[發明專利]一種電石爐氣聯產合成天然氣和食品級二氧化碳的工藝

無效

• 申請號: 201210530998.7
• 申請日: 2012-12-11
• 公開（公告）號: CN102977960A
• 公開（公告）日: 2013-03-20
• 發明（設計）人: 陳耀壯;鄭珩;馬磊;廖炯;蔣貴仲;溫少樺
• 申請（專利權）人: 西南化工研究設計院有限公司
• 主分類號: C10L3/08
• 分類號: C10L3/08;C01B31/20
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司 51214
• 代理人: 吳彥峰

技術領域

????本發明屬于工業尾氣回收利用領域，具體為一種電石爐氣聯產合成天然氣和食品級二氧化碳的工藝。

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背景技術????

我國是世界第一大電石生產國，2011年電石產能2500萬噸，占全球總產能的90.9%，產量1738萬噸。電石生產的核心設備是電石爐，從電石生產的原理和結構區分，電石爐分為密閉式電石爐和開放式電石爐。每生產1噸電石，開放式電石爐產生9000～12000m³含塵煙氣，密閉式電石爐產生400～600m³含塵電石爐氣。

開放電石爐排放的煙氣中99%為空氣，無利用價值。密閉電石爐氣文獻報道（孔瑞.電石爐氣的凈化和利用[J]，河南化工，2010，27（1）:25-29）組成為CO：70～95%，H₂：2.5～10%，CO₂：2.5～3.5%，O₂：0.52～0.6%，CH₄：2～4%，N₂：1～2%，同時含有焦油、H₂S?、COS、CS₂、噻吩、硫醇、PH₃、NH₃、AsH₃、HCN等雜質。

電石生產反應原理是炭素材料（一般為蘭炭）和石灰發生反應，生成炭化鈣（電石）和一氧化碳（CO）。電石實際生產中，由于蘭炭風干不徹底，電石生產中在高溫下產生大量H₂，另一方面，電石爐氣在進氣柜前布袋除塵多采用氮氣反吹，致使爐氣組分波動較大。如寧夏石嘴山市某電石生產企業的密閉電石爐氣組分為：CO：50～75%，H₂：17～28%，CO₂：1.5～6%，O₂：0.5～2%，CH₄：0.5～1.5%，N₂：6～14%，同時含有焦油、H₂S、COS、CS₂、PH₃、NH₃、AsH₃、HCN等雜質。

目前我國電石爐氣的利用率僅10％，絕大部分被直接排放或“點天燈”，造成大量的資源浪費和環境污染。《電石行業“十二五”發展規劃》提出，到2015年控制電石產能在2800萬噸左右，大型密閉式電石爐比重提高到80%以上，基本實現電石爐氣綜合利用的目標。預計到2015年我國電石產量2400萬噸，按密閉式電石爐占80%計，其產量超過1920萬噸，副產的電石爐氣總量超過76億Nm³，以CO濃度50～75%，H₂濃度17～28%計算，可制得20～28億Nm³的純甲烷，產生巨大的經濟和社會效益。

我國常規天然氣資源量約為35-38萬億Nm³，占世界總量的2%；其中可采資源量10-12萬億Nm³，人均天然氣剩余可采儲量僅相當于世界平均水平的6%。天然氣作為一種優質清潔能源，目前在我國一次能源消費中的比重僅為3.9%，遠遠低于世界23.7%的平均水平。

隨著城市化的發展，我國天然氣消費增速超過產量增速，進口量逐年增加。2010年我國天然氣消費量達到1072億Nm³，進口天然氣166億Nm³。據國務院發展研究中心預測，到2015年我國天然氣消費量將增加到1500億Nm³，需進口400億Nm³；到2020年消費量增加到3000億Nm³，屆時約有40%依賴進口。近年來國家鼓勵非常規天然氣的開發和生產，包括開展煤層氣、垃圾填埋氣、頁巖氣、焦爐氣等制備非常規天然氣的研究和開發，以彌補天然氣需求的不足。

根據電石爐氣的組分特點，將其制備成非常規天然氣，同時副產食品級CO₂，在經濟上和技術上均是可行的。

食品級CO₂?主要用于啤酒和碳酸飲料行業、煙草行業、食品保鮮及CO₂超臨界萃取技術領域。