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电石炉尾气制备天然气的方法和采用该方法的生产装置制造方法及图纸

技术编号:10404217 阅读:111 留言:0更新日期:2014-09-10 13:33
本发明专利技术涉及一种电石炉尾气制备天然气的方法及采用这种方法产生天然气的生产装置,所述方法以电石炉尾气为原料,经过净化后送入甲烷化装置,将焦炉煤气送入所述甲烷化装置中,依靠原料气中的氢对原料气中的一氧化碳和二氧化碳进行甲烷化反应,生成甲烷,从甲烷化反应后的气体中分离出氮气,形成由甲烷组成的天然气,所述电石炉尾气和所述焦炉煤气之间的体积比优选为1:11-13,所述生产装置包括相互连接的甲烷化装置和氮分离装置,所述氮分离装置的氮气出口接入干熄焦的氮气循环系统。本发明专利技术工艺设计合理,成本低,实现了电石炉尾气的资源化利用,避免了资源浪费和环境污染,提高了经济效益。

【技术实现步骤摘要】
电石炉尾气制备天然气的方法和采用该方法的生产装置
本专利技术涉及一种电石炉尾气制备天然气的方法及采用该方法生产天然气的生产装置。
技术介绍
电石炉尾气是在电石生产过程中排放的废气,据悉目前我国每年产生的电石炉尾气超过150亿立方米,绝大部分都被放空或“点天灯”,由于电石炉尾气的主要成分为一氧化碳并含有一定比例的氮气,人们曾尝试将其直接作为燃料气使用,但因其燃烧热值较低,大约仅为5.23-5.86 MJ/Nm3,除了现场使用外,不宜长距离输送,另外人们也尝试了从电石炉尾气中提纯一氧化碳或进而制备二氧化碳,但实际中也存在较大的技术难度和较高的成本。因此,如何为电石炉尾气找到可行的资源化利用的途径就成为摆在人们面前的一个难题。
技术实现思路
为了克服现有技术的上述缺陷,本专利技术提供了一种电石炉尾气制备天然气的方法,还提供了采用这种方法制备天然气的生产装置,以期为电石炉尾气找到一种可行的资源化利用的途径,避免或减少资源浪费和环境污染。本专利技术所采用的技术方案为: 一种电石炉尾气制备天然气的方法,其以电石炉尾气为原料,经过净化后送入甲烷化装置,将焦炉煤气送入所述甲烷化装置中,依靠原料气(送入的电石炉尾气和焦炉煤气)中的氢对原料气中的一氧化碳和二氧化碳进行甲烷化反应,生成甲烷,从甲烷化反应后的气体中分离出氮气,形成由甲烷组成的天然气。一种电石炉尾气制备天然气的生产装置,其包括前后顺序连接的甲烷化装置和氮分离装置,根据用作原料的电石炉尾气和焦炉煤气中h2、CO和CO2的含量,计算电石炉尾气和焦炉煤气之间的配比,将电石炉尾气和焦炉煤气送入甲烷化装置中,依靠原料气中的氢对原料气中的一氧化碳和二氧化碳进行甲烷化反应,经过甲烷化反应后的气体进入氮,依靠原料气中的氢对原料气中的一氧化碳和二氧化碳进行甲烷化反应,分离装置进行氮与甲烷之间的气体分离,所述氮分离装置设有天然气出口和氮气出口。本专利技术的有益效果为: 由于以电石炉尾气用作制备天然气的原料,并且生产出来的天然气符合规定的天然气标准,由此实现了电石炉尾气的资源化利用,避免了因放空或点天灯带来的资源浪费和环境污染。根据电石炉尾气的特点,将现有技术下另一种可用作制备天然气原料的焦炉煤气加入反应体系中,以焦炉煤气中所含的氢对体系内的碳氧化物(一氧化碳和二氧化碳)进行还原反应(甲烷化反应),克服了电石炉尾气中因氢元素不足(几近于零)而需要增加氢源的缺陷,同时也克服了焦炉煤气因氢含量过高而需要在甲烷化反应后进行氢与甲烷之间的气体分离的缺陷,实现了这两种煤气在成分上的互补,两种煤气中的碳、氢成分几乎都参与甲烷化反应,剩余的氢气及一氧化碳和二氧化碳含量可以严格控制在规定标准允许的范围之内,由此不仅提高了甲烷的产率,而且还节省了后续的气体分离的费用。可以在甲烷化设备后面设置热交换器进行气体降温,适应了后续工艺的要求,同时还可以通过热交换器实现对热能的回收和利用,进一步避免了资源浪费。【附图说明】图1是本专利技术生产方法的流程示意图; 图2是本专利技术生产装置的结构示意图。【具体实施方式】参见图1,本专利技术提供了一种电石炉尾气制备天然气的方法,其以电石炉尾气为原料,经过净化后送入甲烷化装置,将焦炉煤气送入所述甲烷化装置中,依靠原料气中的氢对原料气中的一氧化碳和二氧化碳进行甲烷化反应,生成甲烷,从甲烷化反应后的气体中分离出氮气,形成由甲烷组成的天然气。由于甲烷化装置中参与反应的气体成分含量很低,对甲烷化反应的影响较小,通常在计算中可以不予考虑,只依据参与甲烷化反应的H2、CO和CO2三者之间的比例要求,根据用作原料的电石炉尾气和焦炉煤气中H2、C0和CO2的含量,计算电石炉尾气和焦炉煤气之间的配比,使反应后气 体中H2、C0和CO2的含量符合天热气的限定标准。所述甲烷化反应的产物为甲烷和水,涉及一氧化碳和二氧化碳的甲烷化反应的主要反应式为:CO + 3H2 = CH4 + H2O + 206KJ/mol(I)CO2 + 4H2 = CH4 + 2H20 + 165KJ/mol(2) 依据上述甲烷化反应方式的比例关系选择和确定电石炉尾气和焦炉煤气之间的配比,使全部原料气中的氢、一氧化碳和二氧化碳基本上都参与甲烷化反应,由此不需要另外添加氢源,也不需要对反应后气体中进行氢气和甲烷之间的气体分离,同时反应后气体中的甲烷化程度高,除因实际工艺上的限制外,基本上不存在一氧化碳和二氧化碳,而氢的含量也可以近乎于零或者在符合天然气要求的情况下略有一定余量的氢气,以实现工艺过程的优化,有利于甲烷化的充分实现,提高甲烷的产率,并保证体系运行的可靠性和抗冲击能力。所述焦炉煤气是炼焦的副产品,其组成、含量(体积百分比)和热值可见下表:本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电石炉尾气制备天然气的方法,其特征在于以电石炉尾气为原料,经过净化后送入甲烷化装置,将焦炉煤气送入所述甲烷化装置中,依靠原料气中的氢对原料气中的一氧化碳和二氧化碳进行甲烷化反应,生成甲烷,从甲烷化反应后的气体中分离出氮气,形成由甲烷组成的天然气。

