[實用新型]一種甲烷二氧化碳無催化重整制合成氣的設(shè)備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201721673003.7
• 申請日: 2017-12-05
• 公開（公告）號: CN207566865U
• 公開（公告）日: 2018-07-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 聶國印
• 申請（專利權(quán)）人: 聶國印
• 主分類號: C01B3/34
• 分類號: C01B3/34
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本實用新型公開了一種甲烷二氧化碳無催化重整制合成氣的設(shè)備，包括供料系統(tǒng)和熱反應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于供料系統(tǒng)包括混合器，混合器內(nèi)部設(shè)有攪拌器A，底部設(shè)有供料口，頂部與高壓泵一端連接，高壓泵另一端通過輸送管連接分配器，分配器連接電弧加熱器，電弧加熱器通過給料管與反應(yīng)爐連接。將高純甲烷和二氧化碳以等摩爾比進入混合器進行攪拌，并利用高壓泵將攪拌后的混合氣體加壓、加熱送入反應(yīng)爐中發(fā)生反應(yīng)生成氫氣和一氧化碳排出。本實用新型實現(xiàn)了溫室氣體二氧化碳資源化利用；甲烷二氧化碳重整不消耗水，而是大量利用二氧化碳，降低能耗的同時并緩解溫室氣體減排壓力；又生成了一比一的高純度氫氣和一氧化碳合成氣，屬于綠色化學(xué)領(lǐng)域；具有巨大的經(jīng)濟效益，又有顯著地社會效應(yīng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種甲烷二氧化碳制合成氣的設(shè)備，尤其涉及一種甲烷二氧化碳無催化重整制合成氣的設(shè)備。

背景技術(shù)

天然氣化工已成為世界化學(xué)工業(yè)的主要支柱，世界上80%的合成氨，90%的甲醇用天然氣為原料。尤其是近年來甲烷制合成氣的火熱，當(dāng)初是甲烷水蒸氣重整制合成氣，由于受催化劑積碳失活的影響，遠遠沒有取得大規(guī)模、大范圍的應(yīng)用；后來人們將甲烷和二氧化碳作為碳源，可以在一定條件下轉(zhuǎn)化為氫氣和一氧化碳合成氣，即稱之為甲烷二氧化碳重整；相比較傳統(tǒng)的甲烷蒸汽重整，甲烷和二氧化碳重整幾乎不消耗水，而是大量利用二氧化碳，降低能耗的同時并緩解溫室氣體減排壓力，因此受到世界的廣泛關(guān)注；然而，該反應(yīng)過程特別容易積碳，抗積碳催化劑和專用反應(yīng)爐被公認為是其技術(shù)實現(xiàn)工業(yè)化的核心難題，因此，國內(nèi)外相關(guān)研發(fā)尚未達到工業(yè)側(cè)線或示范的規(guī)模；很少有人提及甲烷二氧化碳無催化重整。

其實甲烷和二氧化碳無催化重整熱力學(xué)上是可行的，但二者的化學(xué)穩(wěn)定性很高，需要提供很高的活化能才能進行。由于CH₄＋CO₂＝2H₂＋2CO（△H＝247KJ·mol^-1）是強吸熱反應(yīng),在無催化劑條件下很難低溫實現(xiàn)。電弧加熱器一個是將甲烷和二氧化碳混合氣等離子體活化，一個是給重整反應(yīng)提供高強熱量，是實現(xiàn)甲烷和二氧化碳無催化重整的理想工具。

煤炭、石油、生物質(zhì)中存在著各種復(fù)雜的化學(xué)鍵，在1500℃、4.0-6.5MPa的條件下，1至3秒時間內(nèi)各種化學(xué)鍵均斷裂，只保留了氫氫鍵和碳氧鍵，充分說明甲烷和二氧化碳無催化重整是能實現(xiàn)的。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的另一目的在于提供一種甲烷二氧化碳無催化重整制合成氣的設(shè)備，此設(shè)備能夠使高純甲烷和二氧化碳混合成均勻等摩爾混合氣體，并加壓、加熱反應(yīng)制成氫氣和一氧化碳的合成氣；并且，此甲烷二氧化碳無催化重整制合成氣的設(shè)備中甲烷和二氧化碳重整不消耗水，而是大量利用二氧化碳，在降低能耗的同時緩解溫室氣體減排壓力，可實現(xiàn)溫室氣體二氧化碳資源化利用，具有巨大的經(jīng)濟效益，又有顯著地社會效應(yīng)。

為達到上述技術(shù)目的，本實用新型采用了如下技術(shù)方案：

本實用新型提供了一種甲烷二氧化碳無催化重整制合成氣的設(shè)備，包括供料系統(tǒng)和熱反應(yīng)系統(tǒng)，供料系統(tǒng)包括混合器，混合器內(nèi)部設(shè)有攪拌器A，底部設(shè)有供料口，頂部與高壓泵一端連接，高壓泵另一端通過輸送管連接分配器，分配器連接電弧加熱器，電弧加熱器通過給料管與反應(yīng)爐連接，給料管上設(shè)有單向閥，混合器與分配器均安裝真空閥；熱反應(yīng)系統(tǒng)為反應(yīng)爐，反應(yīng)爐內(nèi)部設(shè)有攪拌器B，反應(yīng)爐頂部出口設(shè)有壓力球閥，壓力球閥與反應(yīng)爐之間設(shè)有密封墊，反應(yīng)爐靠近頂部出口處安裝溫度傳感器和真空閥C。

進一步地，攪拌器A包括輪轂A，輪轂A下部通過軸承A固定在混合器底部，其延伸端與混合器下方電機A輸出端相連，軸承A上部設(shè)有擋板A，擋板A一端固定在混合器底部，另一端通過密封圈A與輪轂A貼合，輪轂A上部通過固定桿A和軸承A固定在混合器內(nèi)部；輪轂A上設(shè)有第一攪拌部和第二攪拌部，第一攪拌部包括凹面向下的圓弧面，凹面內(nèi)側(cè)設(shè)有槳葉角向下的四槳葉螺旋槳，第二攪拌部為槳葉角向上的四槳葉螺旋槳A。