CN101321989A - 蒸汽发生装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本文提供一种产生蒸汽的方法，包括向蒸汽重整器(40)供给第一料流(58)，以产生包含基本上100％蒸汽的第二料流(60)，以使第一料流(58)的分子组成与第二料流(60)的分子组成相同，其中蒸汽重整器(40)包括与重整器出口(51)流体连通的重整器入口(49)，以及布置在重整器入口(49)与重整器出口(51)之间并且与它们流体连通的至少一根管子(42)；其中至少一根管子(42)与蒸汽重整器(40)的炉(43)热连通。还公开了一种用于产生蒸汽的蒸汽重整器。

Description

蒸汽发生装置和方法
发明领域
本公开内容涉及使用改进的蒸汽重整器产生蒸汽的系统和方法。
背景技术
重整气态或液态烃燃料的已知方法是通过催化蒸汽重整。在该方法中，在高温下将蒸汽和烃燃料的混合物暴露于合适的催化剂中。所用催化剂通常含有沉积在低二氧化硅难熔基底上的氧化镍，而且该方法通常在约700℃-约1000℃的温度下进行。催化剂通常放在炉内的管中，反应通过使气体通过该催化剂来进行。甲烷或其他烃类在反应管中与蒸汽反应以形成一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO2)和氢。
在甲烷或天然气的重整方法(重整过程)的情况下，根据下列总反应在催化蒸汽重整过程中释放出氢：
CH4+H2O→CO+3H2
CO+H2O→CO2+H2
虽然第二个反应是稍微放热的，但是第一个反应高度吸热而且需要外部热源和蒸汽源。所需热通常由精炼厂燃料气、变压吸附塔(PSA)吹扫气体和/或其他燃料气体的燃烧提供。商用蒸汽重整器通常包括外部加热、催化剂填充的管子，通常具有60％或更低的热效率。然而，某些蒸汽重整器具有更高的效率。示例性的高效重整器由Davy Powergas生产和销售。
另一种重整气态或液态烃燃料的常规方法是部分氧化重整。在部分氧化重整中，使烃燃料和含氧气体的混合物在部分氧化室内混在一起，并经受升高的温度，优选在催化剂存在下。所用催化剂通常是贵金属或镍，所述高温对于催化反应而言通常是约700℃-约1200℃，对于非催化反应而言是约1200℃-约1700℃。在甲烷或天然气的情况下，根据下列总反应在部分氧化室中释放出氢：
CH4+1/2O2→CO+2H2
该反应高度放热，而且一旦开始就产生足够的热以自动维持，并不需要外部供热或供应蒸汽。该催化部分氧化重整技术比催化蒸汽重整技术简单，但是没有催化蒸汽重整那样的热效率。
重整烃燃料的另一种方法是自热重整或“ATR”。自热重整器采用蒸汽重整和部分氧化重整的组合。来自部分氧化重整反应的废热用于加热热蒸汽重整反应。自热重整器在多数情况下可以比催化蒸汽重整器或催化部分氧化重整器更有效率。使用甲烷或天然气作为烃燃料，根据下列总反应释放出氢：
CH4+yH2O+(1-y/2)O2→CO2+(2+y)H2，其中0＜y＜2
重整过程的最终产物通常称作合成气。来自上述不同重整方法的合成气(syn gas)可以用于多种后续工艺中。例如，合成气可以用于在催化剂存在下使一氧化碳和氢结合形成甲醇的工艺中。
当然，另外公知将各种工艺的热用于工业设施中以产生蒸汽，从而为该设施中的其他工艺发电。将来自包括用蒸汽重整器形成合成气在内的各种工业过程的热的废气和蒸汽用于发电的示例性系统在美国专利6,619,041和5,066,325中有公开。
具有蒸汽重整器以产生一氧化碳和氢用于甲醇生产中的许多工业设施，特别是在美国的设施，现在具有相对便宜的可用甲醇来源。对于这些工业设施中许多的经营者而言，从供应商处购买甲醇和蒸汽重整器下游的其他产品比由蒸汽重整器生成的合成气生产甲醇等在经济上更有吸引力。
