【技术实现步骤摘要】
一种基于氧化钙的煤化学链催化气化制甲烷装置和工艺
本专利技术涉及一种基于氧化钙的煤化学链催化气化制甲烷装置和工艺，属于能源化工领域。
技术介绍
采用高效清洁的煤气化技术将煤炭转化为天然气是符合我国国情的能源技术途径。传统的煤制天然气工艺即“两步法”工艺，煤先经气化生成合成气，合成气经过水煤气变换后进入甲烷合成单元，此工艺技术比较成熟，目前已成为国内外煤制天然气项目最主要的应用技术。但该技术由于空分单元，蒸汽-氧气气化炉和催化甲烷化反应器的存在，单位产量投资较高，过程效率低。煤直接合成天然气技术是将煤气化及甲烷化合并到一个操作单元中，由煤直接生产富甲烷气体，主要有加氢气化工艺与催化气化工艺两种典型的工艺。与煤气化转化技术相比，煤直接甲烷化技术具有设备简单、投资少、能耗低的优点。煤直接甲烷化技术典型代表是美国Exxon科学工程公司的煤催化气化工艺和巨点能源公司开发的“蓝气技术”。美国Exxon科学工程公司提出了一种煤催化气化工艺，此工艺使用钾的碳酸盐为催化剂，于气化炉中通入水蒸汽，产品气中未反应的CO与H2被循环...
【技术保护点】
1.一种基于氧化钙的煤化学链催化气化制甲烷装置，其特征在于：包括流化床气化反应器、煅烧反应器；/n流化床气化反应器底部设有反应原料进口、过热水蒸气进口和贫甲烷煤气进口；流化床气化反应器中发生催化气化、水蒸气变换、甲烷化反应；流化床气化反应器的顶部出口连接旋风分离器，旋风分离器的顶部气体出口连接废热锅炉，废热锅炉依次连接煤气净化装置和气体分离装置；流化床气化反应器的底部出口连接颗粒分离装置，颗粒分离装置分离出灰渣和催化剂；/n旋风分离器的底部固体出口连接煅烧反应器，煅烧反应器内发生碳酸钙分解反应；煅烧反应器底部设有空气入口，煅烧反应器底部的固体出口连接流化床气化反应器，流化床...
【技术特征摘要】
1.一种基于氧化钙的煤化学链催化气化制甲烷装置，其特征在于：包括流化床气化反应器、煅烧反应器；
流化床气化反应器底部设有反应原料进口、过热水蒸气进口和贫甲烷煤气进口；流化床气化反应器中发生催化气化、水蒸气变换、甲烷化反应；流化床气化反应器的顶部出口连接旋风分离器，旋风分离器的顶部气体出口连接废热锅炉，废热锅炉依次连接煤气净化装置和气体分离装置；流化床气化反应器的底部出口连接颗粒分离装置，颗粒分离装置分离出灰渣和催化剂；
旋风分离器的底部固体出口连接煅烧反应器，煅烧反应器内发生碳酸钙分解反应；煅烧反应器底部设有空气入口，煅烧反应器底部的固体出口连接流化床气化反应器，流化床气化反应器侧面的气体出口连接二氧化碳分离装置；
废热锅炉的过热水蒸气出口连接流化床气化反应器，气体分离装置的贫甲烷煤气出口连接流化床气化反应器，过热水蒸气和贫甲烷煤气作为气化剂使用。
2.一种基于氧化钙的煤化学链催化气化制甲烷工艺，其特征在于包括以下步骤：
1）将不同粒径的煤、催化剂、氧化钙依次通过平衡锁斗、进料斗进入流化床气化反应器中，过热水蒸气和循环贫甲烷煤气从流化床气化反应器的底部通入，在流化床气化反应器中发生催化气化、水蒸气变换、甲烷化反应生成富含甲烷的煤气；氧化钙与气化反应生成的二氧化碳进行碳酸化反应生成碳酸钙，放出的反应热补充气化反应所需热量，以实现系统的自热平衡；
2）富甲烷煤气携带碳酸钙和半焦从流化床气化反应器顶部排出，进入旋风分离器中，分离得到的碳酸钙和半焦进入煅烧反应器，在煅烧反应器中半焦与从其底部通入的空气发生燃烧反应并提供碳酸钙分解所需的热量，碳酸钙分解生成氧化钙和二氧化碳，氧化钙返回流化床气化反应器中循环利用，煅烧烟气进入二氧化碳分离装置，分离后的烟气放空，捕集的二氧化碳集中处理；
3）从旋风分离器排出的高温富甲烷煤气进...
【专利技术属性】
技术研发人员：李春玉，周兴，赵建涛，黄戒介，房倚天，宋双双，张永奇，余钟亮，冀少华，
申请(专利权)人：中国科学院山西煤炭化学研究所，
类型：发明
国别省市：山西;14
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