本发明专利技术公开一种利用合成氨尾气制取液化甲烷的方法及装置，该方法包括：步骤1：除去合成氨尾气以及合成氨生产中排放的二氧化碳气体中的有害气体，将合成氨尾气及/或二氧化碳气体进行增压处理，使两股气体压力一致，并混合；步骤2：混合后的气体送入甲烷化反应炉进行反应，使二氧化碳和氢气反应生产甲烷和水；步骤3：反应后的气体送入气体净化装置除去其中的水和二氧化碳；步骤4：净化后的气体送入甲烷液化装置，通过冷却、精馏工艺将甲烷气体液化，并将液化甲烷从甲烷液化装置中分离出来，贮存充装。另外，还可将从甲烷液化装置分离出来的气体送入氩气液化装置，制取液氩。该方法回收了放空尾气中的能源，并减少了温室气体排放。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及化工尾气回收及综合利用领域，尤其涉及合成氨尾气的回收利用的方法及所利用的装置。
技术介绍
合成氨厂排放的尾气中含甲烷、氮气、氢气、氩气及氨气等，同时合成氨生产中还 排放二氧化碳。而国内还没有较好的处理合成氨尾气的方法，目前氮肥厂的合成氨尾气都 采取燃烧或直接放空的方法，这种做法不仅浪费了能源、污染了环境，同时也降低了氮肥厂 的经济效益。其中的有益的甲烷与氩气无法得到回收。另外，合成氨生产中产生的二氧化 碳通常也是直接放空，这样必然加重了温室效应，破坏了环境，影响了人类的身体健康。迫于目前环境污染的日益严重，能源的日益匮乏，业界急需一种处理合成氨尾气 的方法，可以将尾气中的H2、CO2转化为有益的CH4，变废为宝，避免环境的污染及能源的浪 费。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于提出一种利用合成氨尾气制取液化甲烷的方法 及装置，以解决现有技术合成氨尾气放空浪费能源及合成氨生产中二氧化碳排放产生温室 效应的缺陷。为实现上述目的，本专利技术提出一种利用合成氨尾气制取液化甲烷的方法，包括以 下步骤步骤1 除去合成氨尾气以及合成氨生产中排放的二氧化碳气体中的有害气体，将 合成氨尾气及/或二氧化碳气体进行增压处理，使合成氨尾气与二氧化碳气体压力一致， 之后将合成氨尾气与二氧化碳气体混合；步骤2 混合后的气体送入甲烷化反应炉进行反 应，使二氧化碳和氢气反应生产甲烷和水；步骤3 反应后的气体送入气体净化装置除去其 中的水和二氧化碳；步骤4 净化后的气体送入甲烷液化装置，通过冷却、精溜工艺将甲烷 气体液化，并将液化甲烷从甲烷液化装置中分离出来，贮存充装。其中，还包括步骤5 将步骤4中从甲烷液化装置分离出来的气体送入氩气液化装 置，通过冷却、精溜工艺将其中的氩气液化，并将液化氩气从氩气液化装置中分离出来。其中，将步骤5中从氩气液化装置中分离出来的气体送入气体净化装置作为吸附 剂再生的再生气使用。其中，若根据需要不制取液氩，则将步骤4中从甲烷液化装置分离出来的气体直 接送入气体净化装置作为吸附剂再生的再生气使用。其中，于步骤2及步骤3之间还包括步骤6 将步骤2中反应后的气体进行增压处 理，使其达到气体净化工艺和液化精溜工艺所要求的压力。其中，所述甲烷液化装置与所述氩气液化装置所需要的冷量由一氮气膨胀制冷系 统提供。其中，于所述步骤4中，液化甲烷在封装过程中气化所形成的甲烷气体返回到合成氨尾气中，与合成氨尾气一并进行增压处理，重新混合利用。其中，所述步骤2中，甲烷化反应的反应热通过独立的冷却循环系统带走，维持甲 烷化反应炉内的反应温度稳定。其中， 于步骤1中，所述合成氨尾气包括合成氨放空气及合成氨弛放气，所述合成氨 防空气包括氮气、氢气、氩气及甲烷，所述合成氨弛放气包括氮气、氢气、氩气、甲烷及氨气。其中，于步骤1中，所述有害气体为氨气及/或硫化氢气体。其中，于步骤1中，混合后的气体中氨含量小于50ppm，硫化氢含量小于0. lppm。其中，于步骤3中，反应后的气体经过气体净化装置后，气体露点低于-70°C，二氧 化碳含量小于50ppm。其中，于步骤4中，由甲烷液化装置分离出来的液化甲烷的温度为_155°C，压力为 0. 34MPa，并且甲烷含量大于95 %。其中，于步骤5中，从氩气液化装置中分离出来的液化氩气的温度为-177°C，压力 为0. 24MPa，并且氩含量大于99 %。而且，为实现上述目的，本专利技术提出一种利用合成氨尾气制取液化甲烷的系统，包 括一甲烷化反应炉，将脱除有害气体并进行增压处理后的合成氨尾气及合成氨生产排出 的二氧化碳气体输入所述甲烷化反应炉中进行甲烷化反应，使二氧化碳和氢气反应生产甲 烷和水；一气体净化装置，与所述甲烷化反应炉连接，经由所述气体净化装置除去甲烷化反 应反应后的气体中的水和二氧化碳；一甲烷液化装置，与所述气体净化装置连接，经所述气 体净化装置净化后的气体由所述甲烷液化装置冷却、精溜，以制取液化甲烷。