因此，存在一种以可以弥补与现有蒸汽重整器相关的巨大基建费用的方式利用这些系统，同时给该蒸汽重整器所处的设施提供益处的需要。在这些类型的设施中，本文所述的系统和方法特别可用于为代表该设施固定基建费用的蒸汽重整器提供在经济上有吸引力的可供选择的应用。
发明概述
本公开内容涉及有效产生蒸汽用于各种工业过程的系统和方法。所述系统和方法通过改进和/或改造包括至少一个现有蒸汽重整器的系统来提供。在本发明的一个方面，产生蒸汽的方法包括以下步骤：
(i)向蒸汽重整器供应第一料流，
其中所述第一料流包含基本上100wt％的水；
具有约185℃或更高的温度；
约1150kPa或更大的压力；以及
至少约50wt％的第一料流呈蒸汽形式；
其中所述蒸汽重整器包括与重整器出口流体连通的重整器入口，以及布置在所述重整器入口与所述重整器出口之间并且与它们流体连通的至少一根管子；和
其中所述至少一根管子与所述蒸汽重整器的炉热连通；
(ii)在所述至少一根管子内加热至少一部分的所述第一料流，以产生在约760℃或更高的温度和1150kPa或更大的压力下包含基本上100wt％蒸汽的第二料流，以使所述第一料流的分子组成与第二料流的分子组成相同；以及
(iii)从所述蒸汽重整器的所述出口移出所述第二料流。
在本发明的另一方面，产生蒸汽的方法包括以下步骤：
(i)向蒸汽重整器供应第一料流，
其中所述第一料流包含基本上100wt％的水；
具有约450℃-约550℃的温度；
约1150kPa-约4600kPa的压力；以及
至少约80wt％的第一料流呈蒸汽形式；
其中所述蒸汽重整器包括与重整器出口流体连通的重整器入口，以及布置在所述重整器入口与所述重整器出口之间并且与它们流体连通的多根管子；
其中使惰性填充材料按照所述多根管子中的每一根形成所需尺寸并布置，从而在所述第一料流中提供湍流，所述填充材料包括直径约8mm-约50mm的陶瓷球、圆柱体、鞍状物、丸粒、天然石块、天然砾石或其组合；以及其中所述管子与所述蒸汽重整器的炉热连通；
(ii)在所述至少一根管子内加热至少一部分的所述第一料流，以产生在约760℃或更高的温度和1150kPa或更大的压力下包含基本上100wt％过热蒸汽的第二料流，以使所述第一料流的分子组成与第二料流的分子组成相同；以及
(iii)从所述蒸汽重整器的所述出口移出所述第二料流。
在本发明的又一方面，产生蒸汽的方法包括以下步骤：
向蒸汽重整器供应第一料流，其中所述第一料流包含基本上100wt％的水，具有约185℃或更高的温度和约1150kPa或更大的压力，其中至少约80wt％的第一料流呈蒸汽形式；
在所述蒸汽重整器中加热所述第一料流以产生温度高于所述第一料流的第二料流的手段，其中所述第一料流的分子组成与第二料流的分子组成相同；和
从所述蒸汽重整器的出口移出所述第二料流的手段。
在本发明的另一方面，用于产生蒸汽的蒸汽重整器包括与重整器出口流体连通的重整器入口，以及布置在所述重整器入口与所述重整器出口之间并且与它们流体连通的多根管子；
其中使惰性填充材料按照所述多根管子中的每一根形成所需尺寸并布置，以在第一料流中提供湍流，所述填充材料包括直径约8mm-约50mm的陶瓷球、圆柱体、鞍状物、丸粒、天然石块、天然砾石或其组合；以及
其中所述管子与所述蒸汽重整器的炉热连通。
所述系统和方法特别适用于在以下设施中产生蒸汽，这些设施出于诸如甲醇生产的目的而具有以前用于产生合成气的蒸汽重整器，而且对这种合成气的需要不再存在或者减少。
附图简要说明
图1是常规重整器系统装置体系的示意图。
图2是本文所述的重整器系统装置体系的一种实施方案的示意图。
图3是本文所述的重整器系统装置体系的一种实施方案的示意图。
详细的公开内容
