一种煤气利用方法及制造系统技术方案

本发明专利技术涉及一种煤气利用方法及制造系统，煤气利用方法中先将至少含有CO、N2的混合煤气中的大部分CO进行变换处理得到CO2和H2，再进行脱碳处理，脱出的CO2一部分制作NH4HCO3，再经过低压联醇、醇烃化及氨合成得到醇烃物及NH3，NH3与CO2反应形成NH4HCO3。本发明专利技术提供的煤气利用方法及制造系统，可以将混合煤气充分利用，形成有用的NH4HCO3、NH3、CH3OH及其他醇烃物，故不会出现浪费资源及污染环境的情况。

A Gas Utilization Method and Manufacturing System

The invention relates to a gas utilization method and a manufacturing system. In the gas utilization method, CO2 and H2 are obtained by transforming most of the CO in the mixed gas containing at least CO and N2, then decarbonization is carried out, and part of the CO2 is removed to produce NH4HCO 3. Alcohol hydrocarbons and NH3 are obtained by low-pressure alcoholization, alcoholization and ammonia synthesis, and NH3 reacts with CO2 to form NH4HCO 3. The gas utilization method and manufacturing system provided by the invention can make full use of the mixed gas to form useful NH4HCO3, NH3, CH3OH and other alcohols and hydrocarbons, so that no waste of resources and environmental pollution will occur.

【技术实现步骤摘要】
一种煤气利用方法及制造系统
本专利技术涉及煤化工
，特别是涉及一种煤气利用方法及制造系统。
技术介绍
矿热炉例如硅锰矿热炉、铬铁矿热炉等，在生产矿石的过程中，会产生大量的煤气，煤气的主要成分为CO、N2、CO2、腐蚀性气体及金属氧化物等杂质，其中CO的含量最高可达到85％左右，N2的含量仅在10％以内。现有技术中对煤气有几种处理方式，其一就是将煤气燃烧后经降温、除尘后放散，这种方式不仅浪费了大量资源，且对环境造成严重的污染；其二是对煤气进行回收，主要是合成有用的氨，但是仅合成氨并不能达到对该矿热炉煤气的充分利用，故依旧存在浪费资源及污染环境的缺陷。
技术实现思路
基于此，有必要针对现有煤气处理中，存在不能对矿热炉煤气充分利用，而造成资源浪费及环境污染的问题，提供一种改善上述问题的煤气利用方法及制造系统。一种煤气利用方法，包括步骤：将至少含有CO、N2的混合煤气进行变换处理，以得到至少含有CO2、N2、H2及剩余CO的二级混合煤气；将所述二级混合煤气进行脱碳处理，得到CO2及三级混合煤气；将所述三级混合煤气进行低压联醇处理，得到CH3OH及四级混合煤气；将所述四级混合煤气进行醇烃化处理，得到醇烃物和五级混合气；将所述五级混合气进行氨合成处理，得到NH3；将NH3与经所述脱碳处理得到的至少部分CO2进行碳化处理，得到NH4HCO3。本专利技术的煤气利用方法，可以将混合煤气充分利用，形成有用的NH4HCO3、NH3及CH3OH，故不会出现浪费资源及污染环境的情况。在其中一个实施例中，所述变换反应为等温变换反应。在其中一个实施例中，在步骤将至少含有CO、N2的混合煤气进行变换处理，以得到至少含有CO2、N2、H2及剩余CO的二级混合煤气之前，还包括步骤：对所述混合煤气进行除尘除杂处理。在其中一个实施例中，其特征在于，步骤将所述五级混合气进行氨合成处理，以得到NH3，具体包括步骤：将所述五级混合气进行氨合成处理，得到六级混合气；将所述六级混合气进行分离处理，得到液氨；将部分所述液氨汽化得到NH3。在其中一个实施例中，其特征在于，所述混合煤气还含有硫元素，所述混合煤气还含有硫元素，在步骤将所述三级混合煤气进行低压联醇处理，以得到CH3OH及四级混合煤气之前，还包括步骤：将所述三级混合煤气进行精脱硫处理。在其中一个实施例中，所述五级混合气的CO浓度与CO2浓度之和不大于10ppm。在其中一个实施例中，在步骤将将所述三级混合煤气进行低压联醇处理，以得到CH3OH及四级混合煤气之后，还包括步骤：对所述低压联醇处理中的驰放气进行回收或燃烧。在其中一个实施例中，在步骤将所述五级混合气进行氨合成处理，以得到NH3之后，还包括步骤：对所述氨合成处理中的驰放气进行回收。一种煤气利用制造系统，包括变换炉、脱碳装置、甲醇塔、醇烃化反应器、氨合成塔及碳化装置；所述变换炉的进气口用于接收至少含有CO、N2的混合煤气；所述变换炉的出气口与所述脱碳装置的进气口连通；所述脱碳装置的出气口与所述甲醇塔的进气口连通；所述脱碳装置的用于排放二氧化碳的排气口与所述碳化装置的进气口连通；所述甲醇塔的出气口与所述醇烃化反应器的进气口连通；所述醇烃化反应器的出气口与所述氨合成塔的进气口连通。在其中一个实施例中，其特征在于，所述变换炉为等温变换炉。附图说明图1为本专利技术一实施例中煤气利用方法的工艺流程图。具体实施方式为了便于理解本专利技术，下面将参照相关附图对本专利技术进行更全面的描述。附图中给出了本专利技术的较佳的实施例。但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本专利技术的公开内容的理解更加透彻全面。本专利技术的一个或多个实施例将参照附图详细说明，附图中的元件的形状、尺寸、比例、角度和数量等要素仅仅是示例，在不同的实施例中，相同或对应的元件可以相同的附图标记示出，且省略重复的说明。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。图1为本专利技术一实施例中的煤气利用方法的工艺流程图；为便于描述，附图仅示出了与本专利技术实施例相关的工艺。参阅附图，本专利技术的煤气利用方法，包括步骤：S10：将至少含有CO、N2的混合煤气进行变换反应，得到至少含有CO2、N2、H2及剩余CO的二级混合煤气；其中，变换反应是将煤气中的CO与H2O反应得到CO2和H2，化学方程式为CO+H2O＝CO2+H2。在一些实施例中，混合煤气中CO的含量为80％～85％，N2的含量为4％～10％，另外，混合煤气中还可以含有H2、CH4、CO2及O2等其他气体。在一些实施例中，变换反应利用的CO含量可以占到总含量的80％左右，但并不限于此，可根据实际回收情况进行控制。这样，二级混合煤气中至少包含了从变换而得的CO2、H2及剩余CO，还包含有混合煤气中的N2。S20：将二级混合煤气进行脱碳处理，得到CO2及三级混合煤气；其中，脱碳处理的目的去除混合煤气中的CO2，在一些实施例中，脱碳反应中可以利用碱性溶液与CO2进行反应，生成碳酸盐液，通过对碳酸盐液的降压与加热解析可以获得CO2，实现对CO2的回收。在另一些实施例中，脱碳处理也可采用变压吸附的方式，该方式是利用气体组分在固体材料上的吸附特性的差异以及吸附量随压力变化而变化的特性，通过周期性的压力变换过程实现气体的分离。变压吸附分离CO2的技术具有低能耗、产品纯度高且不会产生新的污染等优点。这样，三级混合煤气主要包含的是H2、N2及CO，少量CO2。S30：将三级混合煤气进行低压联醇处理，得到CH3OH及四级混合煤气；其中，低压联醇的主要反应式为：CO+2H2＝CH3OH，可消耗大部分的CO。在一些实施例中，经过低压联醇处理后的四级混合煤气中，CO含量与CO2含量之和不大于2.0％。S40：将四级混合煤气进行醇烃化处理，得到醇烃物和五级混合气；其中，醇烃化处理的主要目的是进一步地精制以达到合成氨生产中原料气的要求，一旦高浓度的CO与CO2进行反应后，它们与H2在合成催化剂床层中会发生催化剂中毒的反应，并且也易发生氨等物质生产结晶，造成设备管道堵塞。另外，醇烃化处理后得到的醇烃物可作为液体燃料产品进入市场，醇烃物可包括CH3OH、C2H5OH、烃类物及多元醇类物质等。醇烃化处理包括醇化和烃化两种反应过程，醇化使得CO含量与CO2含量之和进一步减小，后经烃化反应后，CO浓度与CO2浓度进一步降低。在具体一些实施例中，五级混合气经醇化后的CO含量与CO2含量之和降至0.1％～0.8％，进一步烃化后，CO浓度与CO2浓度之和不大于10ppm。现有技术中常采用双甲反应(甲醇化和甲烷化)，但甲烷化反应使得醇化后的CO与CO2完全要与有效成分H2进行反应生成CH4，而CH4气体在氨合成工段是一种无效的气体，只能增加循环机功耗及放空量，也使有效气体H2损失较大。并且通常使进入甲烷化工段的气体中的CO与CO2的含量尽量少，而要达到消耗量少，也为甲烷化反应器及甲醇化反应器带来了热平衡问题，使得控制流程复杂且成本增加。S本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种煤气利用方法，其特征在于，包括步骤：将至少含有CO、N2的混合煤气进行变换处理，以得到至少含有CO2、N2、H2及剩余CO的二级混合煤气；将所述二级混合煤气进行脱碳处理，以得到CO2及三级混合煤气；将所述三级混合煤气进行低压联醇处理，以得到CH3OH及四级混合煤气；将所述四级混合煤气进行醇烃化处理，以得到醇烃物和五级混合气；将所述五级混合气进行氨合成处理，以得到NH3；将NH3与经所述脱碳处理得到的至少部分CO2进行碳化处理，得到NH4HCO3。

