專利名稱：利用壓縮機密封裝置中的產物泄漏作為燃料的回收和重復利用的方法
技術領域：
本發明涉及一種利用可燃氣體產物的方法，該可燃氣體產物在所述可燃氣體產物的壓縮機密封裝置中收集。
本發明適用于其中對可燃氣體或含有可燃氣體的氣體混合物進行壓縮的方法。所述方法在合成氣的生產和/或加工(HYCO加工)領域中特別有用，用以生產和/或加工可燃氣體或含有可燃氣體的氣體混合物，該氣體混合物中的可燃氣體特別包括氫氣(H2)、一氧化碳(CO)、甲烷(CH4)、天然氣和二氧化碳(CO2)。
在處理這種類型的產物的加工中，實際上常常需要在加工過程中壓縮裝置中的至少一種氣體產物。例如，包括-所生產的根據客戶需求而壓縮的氫，-為凈化需求而壓縮的合成氣，-為冷卻需求和/或客戶需求壓縮的一氧化碳。
具有曲徑式密封或干面密封系統的往復式或離心式壓縮機是十分公知的氣體壓縮機。
盡管具有安裝在壓縮機上的密封裝置，但壓縮氣體產物在每個壓縮氣缸中在活塞桿和氣缸之間的泄漏是不可避免的。事實上，可移動活塞桿和密封件之間的間隙會產生剩余泄漏率，該泄漏率雖然不高但必須加以控制。此外，由于低效率的密封而導致的這些產物損失會逐漸增加密封磨損。因此，泄漏氣體率決不會為零，且會隨著密封磨損而逐漸增加。
出于各種原因，尤其是出于安全和環境的原因，這些產物，無論是氫、碳的氧化物、甲烷或其它，由于它們的有害性質(毒性和/或爆炸性)，都必須在排放到大氣之前進行燃燒。
為了解決該問題，工廠通常是將這些發生在壓縮機泄漏中的可燃氣體回收，然后將其送到燃燒火炬與空氣接觸進行燃燒，釋放二氧化碳和水蒸汽。
但是，送到燃燒火炬的產物根本就未得到利用。相反，它們加重了污染并促進了溫室效應。隨著壓縮機的老化，泄漏氣體的量會增加，增加量的泄漏產物在沒有得到任何利用的情況下被排放。
出于各種原因，尤其是出于所涉及的氣體價格和成本的原因，必須限制送到燃燒火炬的氣體量。
同時，在裝置中進行的方法通常包括一個或多個需要熱輸入的吸熱步驟。在某些情況下，這種熱輸入至少部分地來自于流體之間的熱交換。水蒸汽特別地能供給至少部分需求，但在高熱需求的情況下，例如，在蒸汽重整產生單一的或混合的氫氣和/或一氧化碳的情況下，所需要的熱由燃燒反應提供。在這種情況下，所用燃料至少部分含有從該生產過程的各步驟中回收的可燃產物(例如PSA廢氣，甲烷廢氣、閃蒸制冷劑氣體等冷箱廢氣)和部分輸入的燃料，常常是生產過程中輸入的部分燃料(或初始氣體)，通常為天然氣。廢氣和部分初始氣體混合并通過燃料集管送至進行燃燒反應的燃燒器。
因此，從壓縮產品的壓縮機的密封裝置流出的泄漏氣體出現了一個升級機會；這些由于低效率的壓縮機密封引起的產物泄漏例如可以在氫氣生產中達到氫氣產量的5％。同時，該生產過程通常需要熱輸入，常常依靠由氣體燃料提供的燃燒反應。
本發明的目的是為在生產的壓縮步驟中因泄漏引起的可升級產品損失問題提供一種解決方法。
本發明的另一目的是限制從外部供給的燃料源的燃料消耗。
在氫的生產的情況下，本發明的一個目的因此是利用所產生的氫產物的可高達5％的部分作為燃料。
