一种含氧含氮煤层气合成尿素的系统和方法技术方案
【技术实现步骤摘要】
一种含氧含氮煤层气合成尿素的系统和方法
本专利技术属于非常规天然气(煤层气/煤矿瓦斯)的化工利用
，特别涉及一种含氧含氮煤层气合成尿素的系统和方法。
技术介绍
我国煤层气资源十分丰富，是世界上继俄罗斯、加拿大之后的第三大煤层气储量国。我国埋深2000米以浅的瓦斯资源量达31.46万亿立方米，与陆上常规天然气资源量相当。煤矿区煤层气主要有两种开采方式：地面抽采和井下排采。其中地面抽采煤层气(CBM)具有较高浓度，甲烷含量一般都在90％以上，可直接制成压缩气(CNG)或液化气(LNG)向外输送利用，利用率较高；井下排采煤层气(CMM)因为在开采过程中混入大量空气，煤层气甲烷浓度不高(20％～50％)，一般需要经过多级提分离提纯才能制成CNG或LNG，利用成本较大，利用率不高。据公开资料表明，我国2013年地面抽采煤层气30亿立方米，利用率76.7％，井下排采煤层气126亿立方米，利用率34.1％。可见，提高井下排采煤层气的利用率是煤矿区煤层气减排利用的关键。井下排采煤层气利用率不高的主要原因是甲烷浓度不高，而且含有氧气，燃烧使用容易产生爆炸危险，因此我国《煤矿安...
【技术保护点】
一种含氧含氮煤层气合成尿素的系统，包括原料气净化器(1)，其特征在于：原料气净化器(1)入口与含氧含氮煤层气输入管道相连接，原料气净化器(1)出口与配气装置(2)入口相连接，配气装置(2)入口还与空气管道和甲烷气管道相连接，配气装置(2)出口分成两路，分别与甲烷自热重整炉(3)的反应通道入口和加热通道入口相连接，另外，甲烷自热重整炉(3)的反应通道入口还与水蒸气供应管道相连接，甲烷自热重整炉(3)的加热通道出口与废热锅炉(4)的烟气入口相连接，废热锅炉(4)的水蒸汽出口与水蒸气供应管道相连接，甲烷自热重整炉(3)的反应通道出口与气气换热器(5)的热气流入口端相连接，气气换热...
【技术特征摘要】
1.一种含氧含氮煤层气合成尿素的系统，包括原料气净化器(1)，其特征在于：原料气净化器(1)入口与含氧含氮煤层气输入管道相连接，原料气净化器(1)出口与配气装置(2)入口相连接，配气装置(2)入口还与空气管道和甲烷气管道相连接，配气装置(2)出口分成两路，分别与甲烷自热重整炉(3)的反应通道入口和加热通道入口相连接，另外，甲烷自热重整炉(3)的反应通道入口还与水蒸气供应管道相连接，甲烷自热重整炉(3)的加热通道出口与废热锅炉(4)的烟气入口相连接，废热锅炉(4)的水蒸汽出口与水蒸气供应管道相连接，甲烷自热重整炉(3)的反应通道出口与气气换热器(5)的热气流入口端相连接，气气换热器(5)的热气流出口端与水煤气变换炉(6)入口相连接，水煤气变换炉(6)入口还与水蒸气管道相连接，水煤气变换炉(6)出口与水冷器(7)入口相连接，水冷器(7)出口与水分离器(8)入口相连接，水分离器(8)气流出口与CO2分离装置(9)入口相连接，CO2分离装置(9)的CO2气流出口与尿素合成塔(14)入口相连接，CO2分离装置(9)的H2/N2气流出口与气气换热器(5)的冷气流入口端相连接，气气换热器(5)的冷气流出口端与甲烷化炉(10)入口相连接，甲烷化炉(10)出口与压缩机(11)入口相连接，压缩机(11)出口与氨合成塔(12)入口相连接，氨合成塔(12)出口与液氨分离器(13)入口相连接，液氨分离器(13)的液氨出口与尿素合成塔(14)入口相连接，液氨分离器(13)的H2/N2气流出口与压缩机(11)入口相连接。2.根据权利要求1所述的一种含氧含氮煤层气合成尿素的系统的合成方法，包括以下步骤：煤矿井下排采的含氧含氮煤层气经过管道引入原料气净化器(1)，去除粉尘和H2S杂质后，进入配气装置(2)，通过补充甲烷气或空气的方式来调节煤层气中甲烷浓度，使得煤层气中甲烷和空气的比例分别为42％和58％，配气装置(2)输出的甲烷和空气混合气一部分作为原料气，与水蒸气按比例混合后送入甲烷自热重整炉(3)的反应通道，在催化剂作用下进行重整反应，主反应方程式如下：CH4+1/2O2→CO+2H2(1)CH4+H2O→CO+3H2(2)配气装置(2)输出的甲烷和空气混合气的另外一...
【专利技术属性】
技术研发人员：汪世清，郜时旺，肖天存，刘练波，许世森，
申请(专利权)人：中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11
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