天然气制氢系统中的集成式换热设备.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108931150A(43)申请公布日2018.12.04(21)申请号201810302819.1(22)申请日2018.04.06(71)申请人四川创达新能科技有限公司地址610043四川省成都市武侯区武侯大道双楠段58号2栋5层501号(72)发明人张维杨帆(51)Int.Cl.F28D21/00(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称天然气制氢系统中的集成式换热设备(57)摘要本发明提供了天然气制氢系统中的集成式换热设备，包括一体式制成的第一换热部和第二换热部；其中，所述第一换热部包括烟气筒体、原料天然气盘管以及天然气蒸汽混合气盘管，所述第二换热部包括转化气管束、第一烟气管束以及锅炉给水壳体；所述第一烟气管束串接于所述烟气筒体的出口。通过本发明的集成式换热设备，将天然气制氢工艺中的多台换热设备进行合理优化、有效集成，可以节省设备投资，同时提高系统的换热效率，降低装置的热损失，最终降低装置的能耗。CN108931150ACN108931150A权利要求书1/1页1.一种天然气制氢系统中的集成式换热设备，其特征在于，包括一体式制成的第一换热部和第二换热部；其中，所述第一换热部包括烟气筒体、原料天然气盘管以及天然气蒸汽混合气盘管，所述第二换热部包括转化气管束、第一烟气管束以及锅炉给水壳体；所述第一烟气管束串接于所述烟气筒体的出口。2.根据权利要求1所述的集成式换热设备，其特征在于，所述原料天然气盘管和所述天然气蒸汽混合气盘管内嵌于所述烟气筒体中，所述天然气蒸汽混合气盘管位于所述烟气筒体的入口与所述原料天然气盘管之间。3.根据权利要求2所述的集成式换热设备，其特征在于，所述烟气筒体的内壁设有隔热层。4.根据权利要求3所述的集成式换热设备，其特征在于，所述烟气筒体的内部沿筒体长度的方向设有若干折流板。5.根据权利要求1～4任一项所述的集成式换热设备，其特征在于，所述第二换热部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。6.根据权利要求5所述的集成式换热设备，其特征在于，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，使得所述集成式换热设备的体积或占地面积最小化。7.根据权利要求6所述的集成式换热设备，其特征在于，所述第二烟气管束位于所述第一烟气管束上侧或下侧。8.根据权利要求7所述的集成式换热设备，其特征在于，所述转化气管束位于所述第一烟气管束和所述第二烟气管束的前侧或后侧。2CN108931150A说明书1/4页天然气制氢系统中的集成式换热设备技术领域[0001]本发明涉及一种换热设备，尤其是涉及应用于天然气制氢系统中的集成式换热设备。背景技术[0002]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设备，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。[0003]对于小型装置而言，烟气对流段内的各个换热列管，50％以上位于管箱的保温层中，并没有与烟气进行直接接触换热；为了保证烟气热量的利用率，对流段的换热列管具有换热管数量多、面积大、投资高、占地大等缺点。[0004]此外，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。发明内容[0005]为了解决上述问题，本发明提供了一种天然气制氢系统中的集成式换热设备，将原料天然气、天然气蒸汽混合气、转化气、烟气、锅炉给水等多种介质联合起来换热，不同的介质在不同的换热通道，最终各自达到各自的换热目的。[0006]所述的集成式换热设备包括一体式制成的第一换热部和第二换热部；其中，所述第一换热部包括烟气筒体、原料天然气盘管以及天然气蒸汽混合气盘管，所述第二换热部包括转化气管束、第一烟气管束以及锅炉给水壳体；所述第一烟气管束串接于所述烟气筒体的出口。[0007]优选的，所述原料天然气盘管和所述天然气蒸汽混合气盘管内嵌于所述烟气筒体中，所述天然气蒸汽混合气盘管位于所述烟气筒体的入口与所述原料天然气盘管之间。[0008]优选的，所述烟气筒体的内壁设有隔热层。[0009]优选的，所述烟气筒体的内部沿筒体长度的方向设有若干折流板。[0010]优选的，所述第二换热部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。[0011]