出于這個目的，本發明的一個主題是一種利用可燃氣體產物的方法，該可燃氣體產物在所述可燃氣體產物的壓縮機的密封裝置中收集，包括以下步驟a)向所述壓縮機的密封裝置中注入惰性氣流，b)在所述密封裝置出口處回收氣流，其中含有所有或部分步驟a)的惰性氣流以及所有或部分在所述壓縮機密封裝置中收集的可燃產物的氣流，供給連接在密封裝置的出口的管道，c)在所述管道的出口處將所述氣流(惰性氣體和可燃產物氣流的混合物)分離成兩股氣流，第一股氣流供給連接在燃燒器上的燃料集管，第二股氣流送至燃燒火炬燃燒(輸送步驟b)和c)的氣流的管道構成泄漏線路)。密封裝置中的壓力保持在燃料集管中的氣壓之上。
有利的是，所用的惰性氣體為氮氣，這是由于其在現場可以獲得。
優選的是，泄漏線路中的壓力借助于兩個壓力控制器(PIC)控制，第一個控制器啟動安裝在供給燃料集管的供氣管道上的閥，而另一個設定為更高壓力的控制器啟動一個安裝在供給燃燒火炬的管道上的閥。實事證明這樣的配置是合理的，即，無論出于任何原因(特別是燃料集管中出現超壓的情況)，第一PIC和相應的閥不能移走全部氣流，壓力將在泄漏線路中繼續上升。于是，第二PIC啟動，并打開通往火炬的閥，排出不能回收到燃燒器的剩余氣體。通常，第二PIC的設定值在第一PIC的設定值之上約為200毫巴。
有利的是，泄漏線路還配備有同步裝置，該裝置在下面兩種情況中的一種或另一種情況下，關閉安裝在燃料集管供給管道上的閥，同時強行打開安裝在供給燃燒火炬的管道上的閥-如果泄漏線路中的壓力非常高，以避免啟動位于連接密封裝置出口的管道上的閥(因此避免該管道中流動的氣體產物排出)。為此，該閥的壓力設定值稍微高于控制打開安裝在連接燃燒火炬的供給管道上的閥的壓力；-如果燃料集管中的壓力高于泄漏線路中的壓力，存在燃料進入密封系統的可能性。
本發明的方法在可燃氣體是氫氣的情況下特別有利。事實上，在生產氫氣的情況下，氫氣壓縮機密封裝置中觀察到的損失可達到產量的5％。
本發明的方法用于將它們用作燃料，而不是使它們完全損失掉。
該方法有利地用于在合成氣的生產和/或加工過程中回收使用的可燃產物。
下面將參見唯一的附圖
來描述本發明，本發明的其它特征和優點將會得到體現。
應當理解，這代表了本發明的一個特定實施例，僅作為一個非限定性的例子，本發明并不局限于該實施例。
附圖示出了一流程圖，該圖示出了本發明利用回收在產物壓縮機的密封裝置中的產物的泄漏的一個優選實施例，其對應于本發明的一種應用中回收來自于氫壓縮機的泄漏的例子。
通過管道2和閥3輸送的氮氣1被注入到氫氣壓縮機的密封系統4中。
含有注入的氮氣和來自于壓縮機泄漏的氫氣的氣體混合物5在密封系統4中回收，并送至管道6，該管道6上有一其設計用以防止超壓的閥7。
管道6是管道8和9的共用部分，管道8供給燃料集管10，而管道9連接至燃燒火炬11。
泄漏線路(管道6，8，9)中的壓力由兩個PIC型壓力控制器12和13控制。
壓力控制器12，也稱主控制器，啟動閥14，控制泄漏氣體向“燃料集管”壓力線路的集氣管中的輸送，同時，設定為比控制器12的壓力高，例如設定為高200毫巴的第二PIC13啟動閥15，控制氣體向燃燒火炬11的輸送。
燃料集管中的壓力通常處于1和2巴絕對壓力之間，優選地約為1.3巴絕對壓力。