本公开内容涉及有效产生蒸汽用于各种工业过程的系统和方法。本文所述的系统和方法利用为合成气生产所设计的蒸汽重整器以产生用于各种目的的蒸汽。一般而言，蒸汽重整器的建造和维护非常昂贵。因此，存在一般不那么昂贵的替代方案可用于蒸汽一般生产用的工业设施中。然而，在现有蒸汽重整器的使用对于合成气生产不再必须的设施中，已经发现这种蒸汽重整器可以提供大量蒸汽的有效发生器。因此，本文所述的系统和方法对包括至少一种现有蒸汽重整器的系统进行在经济上有吸引力的改进或改造，从而产生蒸汽用于各种工业应用。
根据本发明适合使用的蒸汽重整器的类型包括管式重整器、自热重整器、绝热重整器、循环重整器等。这些重整器之间的主要区别在于对吸热重整反应供应热的方式。在管式重整器中，通过圆柱壁向催化剂材料供应热(例如参见美国专利4,098,589)。在自热重整器中，直接通过进入重整器的加热过的气体向催化剂床供应热(例如参见美国专利3,976,507)。在循环重整器中，同时操作多个重整器，其中一组重整器在燃烧阶段(使燃料与空气反应)操作以提供氢气生成阶段所必需的热，而另一组重整器在氢气生成阶段(使烃与蒸汽反应)操作，并且当氢气生成阶段的重整器的温度降至维持氢气产生所必需的温度以下时，进行阶段切换(例如参见美国专利4,293,315)。在绝热重整器中，将常规换热器用来在送入蒸汽重整器之前向蒸汽和烃供应必需的热。一般而言，合适的蒸汽重整器仅需要包括与重整器出口流体连通的重整器入口，以及布置在该重整器入口与重整器出口之间并且与它们流体连通的一根或多根管子。该一根或多根管子优选与炉子或向蒸汽重整器供应热的其他来源热连通。因此，该一根或多根管子往往位于蒸汽重整器的燃烧室中。出于本文的目的，该一根或多根管子一般用来表示重整段，以前在其中该蒸汽重整器的原料与催化剂在热的存在下接触以进行进料转化成产物的重整过程。因此，所述一根或多根管子并不必限于具有圆形截面的管子，而是包括各种结构和表面布置中的任一种，在其中蒸汽重整器的进料被转化成合成气或者与典型的蒸汽重整器操作一致的其他产物。
在本文所述的系统和方法中，向蒸汽重整器的入口供应第一料流，接着将其在该蒸汽重整器中加热以产生第二料流。优选地，第一料流在约185℃-约350℃的温度和约1150kPa-约4600kPa的压力下供给蒸汽重整器。该第一料流可以包含基本上100wt％的水，而且可以包含至少50wt％、优选至少80wt％蒸汽，其中第一料流的任何其余部分包括游离的(液态)水。
这与引导至常规蒸汽重整器的料流相反，后一种料流可能含有约74％至约77wt％蒸汽形式的水。当然，常规重整器料流中的一些蒸汽在重整器内烃料流的转化中被消耗掉。然而，一般地离开合成气生产中操作的蒸汽重整器的料流含有约45wt％-约53wt％的过量蒸汽。该蒸汽通常在后面的纯化步骤中从蒸汽重整器所产生的合成气中回收。
在本文所述的系统和方法中，重整器装置用于将约185℃-约350℃的温度和约1,150kPa-约4,600kPa的压力下含有基本上100wt％的水，其中约80wt％-约100wt％的水呈蒸汽形式，且任何非蒸汽部分包括游离水的第一料流转化成在约760℃-约900℃的温度和约1,150kPa-约4,600kPa的压力下包含基本上100wt％蒸汽的第二料流。当然，第一料流和第二产物流的更高温度和压力都在本发明范围内，这取决于在特定蒸汽重整器操作的环境下的系统要求。
本文所述的使用蒸汽重整器用于一般蒸汽产生可以提供与常规系统例如锅炉等相比更有效的蒸汽产生。蒸汽产生效率根据实际蒸汽产生量与在供给蒸汽重整器的热的产生中所用燃料源的理论上可能产生的热量的比例来确定。所述方法是本领域公知的。当然，根据本发明的蒸汽产生效率将取决于特定蒸汽重整器的设计。然而，根据本发明的蒸汽重整器优选以至少60％，优选至少70％、优选至少80％、更优选至少约83％的效率产生蒸汽。然而，常规的蒸汽产生系统例如燃气锅炉通常以小于约83％的效率产生蒸汽。