其中，还包括一氩气液化装置，与所述甲烷液化装置连接，从甲烷液化装置流出的 气体经由所述氩气液化装置冷却、精溜，以制取液化氩气。其中，还包括一氮气膨胀制冷系统，与所述甲烷液化装置及所述氩气液化装置分 别连接，以提供所述甲烷液化装置与所述氩气液化装置所需要的冷量。其中，还包括一冷却循环系统，与所述甲烷化反应炉连接，通过所述冷却循环系统 带走甲烷化反应的反应热，维持甲烷化反应炉内的反应温度稳定。其中，还包括一增压装置，连接于所述甲烷化反应炉及所述气体净化装置之间，对 经由所述甲烷化反应炉反应后的气体进行增压处理。其中，所述氩气液化装置与所述气体净化装置连接。本专利技术的效果1、通过甲烷化反应，能将合成氨尾气中甲烷含量提高10% 20% ；2、通过甲烷化反应，消耗了二氧化碳，消耗量约为合成氨尾气中氢气体积流量的 1/4 ；3、甲烷化反应运行稳定，反应率在85%以上；4、氩气回收率高于90%，液氩纯度大于99% ；5、甲烷回收率高于90%，液化甲烷纯度大于95% ；6、降低了温室气体(二氧化碳、甲烷)排放量，其中二氧化碳被消耗，甲烷被回收。 附图说明图1为本专利技术的利用合成氨尾气制取液化甲烷及液氩的系统的示意 图2为本专利技术的甲烷化反应炉的结构示意图；图3为本专利技术的利用合成氨尾气制取液化甲烷及液氩的方法的流程图。其中，附图标记1:甲烷化反应炉2:气体净化装置3:甲烷液化装置4、氩气液化装置5:氮气膨胀制冷系统 6、13、14:增压装置7、冷却循环系统8、9 贮存充装装置10、11:运输槽车12、脱硫装置15、氨洗装置16:混合装置17:封头18:导热油循环入口19 导热油循环出口 20 导热油蒸汽出口21:导热油液体进口 22:管子23 脱氧剂室24 上部管板25 下部管板26.炉体27:进气口28:出气口29 通孔30 催化剂a、b、c 导热油温度测点口d、e:液位测点口f:排污口具体实施例方式图1为本专利技术的利用合成氨尾气制取液化甲烷及液氩的系统的示意图，如图1所 示，该装置主要包括甲烷化反应炉1，将脱除氨气、硫化氢等有害气体并进行增压处理后 的合成氨尾气及合成氨生产排出的二氧化碳气体输入所述甲烷化反应炉1中进行甲烷化 反应，使二氧化碳和氢气反应生产甲烷和水；气体净化装置2，与所述甲烷化反应炉1连接， 经由所述气体净化装置2除去甲烷化反应反应后的气体中的水和二氧化碳；甲烷液化装置 3，与所述气体净化装置2连接，经所述气体净化装置2净化后的气体由所述甲烷液化装置 3冷却、液化精溜，以制取液化甲烷；氩气液化装置4，与所述甲烷液化装置3连接，从甲烷液 化装置3流出的气体经由所述氩气液化装置4冷却、液化精溜，以制取液化氩气。当然，若 仅需要制取液化甲烷，可以不安装氩气液化装置。另外，还包括一增压装置6，连接于所述 甲烷化反应炉1及所述气体净化装置2之间，对经由所述甲烷化反应炉1反应后的气体进 行增压处理，使其达到气体净化及液化精馏的压力。一氮气膨胀制冷系统5，与所述甲烷液 化装置3及所述氩气液化装置4分别连接，以提供所述甲烷液化装置3与所述氩气液化装 置4所需要的冷量，并且所示甲烷液化装置3及所述氩气液化装置4也分别与所述氮气膨 胀制冷系统5连接，以构成氮气的循环；并且一冷却循环系统7，与所述本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种利用合成氨尾气制取液化甲烷的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤１：除去合成氨尾气以及合成氨生产中排放的二氧化碳气体中的有害气体，将合成氨尾气及／或二氧化碳气体进行增压处理，使合成氨尾气与二氧化碳气体压力一致，之后将合成氨尾气与二氧化碳气体混合；步骤２：混合后的气体送入甲烷化反应炉进行反应，使二氧化碳和氢气反应生产甲烷和水；步骤３：反应后的气体送入气体净化装置除去其中的水和二氧化碳；步骤４：净化后的气体送入甲烷液化装置，通过冷却、精溜工艺将甲烷气体液化，并将液化甲烷从甲烷液化装置中分离出来，贮存充装。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：朱菁，朱淼鑫，胡浩雷，齐德强，王占法，杨二愿，李波，
申请(专利权)人：北京长征天民高科技有限公司，
类型：发明
国别省市：11
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