[發(fā)明專利]轉(zhuǎn)爐尾氣制備天然氣的方法和采用該方法的生產(chǎn)裝置

有效

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• 申請日: 2014-05-27
• 公開（公告）號: CN104031704A
• 公開（公告）日: 2014-09-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 顧君堯
• 申請（專利權(quán)）人: 顧君堯
• 主分類號: C10L3/08
• 分類號: C10L3/08
• 代理公司: 北京市卓華知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11299
• 代理人: 申率

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種轉(zhuǎn)爐尾氣制備天然氣的方法以及采用這種方法生產(chǎn)天然氣的生產(chǎn)裝置。

背景技術(shù)

轉(zhuǎn)爐尾氣是轉(zhuǎn)爐煉鋼過程中產(chǎn)生的，鐵水中的碳在高溫下和吹入的氧反應(yīng)生成主要包含一氧化碳、二氧化碳和氮氣的混合氣體，一氧化碳的占比通常為近50%，據(jù)悉頂吹氧轉(zhuǎn)爐尾氣中一氧化碳的含量可高達60～80%，由于轉(zhuǎn)爐尾氣的發(fā)生量在冶煉過程中并不均衡，成分也有變化，不同工藝和操作方式下轉(zhuǎn)爐尾氣的成分差異更大。由于轉(zhuǎn)爐尾氣中含有大量的可燃燒物質(zhì)一氧化碳，屬于中等熱值的可燃氣體，現(xiàn)有一種常見的利用方式為作為工業(yè)窯爐的燃料，但這種利用方式受用氣設(shè)備的限制，應(yīng)用范圍不大，因此急需要找到一種更為廣泛的使用方式，避免目前因找不到適宜的出路而不得不排空或點天燈，以充分利用這些被浪費掉的物質(zhì)資源，并且消除因排放對環(huán)境造成的污染。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本發(fā)明提供了一種轉(zhuǎn)爐尾氣制備天然氣的方法，還提供了采用這種方法制備天然氣的生產(chǎn)裝置，這種方法和裝置將轉(zhuǎn)爐尾氣作為原料氣，生產(chǎn)出用途廣、價值高、使用方便的天然氣。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：

一種轉(zhuǎn)爐尾氣制備天然氣的方法，以轉(zhuǎn)爐尾氣和焦?fàn)t煤氣為原料氣，將轉(zhuǎn)爐尾氣先行存入轉(zhuǎn)爐尾氣的儲氣容器中，選定和/或調(diào)節(jié)所述轉(zhuǎn)爐尾氣和焦?fàn)t煤氣之間的配比，將所述轉(zhuǎn)爐尾氣和焦?fàn)t煤氣一同送入甲烷化裝置中，依靠原料氣中的氫與原料氣中的一氧化碳和二氧化碳進行甲烷化反應(yīng)，將一氧化碳和二氧化碳轉(zhuǎn)換為甲烷，從甲烷化反應(yīng)后的氣體中分離出氮氣，形成由甲烷組成的天然氣。

一種轉(zhuǎn)爐尾氣制備天然氣的生產(chǎn)裝置，包括前后順序連接的甲烷化裝置和氮分離裝置，所述甲烷化裝置連接轉(zhuǎn)爐尾氣供氣管和焦?fàn)t煤氣供氣管，所述轉(zhuǎn)爐尾氣供氣管連接有轉(zhuǎn)爐尾氣的儲氣容器，選定和/或調(diào)節(jié)所述轉(zhuǎn)爐尾氣和焦?fàn)t煤氣之間的配比，將所述轉(zhuǎn)爐尾氣和所述焦?fàn)t煤氣通過所述轉(zhuǎn)爐尾氣供氣管和焦?fàn)t煤氣供氣管送入所述甲烷化裝置，依靠原料氣中的氫與原料氣中的一氧化碳和二氧化碳進行甲烷化反應(yīng)，將一氧化碳和二氧化碳轉(zhuǎn)換為甲烷，所述甲烷化裝置排出的氣體進入后序的氮分離裝置，通過所述氮分離裝置將其中的氮分離出來，形成由甲烷組成的天然氣，所述氮分離裝置設(shè)有天然氣出口和氮氣出口。

本發(fā)明的有益效果為：

由于以轉(zhuǎn)爐尾氣用作制備天然氣的原料，生產(chǎn)出來的天然氣符合規(guī)定的天然氣標(biāo)準(zhǔn)，由此實現(xiàn)了轉(zhuǎn)爐尾氣的資源化利用，避免了因放空或點天燈帶來的資源浪費和環(huán)境污染。

由于在轉(zhuǎn)爐尾氣進入甲烷化裝置之前，先進入儲氣容器，迅速與儲氣容器中原有的轉(zhuǎn)爐尾氣混合，形成成分相對穩(wěn)定的輸出，由此在很大程度上克服了轉(zhuǎn)爐尾氣成分和流量不穩(wěn)定的缺陷，保證了甲烷化反應(yīng)的穩(wěn)定進行。

由于將現(xiàn)有技術(shù)下另一種可用于制備天然氣的焦?fàn)t煤氣加入反應(yīng)體系中，增加了體系中氫的比例，由此克服了轉(zhuǎn)爐尾氣中因氫元素不足而需要增加氫源的缺陷，同時也克服了焦?fàn)t煤氣因氫含量過高而需要在甲烷化反應(yīng)之后或之前將多余的氫分離出去的缺陷，實現(xiàn)了這兩種煤氣在成分上的互補，通過適當(dāng)選定和/或調(diào)節(jié)兩種原料氣的配比，可以使體系內(nèi)H₂、CO和CO₂的相對比例適應(yīng)于甲烷化反應(yīng)的要求，使體系內(nèi)的碳、氫成分幾乎全部都參與甲烷化反應(yīng)，剩余的氫氣和/或碳氧化物可以嚴(yán)格控制在規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)允許的范圍之內(nèi)，由此不僅提高了甲烷的產(chǎn)率，而且還節(jié)省了后續(xù)氣體分離的費用。

附圖說明

圖1是本發(fā)明生產(chǎn)方法的流程示意圖;

圖2是本發(fā)明生產(chǎn)裝置一種實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明生產(chǎn)裝置另一種實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

參見圖1，本發(fā)明提供了一種轉(zhuǎn)爐尾氣制備天然氣的方法，以轉(zhuǎn)爐尾氣和焦?fàn)t煤氣為原料氣，將轉(zhuǎn)爐尾氣先行存入轉(zhuǎn)爐尾氣的儲氣容器中，選定和/或調(diào)節(jié)所述轉(zhuǎn)爐尾氣和焦?fàn)t煤氣之間的配比，將所述轉(zhuǎn)爐尾氣和焦?fàn)t煤氣一同送入甲烷化裝置中，依靠原料氣中的氫與原料氣中的一氧化碳和二氧化碳進行甲烷化反應(yīng)，將一氧化碳和二氧化碳轉(zhuǎn)換為甲烷，從甲烷化反應(yīng)后的氣體中分離出氮氣，形成由甲烷組成的天然氣。