出乎意料地已发现，通常的蒸汽重整器的对流热回收段相对用于蒸汽产生的常规锅炉而言一般尺寸过大。据信蒸汽重整器的该性质使得与常规蒸汽产生系统相比具有提高的热效率。
然而，即使现有的蒸汽重整器装置不能以高效率产生蒸汽，本发明仍是可行的替代方案，因为如本文所述改造和/或操作的这种装置可以在低于扩大或建造蒸汽产生设施的基建费用下提供可靠的蒸汽来源。
在本发明的一种实施方案中，产生蒸汽的方法包括以下步骤：
(i)向蒸汽重整器供应第一料流，
其中所述第一料流包含基本上100wt％的水；具有约185℃-约350℃的温度；约1150kPa-约4600kPa的压力；以及至少约80wt％的第一料流呈蒸汽形式；
其中所述蒸汽重整器包括与重整器出口流体连通的重整器入口，以及布置在所述重整器入口与所述重整器出口之间并且与它们流体连通的至少一根管子；和
其中所述至少一根管子与所述蒸汽重整器的炉热连通；
(ii)在所述至少一根管子内加热至少一部分的所述第一料流，以产生在约760℃-约900℃的温度和1150kPa-约4600kPa的压力下包含基本上100wt％蒸汽的第二料流；以及
(iii)从所述蒸汽重整器的出口移出所述第二料流。
现有技术图1提供作为蒸汽重整器系统构成部分的常规蒸汽重整器装置的示意图。常规的蒸汽重整器2通常可以包括与一根或多根催化剂填充管4热连通的燃烧室或炉3，蒸汽和烃气体的混合物可以从重整器入口9通过管4导向重整器出口11。燃料气体源6提供维持炉3的能量，因而重整器2的温度为约900℃-约1,050℃。在所示的实施方案中，向重整器2提供燃烧空气源8以向炉3供氧。
在通常操作中，将烃气流10例如甲烷燃料气流在装置例如加湿器14中与含有蒸汽和/或过量水的水流12混合并被其加热。然后将混合物作为混合料流16从加湿器14中移出。接着通常在混合料流16通过换热器/管道18时将其预热，而换热器/管道18可以位于炉3所产生的蒸汽重整器2的废气20中。将混合料流16加热以产生预热料流22。预热料流22中蒸汽(即H2O)与碳的摩尔比通常是2.6-3.2。因此，存在于预热料流22中的水基于混合料流16的总重量通常是74wt％-77wt％。然后可以将预热料流22引导通过重整器入口9和催化剂填充管4，在管4中混合料流16在重整器2内被加热并且进行上述重整反应以产生合成气。
因此，在通常的蒸汽重整器操作中，在催化剂填充管4内，预热料流22输送的甲烷、少量其他烃以及水根据上述式转化成一氧化碳、二氧化碳和氢，从而产生含有过量蒸汽的湿合成气流24。然后可以通过常规手段，通常通过将蒸汽作为水冷凝出进入水循环料流26中而从湿合成气流24中回收过量蒸汽。水循环料流26可以接着再用于重整器过程或其他过程中(例如循环回水流12中)。所得的浓合成气28可以接着用于如上所述的各种工艺中，包括甲醇生产。
图2提供根据本发明的改进蒸汽重整器的一种实施方案的示意图。本文所述系统和方法中所包括的如图1所示的常规合成气生产蒸汽重整器装置已经被改进或改变用于产生蒸汽而不是合成气和过量蒸汽。
在所示的实施方案中，所示改进过的重整器40具有与一根或多根、通常是多根管子42热连通的燃烧室或炉43。燃料气体来源44和燃烧空气来源46在炉43内被消耗以提供将改进过的重整器40保持在至少约850℃、更优选约850℃-约950℃下的温度的能量(热)。将包含至多约20wt％游离水和约80wt％-约100wt％蒸汽、温度约185℃-约350℃以及压力约1,025kPa-约2,170kPa的进料流48供给改进过的蒸汽重整器40的入口49。如图2所示，可以使进料流48在通过换热器和管道50时进行预热以产生预热料流54，而换热器和管道50位于改进过的重整器40的热废气出口52中。预热料流54优选在约450℃-约550℃的温度和约1,825kPa-约2,170kPa的压力下。