【技术特征摘要】
1.一种电石炉尾气制备天然气的方法,其特征在于以电石炉尾气为原料,经过净化后送入甲烷化装置,将焦炉煤气送入所述甲烷化装置中,依靠原料气中的氢对原料气中的一氧化碳和二氧化碳进行甲烷化反应,生成甲烷,从甲烷化反应后的气体中分离出氮气,形成由甲烷组成的天然气。2.如权利要求1所述的电石炉尾气制备天然气的方法,其特征在于依据参与甲烷化反应的H2、CO和CO2三者之间的比例要求,根据用作原料的电石炉尾气和焦炉煤气中H2、C0和CO2的含量,计算电石炉尾气和焦炉煤气之间的配比,使反应后气体中H2、C0和CO2的含量符合天热气的限定标准。3.如权利要求2所述的电石炉尾气制备天然气的方法,其特征在于所述焦炉煤气的添加量采用使甲烷化后的气体中氢含量为0.25-0.8%时的添加量。4.如权利要求3所述的电石炉尾气制备天然气的方法,其特征在于送入所述甲烷化装置的电石炉尾气和焦炉煤气采用经过净化处理的电石炉尾气和焦炉煤气。5.如权利要求1、2、3或4所述的电石炉尾气制备天然气的方法,其特征在于所述电石炉尾气和焦炉煤气之间的体积比为1:11-13。6.如权利要求5所述的电石炉尾气制备天然气的方法,其特征在于采用相互串联的四级或大于四级的甲烷化设备实现和完成所述的甲烷化反应,从最后一级甲烷化设备所排出的气体中引出与所述焦炉煤气等量的循环气体送入第一级甲烷化设备,将全部焦炉煤气送入第一级甲烷化设备, 将所述电石炉尾气分送入第一级之后的各级甲烷化设备,所述第一级之后的各级甲烷化设备的电石炉尾气送入量相等。7.如权利要求6所述的电石炉尾气制备天然气的方法,其特征在于通过设置在甲烷化设备后面的热交换器对经过所述...

【专利技术属性】
技术研发人员:顾君尧
申请(专利权)人:顾君尧
类型:发明
国别省市:北京;11

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