一种荒煤气制氢联产LNG系统技术方案

本实用新型专利技术公开一种荒煤气制氢联产LNG系统，包括除焦单元、增压单元、预处理单元、脱氧变换单元、脱硫单元、脱碳单元、甲烷提浓单元、氢气提纯单元、LNG制取单元。本实用新型专利技术所述的荒煤气制氢联产LNG系统中，本实用新型专利技术在制氢的同时还制取了LNG，使得荒煤气中的有效组分被充分的利用，降低了能源的浪费；此外，本实用新型专利技术通过三次不同阶段的压缩完成了对荒煤气的增压，降低了压缩能耗；并且本实用新型专利技术中采用两段抽真空变压吸附对完成CO变换的荒煤气中的杂质去除获得纯度高达99.9％的产品氢气，并且氢气的回收率可以达到89％以上；其中，从一段抽真空变压吸附解吸出的富含甲烷的解吸气用于制成LNG。气用于制成LNG。气用于制成LNG。

【技术实现步骤摘要】
一种荒煤气制氢联产LNG系统


[0001]本技术涉及荒煤气处理
，具体涉及一种荒煤气制氢联产LNG系统。

技术介绍

[0002]荒煤气又称粗煤气和焦炉煤气，是煤炭低温干馏产生的未经净化处理的气体，其主要成分如下表所示：
[0003]组成荒煤气(mol％)O20.5～1.0N220～45H210～30CO10～20CO210～20CH45～10CmHn0.5～2水饱和水
[0004]荒煤气中除了上述表中的成分之外，同时还含有少量的焦油、苯、萘、硫化氢、有机硫、HCN、NH3等杂质。比较常见的荒煤气中的杂质的含量如下表所示：
[0005][0006][0007]根据处理的煤质及处理工艺的不同，荒煤气的组分会有一定的不同。
[0008]目前大部分的荒煤气直接用作燃料，比如作为热解炉的燃料、发电燃料，未能对荒煤气进行充分的利用，从而造成极大的资源浪费。此外，荒煤气中硫化物的含量较高，荒煤气作为燃料燃烧后的尾气直接排放势必会对环境造成严重污染。若将荒煤气燃烧后的尾气处理后进行排放，势必加大整个工艺的成本，不利于产业发展。
[0009]基于上述原因，研发人员本着不浪费资源以及降低工艺的成本的目的，对荒煤气的后期的利用进行了研究。“申请号为：201810320196.0，专利名称为：一种荒煤气制氢工艺”公开了一种通过将原料荒煤气依次压缩、水洗除盐、预处理、耐硫宽温变换(根据整套装置的氢气需要量来决定是否采用)、变压吸附提浓氢气、变压吸附提纯氢气、湿法脱硫工艺单元集成等步骤获得了高纯度的氢气产品。“申请号：201610699330.3，专利名称为：一种低能耗、高收率的荒煤气制氢方法”，采用该专利所述方法能够将荒煤气进一步处理，从而获得经济价值更高的氢气和氮气。“申请号：201810042063.1，专利名称为：一种焦炉煤气制取氢气和LNG的方法”和“申请号：201510850839.9，专利名称为：一种利用焦炉煤气制取冶金还原气联产液化天然气的工艺”中均记载了用膜分离的方法将经过预处理(预处理包括除焦、TSA脱杂、脱硫以及CO变换)后的焦炉煤气进行分离来制取氢气和甲烷；
[0010]尽管上述的专利文件中记载了对荒煤气不同的处理方法，并且，采用上述专利文件中记载的技术方法对荒煤气进行处理后可以获得经济价值更高的产品，如氢气、氮气、LNG(液化天然气)等。但是上述几种对荒煤气的处理工艺还是存下一些问题，如下：
[0011](1)专利文件“申请号为：201810320196.0，专利名称为：一种荒煤气制氢工艺”记载的技术方案只能将荒煤气中的氢气提出，荒煤气其中的其它的组分被浪费。
[0012](2)专利文件“申请号：201810042063.1，专利名称为：一种焦炉煤气制取氢气和LNG的方法”和申请号：201510850839.9，专利名称为：一种利用焦炉煤气制取冶金还原气联产液化天然气的工艺”记载的技术方案能同时制取氢气和LNG，充分利用了荒煤气中有价值的成分，但用膜分离的方法分离氢气和甲烷，得到的产品氢气压力会很低，一般产品氢气压力为进气压力的1/4，从而后续还需要再次对氢气进行压缩，装置的能耗会大大提高。又因为荒煤气中的有效组分含量不高，而整个处理流程复杂，为降低单位产品气的生产成本，荒煤气的装置规模都比较大。而膜分离的规模是模组块的组合，因此随着规模的增大，投资是成比例增加的。因此在荒煤气制氢装置中，膜分离的投资要比用变压吸附工艺的大很多。
[0013](3)由于荒煤气的压力较低一般只有几千帕且杂质含量复杂，需加压到一定压力后进行后续处理，但是根据目前现有技术记载，运行过程中压缩能耗都比较大。
[0014]因此，在荒煤气处理
急需一种能够提高荒煤气中有益成份的利用率，从荒煤气中获得经济价值更高的产品；并且同时还能降低制取产品成本和提高经济价值更高的产品的产率一种荒煤气处理工艺。