水流56也可以向预热料流54提供水以产生第一料流58。在一种实施方案中，水流56向预热料流54提供足以在第一料流58中产生至多20wt％游离水的量的水。优选地，由水流56提供的水量可以是等于或小于在第一料流58中提供20wt％游离水所需量的任意量。
在某些实施方案中，由水流56提供的水量是足以产生饱和状态下的第一料流58的量。在其它实施方案中，由水流56提供的水量是足以提供具有约1wt％-约20wt％游离水的第一料流58的量。在另外的实施方案中，由水流56提供的水量是足以提供具有约5wt％-约15wt％游离水的第一料流58的量。在另外的实施方案中，由水流56提供的水量是足以提供具有约5wt％-约10wt％游离水的第一料流58的量。
供给重整器入口49的第一料流58优选具有185℃以上的温度，优选第一料流58具有约185℃-约550℃的温度，更优选第一料流58具有约450℃-约550℃的温度。
第一料流58优选具有至少约1150kPa的压力，优选第一料流58具有约1150kPa-约4600kPa的压力，更优选约1,825kPa-约2,170kPa的压力。
然后将至少一部分的第一料流58、优选全部的第一料流58引导通过重整器入口49、通过多根管子42，然后通过重整器出口51从改进过的重整器40中移出。在本文所述的方法和系统中，改进过的重整器40中的管子42为第一料流58提供停留空间以吸收改进过的重整器40的炉43中产生的热能，从而产生包含约100wt％蒸汽形式的、优选过热蒸汽形式的水的第二料流60，其通过重整器出口51离开改进过的重整器40。
在优选的实施方案中，基本上所有的第二料流60都是过热蒸汽。优选地，第二料流60具有至少约760℃、优选约760℃-约900℃的温度和至少约1150kPa、更优选约1,150kPa-约4,600kPa的压力。
管子42需要与热源热连通。因此，管子42需要由导热性材料构成。管子42优选由抑制腐蚀和提供有效传热的铁合金(钢)、优选所谓的高温合金构成。在一种实施方案中，管子42可以包括耐热合金，优选可购自Doncasters Ltd，Melbourne的Paralloy等。
在一种实施方案中，管子42不提供催化反应。因此，第一料流58的分子组成与第二料流60的分子组成相同。用改进过的蒸汽重整器40进行的唯一过程是温度的升高和/或从液态水到蒸汽的相变。
在另一实施方案中，管子42可以包含填充材料45，当第一料流58在管子42内加热时填充材料45在它之中提供湍流。因此，填充材料45可以包括任何改善炉43(因而是管子42)与第一料流58之间的传热的材料。在一种实施方案中，填充材料45可以包括常规的重整器催化剂。填充材料45因而可以在管子42内提供确保第一料流58混合以及均匀加热的流动特性。管子42也可以改进以增加表面积，提供湍流等，从而提高炉43与第一料流58之间的传热效率。
在另一实施方案中，填充材料45可以包括安置并排列在管子42中以提供湍流，从而确保向第一料流58均匀传热的惰性材料颗粒。在一种实施方案中，填充材料可以包括陶瓷球、圆柱体、鞍状物、丸粒等，包括可从Norton Chemical Product Division购得的名称为Denstone的那些。
填充材料45优选包括直径约8mm-约50mm的球或丸粒。在另一实施方案中，管子42可以含有包括天然石块或砾石的填充材料45。
在通过重整器出口51离开改进过的重整器40之后，第二料流60可以接着用于为工业复合系统中的各种应用提供蒸汽和热量来源。