但是應當指出，燃料集管在構造上可以機械地承受高達7巴絕對壓力的壓力，在燃料集管側出現過度壓力的情況下，氣體回流會發生在管道8和6上，這將會增加這些管道中的氣壓，會引起壓縮機密封系統的損壞(實際上，應當注意到，壓力增加將會導致完全打開壓力控制閥-因此打開由PIC致動的閥)。
為了保護壓縮機密封系統，如前所述，管道6上設置閥7。
而且，還安裝有邏輯安全裝置16，操作如下-在泄漏線路中壓力非常高的情況下，連接到燃料集管上的閥14關閉，連接到燃燒火炬上的閥15被強行完全打開(全部以手動模式操作)。
-同樣地，如果燃料集管關閉或者其中的壓力大于泄漏線路中的氣壓，關閉閥14和強行打開通向燃燒火炬11的閥15進行同樣的操作。
權利要求
1.利用可燃氣體產物的方法，該可燃氣體產物在所述可燃氣體產物的壓縮機的密封裝置中收集，包括以下步驟a)向所述壓縮機的密封裝置中注入惰性氣流，b)在所述密封裝置出口處回收含有所有或部分步驟a)的惰性氣流以及所有或部分在所述壓縮機密封裝置中收集的可燃產物的氣流，提供給連接在密封裝置的出口的管道，c)在所述管道的出口處將所述氣流(惰性氣體和可燃產物氣流的混合物)分離成兩股氣流，第一股氣流供給連接在燃燒器上的燃料集管，第二股氣流送至燃燒火炬燃燒(輸送步驟b)和c)的氣流的管道構成泄漏線路)，其中密封裝置中的壓力保持在燃料集管中的氣壓之上。
2.根據權利要求1的方法，其特征在于供給密封回路的惰性氣體是氮氣。
3.根據權利要求1或2的方法，其特征在于泄漏線路中的壓力借助于兩個壓力控制器控制，第一個控制器啟動安裝在供給燃料集管的管道上的閥，而另一個設定為更高壓力的控制器啟動安裝在供給燃燒火炬的管道上的閥。
4.根據權利要求3的方法，其特征在于泄漏線路還配備有同步裝置，該裝置在下面兩種情況中的一種或另一種情況下，關閉安裝在燃料集管的供給管道上的閥，同時強行打開安裝在供給燃燒火炬的管道上的閥-泄漏線路中的壓力非常高，-燃料集管中的壓力高于泄漏線路中的壓力。
5.根據前述權利要求之一的方法，其中可燃氣體產物是氫氣。
6.前述權利要求的任一方法在合成氣的生產和/或加工過程中用于回收可燃產物的應用。
全文摘要
本發明涉及一種利用可燃氣體產物的方法，該可燃氣體產物在所述可燃氣體產物的壓縮機的密封裝置中收集，包括以下步驟a)向所述壓縮機的密封裝置中注入惰性氣流，b)在所述密封裝置出口處回收含有所有或部分步驟a)的惰性氣流以及所有或部分在所述壓縮機密封裝置中收集的可燃產物的氣流，供給連接在密封裝置的出口的管道，c)在所述管道的出口處將所述氣流(惰性氣體和可燃產物氣流的混合物)分離成兩股氣流，第一股氣流供給連接在燃燒器上的燃料集管，第二股氣流送至燃燒火炬燃燒(輸送步驟b)和c)的氣流的管道構成泄漏線路)。密封裝置中的壓力保持在燃料集管中的氣壓之上。本發明特別適用于在合成氣的生產和加工中的氫氣泄漏的利用。
文檔編號F17D1/00GK1892110SQ200610084029
公開日2007年1月10日 申請日期2006年5月17日 優先權日2005年5月17日
發明者P·馬蒂, M-P·維克托 申請人:液體空氣喬治洛德方法利用和研究的具有監督和管理委員會的有限公司