技术实现思路

[0015]为了能够提高荒煤气中的有益成份的利用率，从荒煤气中获得经济价值更高的产品；并同时降低荒煤气制取经济价值高的产品的成本以及提高经济价值更高的产品收率，实现荒煤气的经济价值利益最大化，本技术提供一种荒煤气制氢联产LNG系统。
[0016]为实现上述目的，本技术采用的技术方案如下：
[0017]一种荒煤气制氢联产LNG系统，包括依次连通的除焦单元、一次增压冷却分液单元、二次增压单元、预处理单元、三次增压单元、脱氧变换单元、脱硫单元、脱碳单元、甲烷提浓单元、氢气提纯单元和LNG制取单元；
[0018]其中，所述除焦单元：用于将原料荒煤气中的焦油去除，获得除焦荒煤气；
[0019]所述一次增压冷却分液单元：用于对除焦荒煤气进行增压，并将增压后的荒煤气
依次进行冷却和分液并获得一次增压荒煤气；
[0020]所述二次增压单元：用于对一次增压荒煤气进行增压并获得二次增压荒煤气；
[0021]所述预处理单元：用于脱除二次增压荒煤气中的NH3和进一步脱除二次增压荒煤气中的焦油、苯和萘，最后获得净化荒煤气；
[0022]所述三次增压单元：用于对净化荒煤气进行增压；
[0023]所述脱氧变换单元：用于对增压后的净化荒煤气进行脱氧，并使脱氧后的荒煤气中的CO与水蒸气进行变换反应生成H2和CO2，最后获得变换荒煤气；
[0024]所述脱硫单元：用于脱除变换荒煤气中H2S，最后获得脱硫荒煤气；
[0025]所述脱碳单元：用于脱除脱硫荒煤气中的CO2，最后获得脱碳荒煤气；
[0026]所述甲烷提浓单元：用于将脱碳荒煤气中的甲烷脱除，获得粗产品氢气和富含甲烷的解吸气；
[0027]所述氢气提纯单元：用于将粗产品氢气进一步提纯，获得产品氢气；
[0028]所述LNG制取单元：将富含甲烷的解吸气制成LNG。
[0029]进一步地，所述除焦单元为静电除焦器。
[0030]进一步地，所述一次增压冷却分液单元包括用于对除焦荒煤气进行增压的鼓风机，与鼓风机连通的并用于对增压后的除焦荒煤气进行冷却的第一冷却器，与第一冷却器连通的并将冷却后的除焦荒煤气进行分液并获得一次增压荒煤气的第一分液器；
[0031]所述二次增压单元包括与所述第一分液器连通的并用于对一次增压荒煤气进行增压的螺杆压缩机。
[0032]进一步地，所述预处理单元包括依次连通的水洗单元和TSA净化单元；水洗单元包括用于对增压后的二次增压荒煤气进行水洗并获得脱氨荒煤气的水洗塔，TSA净化单元中包括将脱氨荒煤气中的焦油、苯和萘进一步脱除获得净化荒煤气的变温吸附塔；其中，变温吸附塔至少为2台。
[0033]进一步地，所述三次增压单元为与TSA净化单元连通的并用于对净化荒煤气进行增压的离心压缩机。
