая турбиной, недостаточна для привода компрессора, что требу- 55 ет дополнительной подачи пара от котельной. Это вызывает дополнительные энергозатраты в котельной