本發(fā)明公開了一種亞臨界水解聚碳?xì)浠衔镏铺烊粴獾姆椒ǎ摲椒òǎ涸诿荛]反應(yīng)器中，將亞臨界水與干煤粉或水煤漿進(jìn)行熱交換氣化，進(jìn)而發(fā)生甲烷化反應(yīng)，制得甲烷氣。本發(fā)明的方法，以亞臨界水作為反應(yīng)劑和熱源劑，通過亞臨界水與干煤粉或水煤漿進(jìn)行熱交換氣化，無需添加催化劑，避免添加催化劑帶來的環(huán)境污染，并且降低了煤制天然氣的成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于煤制天然氣技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種亞臨界水解聚碳?xì)浠衔镏铺烊粴獾姆椒ā?/p>

背景技術(shù)

合成天然氣是一種根據(jù)甲烷化反應(yīng)原理利用相應(yīng)的設(shè)備將含碳資源轉(zhuǎn)化為甲烷的技術(shù)。我國(guó)的能源資源特點(diǎn)是少油、貧氣、富煤。高效、清潔利用廉價(jià)的煤炭資源是解決我國(guó)天然氣供需矛盾的重要途徑。

早在上個(gè)世紀(jì)70年代，煤制天然氣技術(shù)就以成為全球科研領(lǐng)域前沿課題。我國(guó)自進(jìn)入本世紀(jì)以來，在內(nèi)蒙、新疆、陜西、山西等地大規(guī)模投資建設(shè)煤炭甲烷化(煤制天然氣)項(xiàng)目。上述項(xiàng)目雖然緩解了天然氣資源緊缺，但也帶來了污染嚴(yán)重和土地極大浪費(fèi)以及成本居高不下等問題。糾其原因，主要是：傳統(tǒng)煤制天然氣技術(shù)，嚴(yán)重依賴并大量使用價(jià)格昂貴的催化劑和繁復(fù)的工藝。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種亞臨界水解聚碳?xì)浠衔镏铺烊粴獾姆椒ǎ摲椒ㄍㄟ^亞臨界水與干煤粉或水煤漿反應(yīng)，制備甲烷氣；反應(yīng)無需添加催化劑，克服了現(xiàn)有技術(shù)中大量使用“對(duì)環(huán)境產(chǎn)生重度污染的催化劑”作為煤制天然氣核心技術(shù)的缺陷；極大降低了煤制天然氣的成本。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種亞臨界水解聚碳?xì)浠衔镏铺烊粴獾姆椒ǎ摲椒òǎ涸诿荛]反應(yīng)器中，將亞臨界水與干煤粉或水煤漿進(jìn)行熱交換氣化，進(jìn)而發(fā)生甲烷化反應(yīng)，制得甲烷氣。

優(yōu)選地，所述密閉反應(yīng)器中得到的含有甲烷的混合氣體進(jìn)入后段反應(yīng)器，在所述后段反應(yīng)器中進(jìn)一步發(fā)生甲烷化反應(yīng)，制得甲烷氣。

優(yōu)選地，所述亞臨界水為在壓力為0.2-15MPa，溫度為200-1050℃的條件下的亞臨界水；

所述干煤粉的平均粒徑為30-300目；

所述水煤漿包括：干煤粉、水和表面活性劑，所述干煤粉、水和表面活性劑的質(zhì)量比為1：(0.6-1)：(0.001-0.003)。

優(yōu)選地，所述干煤粉為霧化干煤粉，所述水煤漿為霧化水煤漿；

優(yōu)選地，所述亞臨界水與所述霧化干煤粉或所述霧化水煤漿進(jìn)行逆流或錯(cuò)流接觸。

優(yōu)選地，控制所述密閉反應(yīng)器中的反應(yīng)溫度為200-1050℃，優(yōu)選為700-900℃；反應(yīng)壓力為0.2-15Mpa，優(yōu)選為8-12Mpa；

所述干煤粉與亞臨界水的質(zhì)量比為1:1-4，優(yōu)選為1:2-4；所述水煤漿與亞臨界水的質(zhì)量比為1:1-4，優(yōu)選為1:2-4。

優(yōu)選地，控制所述后段反應(yīng)器中的反應(yīng)溫度為200-1050℃，優(yōu)選為700-900℃；反應(yīng)壓力為0.2-15Mpa，優(yōu)選為8-12Mpa。

優(yōu)選地，對(duì)所述后段反應(yīng)器中的含有甲烷的混合氣體進(jìn)行冷卻除雜分離處理。

優(yōu)選地，所述冷卻除雜分離處理依次包括：水激冷脫塵脫硫處理，任選的水洗冷卻脫塵脫硫處理，離心脫水處理和任選的脫硫處理。

優(yōu)選地，所述水激冷脫塵脫硫處理和任選的水洗冷卻脫塵脫硫處理后的氣體溫度降至100℃以下，優(yōu)選為30-80℃；

離心脫水處理的脫水轉(zhuǎn)速為200-1500rpm/min，優(yōu)選為800-1200rpm/min。

優(yōu)選地，所述冷卻除雜分離處理后的產(chǎn)品氣輸送至天然氣管道；

所述冷卻除雜分離處理產(chǎn)生的廢棄物進(jìn)行氣、固、液分離處理。