【技术特征摘要】
1.一种煤气利用方法，其特征在于，包括步骤：将至少含有CO、N2的混合煤气进行变换处理，以得到至少含有CO2、N2、H2及剩余CO的二级混合煤气；将所述二级混合煤气进行脱碳处理，以得到CO2及三级混合煤气；将所述三级混合煤气进行低压联醇处理，以得到CH3OH及四级混合煤气；将所述四级混合煤气进行醇烃化处理，以得到醇烃物和五级混合气；将所述五级混合气进行氨合成处理，以得到NH3；将NH3与经所述脱碳处理得到的至少部分CO2进行碳化处理，得到NH4HCO3。2.根据权利要求1所述的煤气利用方法，其特征在于，所述变换反应为等温变换反应。3.根据权利要求1所述的煤气利用方法，其特征在于，在步骤将至少含有CO、N2的混合煤气进行变换处理，以得到至少含有CO2、N2、H2及剩余CO的二级混合煤气之前，还包括步骤：对所述混合煤气进行除尘除杂处理。4.根据权利要求1所述的煤气利用方法，其特征在于，步骤将所述五级混合气进行氨合成处理，以得到NH3，具体包括步骤：将所述五级混合气进行氨合成处理，得到六级混合气；将所述六级混合气进行分离处理，得到液氨；将部分所述液氨汽化得到NH3。5.根据权利要求1所述的煤气利用方法，其特征在于，所述混合煤气还含有硫元素，在步骤将所...

【专利技术属性】
技术研发人员：李春阳，谢定中，
申请(专利权)人：湖南安淳高新技术有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43