[發(fā)明專利]焦?fàn)t氣體處理系統(tǒng)及其方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710414461.7
• 申請(qǐng)日: 2017-06-05
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108977242B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-08-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡立舜;薛俊利;李世光;畢喜婧;張潔;孔祥東;安德魯·菲利普·夏皮羅
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 通用電氣公司
• 主分類號(hào): H01M8/00
• 分類號(hào): H01M8/00;C10L3/08;C07C1/04;C07C9/04
• 代理公司: 上海專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 31100
• 代理人: 侯穎媖

本公開(kāi)提供了一種焦?fàn)t氣體處理方法，其包括將焦?fàn)t氣體供給到用于生產(chǎn)甲烷的甲烷化單元和用于向焦?fàn)t或執(zhí)行焦?fàn)t氣體處理方法的焦?fàn)t氣體處理系統(tǒng)中的至少之一提供電力的固體氧化物燃料電池的步驟。本公開(kāi)還提供了一種焦?fàn)t氣體處理系統(tǒng)，其包括用于從焦?fàn)t氣體生產(chǎn)甲烷的甲烷化單元；以及用于從焦?fàn)t氣體產(chǎn)生電力并向焦?fàn)t氣體處理系統(tǒng)供電的發(fā)電單元。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明一般涉及焦?fàn)t工業(yè)，更具體地說(shuō)，涉及焦?fàn)t氣體處理系統(tǒng)及其方法。

背景技術(shù)

焦?fàn)t氣體(COG)是在焦?fàn)t中制造焦炭的副產(chǎn)物。COG含有大約23-27％的甲烷(CH₄)，55-60％的氫氣(H₂)，5-8％的一氧化碳(CO)，2-4％的烴(HC)，以及其它如二氧化碳(CO₂)，氮(N₂)和氧(O₂)；COG是一種高價(jià)值的氣體，其熱值約為17-19MkJ/m3。COG還包括雜質(zhì)如H₂S，COS，CS2，HCN，苯，焦油等。

為了利用COG，COG通常轉(zhuǎn)化為液化天然氣(LNG)或壓縮天然氣(CNG)，這為焦炭行業(yè)帶來(lái)額外的價(jià)值。常規(guī)方法主要由焦?fàn)t氣體凈化，甲烷化，分離得到CH4，加壓和低溫液化。該方法的缺點(diǎn)是甲烷化單元和LNG單元以及焦化過(guò)程需要大量的能量。

此外，根據(jù)甲烷化CO+3H₂＝CH₄+H₂O的這一公式，當(dāng)H₂與CO比為3時(shí)，對(duì)于甲烷化反應(yīng)更為適用。然而，從上述內(nèi)容，H₂與CO的比率約為6-12，高于理想比。因此，需要分離和收集過(guò)量的H₂。因此，需要更好的解決方案，可以帶來(lái)更多的經(jīng)濟(jì)效益。

發(fā)明內(nèi)容

在一個(gè)實(shí)施方案中，本公開(kāi)提供了一種焦?fàn)t氣體處理方法，其包括將焦?fàn)t氣體輸送到用于產(chǎn)生甲烷的甲烷化單元和用于向焦?fàn)t或執(zhí)行焦?fàn)t氣體處理方法的焦?fàn)t氣體處理系統(tǒng)至少之一供電的固體氧化物燃料電池的步驟。

在另一個(gè)實(shí)施方案中，本公開(kāi)提供了一種焦?fàn)t氣體處理系統(tǒng)，其包括用于從焦?fàn)t氣體生產(chǎn)甲烷的甲烷化單元；以及用于從焦?fàn)t氣體產(chǎn)生電力并向焦?fàn)t氣體處理系統(tǒng)供電的發(fā)電單元。

在另一個(gè)實(shí)施方案中，本公開(kāi)提供了一種系統(tǒng)，其包括焦?fàn)t系統(tǒng)，該焦?fàn)t系統(tǒng)包括焦?fàn)t并且配置成輸出焦?fàn)t氣體或焦?fàn)t氣體的多個(gè)分開(kāi)的組成部分中的至少一個(gè)；發(fā)電單元；以及甲烷化單元，其被配置為從所述焦?fàn)t氣體，從焦?fàn)t氣體中的一個(gè)或多個(gè)分開(kāi)的組成部分或所述發(fā)電單元的一個(gè)或多個(gè)氣體輸出產(chǎn)生甲烷；其中所述發(fā)電單元被配置為從所述焦?fàn)t氣體，從焦?fàn)t氣體中的一個(gè)或多個(gè)分開(kāi)的組成部分或從所述甲烷化單元的一個(gè)或多個(gè)氣體輸出產(chǎn)生能量，并將能量供應(yīng)到焦?fàn)t系統(tǒng)或甲烷化單元中至少之一。

附圖說(shuō)明

通過(guò)參照附圖閱讀以下詳細(xì)描述，本發(fā)明的這些和其它特征、方面及優(yōu)點(diǎn)會(huì)變得更好理解，在附圖中，相似的元件標(biāo)號(hào)在全部附圖中用于表示相似的部件，其中：

圖1是根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施例的焦?fàn)t氣體處理系統(tǒng)的框圖。

圖2是根據(jù)本公開(kāi)的另一個(gè)實(shí)施例的焦?fàn)t氣體處理系統(tǒng)的框圖。

圖3是根據(jù)本公開(kāi)的另一實(shí)施例的焦?fàn)t氣體處理系統(tǒng)的框圖。

圖4是根據(jù)本公開(kāi)的另一個(gè)實(shí)施例的焦?fàn)t氣體處理系統(tǒng)的框圖。

圖5是根據(jù)本公開(kāi)的另一實(shí)施例的焦?fàn)t氣體處理系統(tǒng)的框圖。

圖6是根據(jù)本公開(kāi)的另一實(shí)施例的焦?fàn)t氣體處理系統(tǒng)的框圖。

圖7是根據(jù)本公開(kāi)的另一實(shí)施例的焦?fàn)t氣體處理系統(tǒng)的框圖。

圖8是根據(jù)本公開(kāi)的另一實(shí)施例的焦?fàn)t氣體處理系統(tǒng)的框圖。

圖9是根據(jù)本公開(kāi)的另一實(shí)施例的焦?fàn)t氣體處理系統(tǒng)的框圖。