利用烟道气制液化天然气的工艺与系统技术方案

本发明专利技术的利用烟道气制液化天然气的工艺与系统，其中，利用烟道气制液化天然气的系统包括：二氧化碳回收装置、气柜、二氧化碳回收装置、压缩机、甲烷合成反应器、液化分离装置，液化分离装置与甲烷合成反应器通过管路连接。本发明专利技术的利用烟道气制液化天然气的工艺，包括：回收烟道气中的二氧化碳；混合焦炉气与步骤一得到的二氧化碳；压缩上一步骤得到的混合气；使混合气中的氢气与二氧化碳反应生成甲烷；对甲烷化的混合气液化分离处理。本发明专利技术的技术方案的优点是：将烟道气中的CO2转变成CH4，减少了CO2的排放同时，增加了液化天然气的产量，节能环保；将液化分离装置中的富氢气返回至气柜，增加了氢气的利用率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及废气回收利用领域，特别是涉及一种利用烟道气制液化天然气的工艺与系统。
技术介绍
我国是世界上第一大焦炭生产国，目前焦炭总产能约为5亿吨，2015年焦炭产量为4.48亿吨，并副产数量巨大的焦炉气。这些气体除自用、民用及商用燃料外，每年放散的焦炉气超过200亿m3。焦炉气甲烷化制天然气具有变废为宝的功能，目前甲烷化工艺主要有：托普索公司的甲烷化技术、戴维甲烷化技术以及鲁奇甲烷化技术。其主要反应为氢气和CO及CO2反应生成CH4和H2O并放出热量，反应化学式为：CO+3H2→CH4+H2O△H298K＝-206.2KJ/molCO2+4H2→CH4+2H2O△H298K＝-165.0KJ/mol生成的甲烷可以制成CNG也可以直接液化分离成液化天然气，反应放出的热量生成高温高压蒸汽。由于液化天然气是常温常压下天然气体积的1/625，因此将天然气直接液化可以大大节约储运空间和成本，运输方式更为灵活，而且提高了燃烧性能，依次随着低温分离技术的发展，将气体液化制液化天然气的应用也越来越多。由于焦炉煤气中的氢气是富裕的，而碳是不足的，典型的焦炉气成分如表1所示。表1成分CH4N2CO2COH2C2H6含量，mol％24.74.52.87.457.82对于化工厂来说，碳的来源非常丰富，其中可以利用的有烟道气，烟道气中CO2含量约为13％，烟道气的典型成分如表2所示，CO2直接排放会增加温室效应，污染环境，带来极大浪费。表2成分N2CO2COO2H2O含量，mol％64.412.95.59.28
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种可以烟道气充分利用的利用烟道气制液化天然气的工艺与系统。本专利技术的利用烟道气制液化天然气的系统，包括：用于回收烟道气中的二氧化碳的二氧化碳回收装置，与烟道气气源通过管道连接；用于将焦炉气、二氧化碳、富氢气混合得到混合气的气柜，气柜的进气口与焦炉气气源通过第一管路连接；二氧化碳回收装置的二氧化碳出气口与气柜的进气口通过第二管路连接；用于压缩混合气的压缩机，压缩机的进气口与气柜的出气口通过管路连接；用于使混合气中的氢气与二氧化碳反应生成甲烷的甲烷合成反应器，与压缩机通过管路连接；用于对甲烷化的混合气液化分离处理，使甲烷化的混合气分离出液化天然气、富氢气和富氮气的液化分离装置，与甲烷合成反应器通过管路连接，液化分离装置的富氢气出口与气柜的进气口通过第三管路连接。本专利技术的利用烟道气制液化天然气的系统，其中，还包括：用于对混合气净化处理，使混合气脱萘、脱焦油、脱硫的净化装置，净化装置的进气口与压缩机的出气口通过管路连接，净化装置的出气口与甲烷合成反应器的进气口通过管路连接。本专利技术的利用烟道气制液化天然气的系统，其中，甲烷合成反应器与液化分离装置之间设置有用于在液化分离处理之前对甲烷化的混合气干燥纯化处理，使甲烷化的混合气脱水脱碳的分子筛，分子筛为4A分子筛或13X分子筛。本专利技术的利用烟道气制液化天然气的系统，其中，压缩机可以是往复压缩机或螺杆压缩机或离心压缩机。本专利技术的利用烟道气制液化天然气的系统，其中，二氧化碳回收装置为胺液吸收塔或变压吸附塔。本专利技术的利用烟道气制液化天然气的工艺，包括：步骤一、回收烟道气中的二氧化碳；步骤二、混合焦炉气与步骤一得到的二氧化碳；步骤三、压缩上一步骤得到的混合气；步骤四、使混合气中的氢气与二氧化碳反应生成甲烷；步骤五、对甲烷化的混合气液化分离处理，使甲烷化的混合气分离出液化天然气、富氢气和富氮气；步骤六、回收烟道气中的二氧化碳；步骤七、混合焦炉气、上一步骤得到的二氧化碳以及从甲烷化的混合气分离出的富氢气，得到混合气；步骤八、压缩上一步骤得到的混合气；步骤九、使混合气中的氢气与二氧化碳反应生成甲烷；步骤十、对甲烷化的混合气液化分离处理，使甲烷化的混合气分离出液化天然气、富氢气和富氮气；重复步骤六至步骤十。