[0034]进一步地，所述脱氧变换单元包括对增压后的净化荒煤气进行预热的预热器，与预热器连通的并用于脱除净化荒煤气中的有毒物质和氧气的净化炉，与净化炉连通的并通过喷水使净化荒煤气温本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种荒煤气制氢联产LNG系统，其特征在于，包括依次连通的除焦单元(1)、一次增压冷却分液单元(2)、二次增压单元(3)、预处理单元(4)、三次增压单元(5)、脱氧变换单元(6)、脱硫单元(7)、脱碳单元(8)、甲烷提浓单元(9)、氢气提纯单元(10)和LNG制取单元(11)；其中，所述除焦单元：用于将原料荒煤气中的焦油去除，获得除焦荒煤气；所述一次增压冷却分液单元：用于对除焦荒煤气进行增压，并将增压后的荒煤气依次进行冷却和分液并获得一次增压荒煤气；所述二次增压单元：用于对一次增压荒煤气进行增压并获得二次增压荒煤气；所述预处理单元：用于脱除二次增压荒煤气中的NH3和进一步脱除二次增压荒煤气中的焦油、苯和萘，最后获得净化荒煤气；所述三次增压单元：用于对净化荒煤气进行增压；所述脱氧变换单元：用于对增压后的净化荒煤气进行脱氧，并使脱氧后的荒煤气中的CO与水蒸气进行变换反应生成H2和CO2，最后获得变换荒煤气；所述脱硫单元：用于脱除变换荒煤气中H2S，最后获得脱硫荒煤气；所述脱碳单元：用于脱除脱硫荒煤气中的CO2，最后获得脱碳荒煤气；所述甲烷提浓单元：用于将脱碳荒煤气中的甲烷脱除，获得粗产品氢气和富含甲烷的解吸气；所述氢气提纯单元：用于将粗产品氢气进一步提纯，获得产品氢气；所述LNG制取单元：将富含甲烷的解吸气制成LNG。2.根据权利要求1所述的一种荒煤气制氢联产LNG系统，其特征在于，所述除焦单元(1)为静电除焦器。3.根据权利要求1所述的一种荒煤气制氢联产LNG系统，其特征在于，所述一次增压冷却分液单元(2)包括用于对除焦荒煤气进行增压的鼓风机(12)，与所述鼓风机(12)连通的并用于对增压后的除焦荒煤气进行冷却的第一冷却器(13)，与所述第一冷却器(13)连通的并将冷却后的除焦荒煤气进行分液并获得一次增压荒煤气的第一分液器(14)；所述二次增压单元(3)包括与所述第一分液器(14)连通的并用于对一次增压荒煤气进行增压的螺杆压缩机(15)。4.根据权利要求1所述的一种荒煤气制氢联产LNG系统，其特征在于，所述预处理单元(4)包括依次连通的水洗单元(18)和TSA净化单元(19)；所述水洗单元(18)包括用于对增压后的二次增压荒煤气进行水洗并获得脱氨...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯世杰，余浩，瞿孝星，曾轲，李振东，梁东，黄成波，阎朝旭，邹康，刘贤虎，
申请(专利权)人：成都益志科技有限责任公司，
类型：新型
国别省市：