在图2所示的实施方案中，所示第二料流60被引导至换热器62，在此使第二料流60的一部分能量值转移到公用料流64，公用料流64可以是温度约90℃-约300℃和压力约1,825kPa-约4,600kPa的锅炉给水料流。然后可以将公用料流64引导至位于改进过的重整器40的废气52内的另一换热器66，从而进一步提高公用料流64的温度。最后，可以将公用料流64接着引导至料流分离装置68，在其中可以将公用料流64与补充水合并以产生进料流48。这样做时，至少一部分由第二料流60提供的热可以循环回改进过的重整器40。
还如图2中所示的，在离开换热器62后，料流60变成优选具有约225℃-约350℃的温度和约1150kPa-约2170kPa的压力的第三料流70，其具有足够的热含量以有效用作该重整器所处的工业复合系统中各种应用的蒸汽来源。在一种实施方案中，将料流70整个或部分地用作设施蒸汽系统供给源。
图3所示的实施方案提供本文所述系统和方法的另一实施方案的示意图，其中图1中的常规合成气生产重整器装置被改建用于产生蒸汽。
与图2相似，可以使第二料流60途经换热器62，然后可以使第三料流70途经另一换热器72以将更多热传递给可以是锅炉给水料流的公用水流64。换热器72可以是潜热换热器、冷凝换热器等，而不是如换热器62中可以发现的显热传热机构。离开换热器72的未冷凝的最后蒸汽76可能仍然具有足够的热含量而有效用作该重整器所处的工业复合系统中各种应用的蒸汽来源。在一种实施方案中，将最后的料流76整个或部分地用作设施蒸汽系统供给源。
图2所示设计的建模采用与1978年左右的设计一致的标准“DaveyReformer”来进行。该建模表明使用291百万BTU/小时重整器可以产生275℃下的77,000kg/hr-113,000kg/hr的1,825kPa蒸汽。所需的热量输入测定为约60MW-88MW。其他大小的重整器在相似的定额热量输入下具有成比例的输出。
就本文所述的各种范围而言，任何列举的上限当然可以与选定子范围的任何下限组合。
尽管已经详细描述了多种实施方案及其优点，但是应当理解在不脱离由所附权利要求书限定的本发明的精神和范围的情况下，可以做出各种改变、替代和变更。

Claims (26)

1.一种产生蒸汽的方法，其包括：
(i)向蒸汽重整器供应第一料流，
其中第一料流包含基本上100wt％的水；具有约185℃或更高的温度；约1150kPa或更大的压力；以及至少约50wt％的第一料流呈蒸汽形式；
其中所述蒸汽重整器包括与重整器出口流体连通的重整器入口，以及布置在所述重整器入口与所述重整器出口之间并且与它们流体连通的至少一根管子；和
其中所述至少一根管子与所述蒸汽重整器的炉热连通；
(ii)在所述至少一根管子内加热至少一部分的第一料流，以产生在约760℃或更高的温度和1150kPa或更大的压力下包含基本上100wt％蒸汽的第二料流，以使所述第一料流的分子组成与第二料流的分子组成相同；以及
(iii)从所述蒸汽重整器的出口移出第二料流。
2.权利要求1的方法，其中所述至少一根管子包含paralloy。
3.权利要求1或2的方法，其中所述至少一根管子包括多根管子。
4.上述权利要求中任一项的方法，其中根据所述至少一根管子使惰性填充材料形成所需尺寸并且布置，以在所述第一料流中提供湍流。
5.权利要求4的方法，其中所述填充材料包括常规的重整器催化剂。
6.权利要求4-5的方法，其中所述填充材料包括惰性材料颗粒。
7.权利要求4-6中任一项的方法，其中所述填充材料包括陶瓷球、圆柱体、鞍状物、丸粒或其组合。
8.权利要求4-7中任一项的方法，其中所述填充材料包括直径约8mm-约50mm的球或丸粒。
9.权利要求4-8中任一项的方法，其中所述填充材料包括天然石块、砾石或其组合。