本专利技术的利用烟道气制液化天然气的工艺，其中，还包括：压缩混合气之后对混合气净化处理，使混合气脱萘、脱焦油、脱硫。本专利技术的利用烟道气制液化天然气的工艺，其中，还包括：在液化分离处理之前对甲烷化的混合气干燥纯化处理，使甲烷化的混合气脱水脱碳。本专利技术的技术方案的优点是：将烟道气中的CO2转变成CH4，减少了CO2的排放同时，增加了液化天然气的产量，节能环保；将液化分离装置中的富氢气返回至气柜，增加了氢气的利用率。附图说明图1为本专利技术的利用烟道气制液化天然气的系统的结构示意图。具体实施方式如图1所示，本专利技术的利用烟道气制液化天然气的系统，包括：用于回收烟道气中的二氧化碳的二氧化碳回收装置1，与烟道气气源通过管道连接；用于将焦炉气、二氧化碳、富氢气混合得到混合气的气柜2，气柜的进气口与焦炉气气源通过第一管路11连接；二氧化碳回收装置的二氧化碳出气口与气柜的进气口通过第二管路12连接；用于压缩混合气的压缩机3，压缩机3的进气口与气柜2的出气口通过管路连接；用于使混合气中的氢气与二氧化碳反应生成甲烷的甲烷合成反应器4，与压缩机通过管路连接；用于对甲烷化的混合气液化分离处理，使甲烷化的混合气分离出液化天然气、富氢气和富氮气的液化分离装置5，与甲烷合成反应器通过管路连接，液化分离装置5的富氢气出口与气柜2的进气口通过第三管路13连接。本专利技术的利用烟道气制液化天然气的系统，其中，还包括：用于对混合气净化处理，使混合气脱萘、脱焦油、脱硫的净化装置6，净化装置6的进气口与压缩机的出气口通过管路连接，净化装置6的出气口与甲烷合成反应器的进气口通过管路连接。本专利技术的利用烟道气制液化天然气的系统，其中，甲烷合成反应器与液化分离装置之间设置有用于在液化分离处理之前对甲烷化的混合气干燥纯化处理，使甲烷化的混合气脱水脱碳的分子筛7，分子筛7为4A分子筛或13X分子筛。本专利技术的利用烟道气制液化天然气的系统，其中，压缩机3可以是往复压缩机或螺杆压缩机或离心压缩机。本专利技术的利用烟道气制液化天然气的系统，其中，二氧化碳回收装置1为胺液吸收塔或变压吸附塔。本专利技术的利用烟道气制液化天然气的系统，其中，液化分离装置5为冷箱，冷箱里本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用烟道气制液化天然气的系统，其特征在于，包括：用于回收烟道气中的二氧化碳的二氧化碳回收装置，与烟道气气源通过管道连接；用于将焦炉气、二氧化碳、富氢气混合得到混合气的气柜，气柜的进气口与焦炉气气源通过第一管路连接；二氧化碳回收装置的二氧化碳出气口与气柜的进气口通过第二管路连接；用于压缩混合气的压缩机，压缩机的进气口与气柜的出气口通过管路连接；用于使混合气中的氢气与二氧化碳反应生成甲烷的甲烷合成反应器，与压缩机通过管路连接；用于对甲烷化的混合气液化分离处理，使甲烷化的混合气分离出液化天然气、富氢气和富氮气的液化分离装置，与甲烷合成反应器通过管路连接，液化分离装置的富氢气出口与气柜的进气口通过第三管路连接。

【技术特征摘要】
1.一种利用烟道气制液化天然气的系统，其特征在于，包括：
用于回收烟道气中的二氧化碳的二氧化碳回收装置，与烟道气气源通过管
道连接；
用于将焦炉气、二氧化碳、富氢气混合得到混合气的气柜，气柜的进气口
与焦炉气气源通过第一管路连接；二氧化碳回收装置的二氧化碳出气口与气柜
的进气口通过第二管路连接；
用于压缩混合气的压缩机，压缩机的进气口与气柜的出气口通过管路连
接；
用于使混合气中的氢气与二氧化碳反应生成甲烷的甲烷合成反应器，与压
缩机通过管路连接；
用于对甲烷化的混合气液化分离处理，使甲烷化的混合气分离出液化天然
气、富氢气和富氮气的液化分离装置，与甲烷合成反应器通过管路连接，液化
分离装置的富氢气出口与气柜的进气口通过第三管路连接。
2.如权利要求1所述的利用烟道气制液化天然气的系统，其特征在于，
还包括：用于对混合气净化处理，使混合气脱萘、脱焦油、脱硫的净化装置，
净化装置的进气口与压缩机的出气口通过管路连接，净化装置的出气口与甲烷
合成反应器的进气口通过管路连接。
3.如权利要求2所述的利用烟道气制液化天然气的系统，其特征在于，
甲烷合成反应器与液化分离装置之间设置有用于在液化分离处理之前对甲烷
化的混合气干燥纯化处理，使甲烷化的混合气脱水脱碳的分子筛，分子筛为
4A分子筛或13X分子筛。
4.如权利要求3所述的利用烟道...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝凯钟，陈武，
申请(专利权)人：北京中科瑞奥能源科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11