[實用新型]一種外熱式干餾蘭炭尾氣制SNG的裝置

有效

• 申請號: 201420803434.0
• 申請日: 2014-12-18
• 公開（公告）號: CN204342751U
• 公開（公告）日: 2015-05-20
• 發明（設計）人: 易豎棚;譚青;馮雅晨;王磊;楊寬輝
• 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;C10L3/10;C10K1/00;C10K3/04
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司 51214
• 代理人: 曾曉波

技術領域

本發明屬于天然氣制備裝置領域，特別涉及一種利用外熱式干餾蘭炭尾氣制代用天然氣的設備。

背景技術

代用天然氣(SNG：Substitute?Natural?Gas)?可以從含有效成分的煤制氣或工業廢氣經過甲烷化反應制得。隨著化石能源的消耗暴增，能源價格上漲以及大氣環境污染導致對煤制氣及工業廢氣的綜合利用被再次提上日程。其中人工合成代用天然氣有了新的需求。蘭炭又稱半焦，是以侏羅紀不粘煤和弱粘煤為原料，采用中低溫干餾工藝生產的一種高固定碳含量的固體物質，是我國所特有的煤炭資源。其主要分布在我國陜、蒙、晉、寧四省區接壤地帶和新疆部分地區，而以陜西省榆林市神府地區和內蒙古鄂爾多斯市的伊旗、準旗最多。

生產蘭炭時副產蘭炭尾氣，主要成分有H₂、CH₄、CO、CO₂及N₂，此外還含少量低碳烴類（C_nH_m）及微量O₂。蘭炭尾氣中的氫氣、甲烷和一氧化碳都是十分寶貴的化工原料。若以蘭炭尾氣為原料生產天然氣，一方面為蘭炭尾氣的清潔利用提供了一條新的途徑。另一方面變廢為寶，生產的天然氣可以作為我國清潔能源的一個補充，不僅實現了工業排放氣資源化利用，同時也優化了我國能源結構。

蘭炭尾氣中所含有的甲烷含量較低(7%～12%)，若要通過蘭炭尾氣制天然氣，則需要將蘭炭尾氣進行甲烷化反應。然而，現有技術中還沒有利用外熱式干餾蘭炭尾氣制備SNG成熟工藝和設備，如果將現有的甲烷化反應裝置用于外熱式干餾蘭炭尾氣的甲烷化會產生強放熱和反應深度之間的矛盾。

實用新型內容

本實用新型針對上述問題，提供了一種外熱式干餾蘭炭尾氣制SNG的裝置，采用多級甲烷化反應器串聯的方式進行甲烷化反應，可很好的控制反應溫升，工程相對簡單，既保證甲烷化的反應深度，又有效控制放熱，解決蘭炭尾氣甲烷化過程中強放熱和反應深度之間的矛盾，可以針對性地處理蘭炭尾氣，制得熱值高、雜質含量低的天然氣。

本實用新型的目的通過下述技術方案來實現：

一種外熱式干餾蘭炭尾氣制SNG的裝置，包括多個串聯設置的甲烷化反應爐構成的多級甲烷化裝置，第一級甲烷化反應爐的進氣口與水蒸氣供應管道相連。采用多級甲烷化反應器串聯的方式進行甲烷化反應，同時在原料蘭炭尾氣中加入適量水蒸氣適當抑制了甲烷化反應的深度，從而減少了整個反應過程放出的熱量，有利于反應后氣體的冷卻以及整個合成工藝的連續正常運行，可很好的控制反應溫升，工程相對簡單，既保證甲烷化的反應深度，又有效控制放熱，解決蘭炭尾氣甲烷化過程中強放熱和反應深度之間的矛盾，可以針對性地處理蘭炭尾氣，制得熱值高、雜質含量低的天然氣。

作為可選方式，在上述裝置中，各甲烷化反應爐的出氣口與換熱器相連后再連接至下一級甲烷化反應爐的進氣口。各級甲烷化爐出口氣體經換熱器回收熱量降溫并副產蒸汽，通過換熱器降低進入下一級甲烷化反應爐的氣體溫度，有利于進一步控制反應放熱。

作為可選方式，在上述裝置中，所述甲烷化反應爐的部分出氣通過循環回流管道與第一級甲烷化反應爐的進氣口相連。

作為可選方式，在上述裝置中，所述多級甲烷化裝置包括前段甲烷化部分和后段甲烷化部分。

作為可選方式，在上述裝置中，所述前段甲烷化部分由2～4個甲烷化爐串聯組成，后段甲烷化部分由1～2個甲烷化爐串聯組成，前段甲烷化部分與后段甲烷化部分之間設置有冷卻和氣液分離裝置。進一步的，其中前段甲烷化部分由3個甲烷化爐串聯組成，后段甲烷化部分由1個甲烷化爐組成。

作為可選方式，在上述裝置中，所述前段甲烷化部分的最后一級甲烷化爐的部分出氣通過循環回流管道與第一級甲烷化反應爐的進氣口相連。部分甲烷化反應的產品氣重新回到多級甲烷化步驟，形成多級帶循環甲烷化。

作為可選方式，在上述裝置中，還包括耐硫變換爐和脫硫脫碳裝置，所述耐硫變換爐的出氣口與所述脫硫脫碳裝置的進氣口相連，所述脫硫脫碳裝置的出氣口與所述多級甲烷化裝置的進氣口相連。

作為可選方式，在上述裝置中，還包括耐硫變換爐和脫硫脫碳裝置，所述耐硫變換爐的出氣口與所述脫硫脫碳裝置的進氣口相連，所述脫硫脫碳裝置的出氣口與所述多級甲烷化裝置的進氣口相連，所述換熱器中的水蒸氣分別通過管道與第一級甲烷化反應爐的進氣口以及所述耐硫變換爐的進氣口相連。

作為可選方式，在上述裝置中，所述多級甲烷化裝置中的最后一級甲烷化爐的出氣與變壓吸附（PSA）系統相連。