10.上述权利要求中任一项的方法，其中所述第一料流在约185℃或更高约230℃的温度和1150kPa-约2170kPa的压力下包含约0wt％-约20wt％由蒸汽携带的游离水。
11.上述权利要求中任一项的方法，其中所述第一料流包含约20wt％或更少的游离水。
12.上述权利要求中任一项的方法，其中所述第一料流包含约5-15wt％游离水。
13.上述权利要求中任一项的方法，其中所述第一料流包含约5-约10wt％游离水。
14.上述权利要求中任一项的方法，其中所述第一料流在约185℃-约550℃的温度下。
15.上述权利要求中任一项的方法，其中所述第一料流在约450℃-约550℃的温度下。
16.上述权利要求中任一项的方法，其中所述第一料流在约1150kPa-约4600kPa的压力下。
17.上述权利要求中任一项的方法，其中所述第一料流在约1150kPa-约2170kPa的压力下。
18.上述权利要求中任一项的方法，其中所述第二料流基本上由过热蒸汽组成。
19.上述权利要求中任一项的方法，其中所述第二料流在约760℃-约900℃的温度和1150kPa-约4600kPa的压力下。
20.上述权利要求中任一项的方法，其中在将第一料流提供给所述蒸汽重整器之前用来自蒸汽重整器炉的废气加热第一料流。
21.上述权利要求中任一项的方法，其中在所述蒸汽重整器中加热第一料流，以至少80％的效率产生第二料流。
22.上述权利要求中任一项的方法，还包括在从所述蒸汽重整器中移出第二料流之后，在换热器中将第二料流冷却至约200℃-约320℃的温度的步骤。
23.权利要求22的方法，其中在所述换热器中用锅炉给水冷却第二料流。
24.一种产生蒸汽的方法，其包括：
(i)向蒸汽重整器供应第一料流，
其中第一料流包含基本上100wt％的水；具有约450℃-约550℃的温度；约1150kPa-约4600kPa的压力；以及至少约80wt％的第一料流呈蒸汽形式；
其中所述蒸汽重整器包括与重整器出口流体连通的重整器入口，以及布置在所述重整器入口与所述重整器出口之间并且与它们流体连通的多根管子；
其中根据所述多根管子中的每一根使惰性填充材料形成所需尺寸并且布置，以在第一料流中提供湍流，所述填充材料包括直径约8mm-约50mm的陶瓷球、圆柱体、鞍状物、丸粒、天然石块、天然砾石或其组合；以及其中所述管子与所述蒸汽重整器的炉热连通；
(ii)在所述至少一根管子内加热至少一部分的第一料流，以产生在约760℃或更高的温度和1150kPa或更大的压力下包含基本上100wt％过热蒸汽的第二料流，以使所述第一料流的分子组成与第二料流的分子组成相同；以及
(iii)从所述蒸汽重整器的所述出口移出所述第二料流。
25.一种产生蒸汽的系统，其包括：
向蒸汽重整器供应第一料流，其中所述第一料流包含基本上100wt％的水；具有约185℃或更高的温度和约1150kPa或更大的压力，其中至少约80wt％的第一料流呈蒸汽形式；
在所述蒸汽重整器中加热所述第一料流以产生温度高于所述第一料流的第二料流的装置，其中所述第一料流的分子组成与第二料流的分子组成相同；和
从所述蒸汽重整器的出口移出所述第二料流的装置。
26.一种用于产生蒸汽的蒸汽重整器，其包括与重整器出口流体连通的重整器入口，以及布置在所述重整器入口与所述重整器出口之间并且与它们流体连通的多根管子；
其中根据所述多根管子中的每一根使惰性填充材料形成所需尺寸并且布置，从而在第一料流中提供湍流，所述填充材料包括直径约8mm-约50mm的陶瓷球、圆柱体、鞍状物、丸粒、天然石块、天然砾石或其组合；以及
其中所述管子与所述蒸汽重整器的炉热连通。
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