【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及富含CH4气体的生产，特别是涉及生产富含CH4气体的系统以及使用该系统生产富含CH4气体的方法。
技术介绍
甲烷化是将固体含碳材料、例如煤炭和生物质转化为合成天然气(或替代天然气，SNG)的关键性步骤。在这一步骤中，富含一氧化碳、二氧化碳和氢的煤炭和生物质气化产物流(通常称为合成气)通过以下可逆反应被转化为作为管道级质量产物的富含CH4的气体:CO + 3 Hlo CH4 + H20 (反应 I)2 CO + 2H2<^> CH4 + C02 (反应 2)CO + H20 G C02 + H2 (反应 3)常规甲烷化基于反应1，其要求H2/C0的摩尔比约为3:1，而直接甲烷化反应主要基于反应2，其要求H2/C0的摩尔比为1:1。与常规甲烷化反应相比，直接甲烷化反应具备以下优点:1)进料气体中所需的H2更少，因此需要的原料气体预处理也更少；2)某些直接甲烷化反应催化剂表现出高耐硫性，因此，在某些情况下，预脱硫可以省略；以及3)不会发生常规甲烷化反应中发生的催化剂碳结垢，由此，催化剂寿命更长。甲烷化反应是可逆反应。按照热力学理论，C02的存...
【技术保护点】
一种合成气制备富含CH4气体的系统，所述系统包括：甲烷化反应器单元，合成气在其中在催化剂作用下进行直接甲烷化反应，并被转化为包含CH4、CO2、CO、H2和硫化物气体的粗合成天然气；二氧化碳和硫化物气体脱除单元，粗合成天然气中的CO2和硫化物气体在其中被脱除，使得粗合成天然气中的硫化物气体浓度小于5ppm；补充甲烷化反应器单元，粗合成天然气在其中在催化剂作用下进行补充直接甲烷化反应，进一步将粗合成天然气中的CO2、CO、H2转化为CH4和H2O，从而形成合成天然气；和脱水单元，合成天然气在其中被脱除H2O，从而形成精制合成天然气，其中，补充甲烷化反应器中的催化剂为耐硫直接甲...
【技术特征摘要】
1.一种合成气制备富含CH4气体的系统，所述系统包括: 甲烷化反应器单元，合成气在其中在催化剂作用下进行直接甲烷化反应，并被转化为包含CH4、CO2, CO、H2和硫化物气体的粗合成天然气； 二氧化碳和硫化物气体脱除单元，粗合成天然气中的CO2和硫化物气体在其中被脱除，使得粗合成天然气中的硫化物气体浓度小于5ppm ； 补充甲烷化反应器单元，粗合成天然气在其中在催化剂作用下进行补充直接甲烷化反应，进一步将粗合成天然气中的C02、C0、H2转化为CH4和H2O,从而形成合成天然气；和 脱水单元，合成天然气在其中被脱除H2O,从而形成精制合成天然气， 其中，补充甲烷化反应器中的催化剂为耐硫直接甲烷化催化剂，其在硫化物气体浓度小于5ppm的气氛下工作。2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述合成气来自于煤和/或生物质的气化反应产物。3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述合成气在进入甲烷化反应器单元中前被脱除硫化物气体，使得硫化物气体在所述合成气中的浓度小于5ppm。4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述甲烷化反应器单元中的催化剂为耐硫直接甲烷化催化剂或不耐硫直接甲烷化催化剂。5.根据权利要求1或4所述的系统，其中，所述耐硫直接甲烷化催化剂是以钥，钨，钒，钴或/和镍为活性组分、 以铝、锆、钛、铈、镁的氧化物或氧化物的混合物为载体的直接甲烷化催化剂。6.根据权利要求5所述的系统，其中，所述耐硫直接甲烷化催化剂进一步是Ni/Mo基、Ni/W基、和/或Ni/(Mo+W)基直接甲烷化催化剂。7.根据权利要求5所述的系统，其中，所述耐硫直接甲烷化催化剂进一步是以NiO为活性组分、以MoO3和/或WO3为活性助剂、以Al2O3为载体的直接甲烷化催化剂。8.根据权利要求1所述的系统，其中，所述甲烷化反应器单元是三个串联的甲烷化反应器，其中，第一和第二甲烷化反应器为绝热反应器，第三甲烷化反应器为绝热或恒温反应器。9.根据权利要求8所述的系统，其中，所述第一、第二和第三甲烷化反应器反应温度为2...
【专利技术属性】
技术研发人员：次东辉，田大勇，秦绍东，龙俊英，汪国高，孙守理，孙琦，王理，
申请(专利权)人：神华集团有限责任公司，北京低碳清洁能源研究所，
类型：发明
国别省市：
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