撬装型自热式沼气制备二甲醚的方法技术

本发明专利技术提供一种撬装型自热式沼气制备二甲醚的方法。本方法包括对沼气和空气进行预处理，并将部分沼气用于进行重整反应得到合成气，另外部分沼气用于对燃烧炉加热，随后对合成气进行冷却、分离和脱水后输入二甲醚合成器以合成二甲醚，随后对二甲醚粗产物进行分离提纯，并将分离后的部分气体用于循环，另外部分气体用于燃烧加热。本发明专利技术通过将部分沼气用于加热，使得本方法对配套共用基础设施依赖性较弱；通过使用梯度排布的烟道管换热器，可充分利用热量；通过将二甲醚合成阶段未反应的合成气部分循环的方式重新进入二甲醚合成塔，提高了原料利用率；通过多级换热的方式，实现了热量的高效利用，进一步实现高效、绿色、连续化生产绿色二甲醚。产绿色二甲醚。产绿色二甲醚。

【技术实现步骤摘要】
撬装型自热式沼气制备二甲醚的方法


[0001]本专利技术涉及一种撬装型自热式沼气制备二甲醚的方法，属于能源综合回收利用领域。

技术介绍

[0002]沼气是各种有机物质(养殖业禽畜粪污、填埋垃圾、工业有机废水、水处理污泥等)经过微生物的发酵作用(厌氧发酵)产生的一种可燃烧混合气体。沼气的主要成分为CH4和CO2。其中，甲烷是仅次于二氧化碳的第二大与人类活动相关的类温室气体，全球变暖潜能值是二氧化碳的28倍，且甲烷对全球温室效应的贡献率约为1/3。
[0003]传统的沼气利用方式主要是将沼气用于发电或作为燃料使用。垃圾填埋场填埋气属于沼气类气体，截至2020年底，我国共有垃圾卫生填埋场1,871座，同期仅270个沼气发电项目装机并网，大部分填埋场沼气资源未得到有效利用，一般经收集后采用火炬燃烧的方式，将甲烷转化为二氧化碳，达到减控甲烷排放的目的，进一步降低温室效应。但将甲烷转化为CO2虽然降低了甲烷的排放，但CO2依然被排放至大气中，并未起到抑制温室效应的作用，且大多数沼气工程产气量会受季节性影响，阶段性弃用或不充分利用现象明显。总之，现有技术对沼气类能源存在利用不充分和能源浪费现象，且沼气中的甲烷、二氧化碳都是温室气体，急需灵活的储碳能源利用协同技术。
[0004]有鉴于此，确有必要提出一种撬装型自热式沼气制备二甲醚的方法，以解决上述问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种撬装型自热式沼气制备二甲醚的方法，以解决现有技术中沼气能源利用不充分，沼气运用过程中存在能源浪费的问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了一种撬装型自热式沼气制备二甲醚的方法，包括：
[0007]S1、对沼气进行脱硫脱氨处理后存储于第一储罐中，所述第一储罐中的部分沼气输入燃烧炉内以提高燃烧炉的温度；
[0008]S2、所述燃烧炉内设有第一换热器和重整反应器，所述第一储罐中的沼气输入所述第一换热器进行预热，随后输入重整反应器进行重整反应，以得到合成气；
[0009]S3、对合成气依次进行冷却、气液分离、除水并加压后输入第二储罐中；
[0010]S4、对所述第二储罐中的合成气预热后输入二甲醚合成塔，并在催化剂的作用下制备二甲醚粗产物，对二甲醚粗产物进行冷凝后输入吸收塔内，以将二甲醚粗产物中可溶于水的气体和不溶于水的气体进行分离，对分离后的部分气体进行减压并输入S3中，以与合成气混合；
[0011]S5、将分离后的液体输入脱气塔内并对该液体进行加热，以将该液体内溶解的杂质气体与二甲醚进行初步分离，对杂质气体进行减压后与所述吸收塔内分离的另外部分气体共同输入脱碳塔，对从所述脱碳塔输出的余气进行预热后输入S1中的燃烧炉进行燃烧；
[0012]S6、对所述脱碳塔内吸附的CO2进行脱附并将CO2输入S2中的第一换热器，以与沼气混合后输入重整反应器；
[0013]S7、将所述脱气塔内的液体输入精馏塔中，以对液体中的二甲醚进行纯化储存。
[0014]作为本专利技术的进一步改进，S1包括：沼气经第一压缩机压缩至0.15MPa后输入第一脱硫塔，以将沼气内的含硫化合物脱除至10ppm以下，随后输入第二脱硫塔，以将沼气内的含硫化合物脱除至1ppm以下，然后输入脱氨塔，以将沼气内的氨脱除至1ppm以下并输入第一储罐中进行存储；燃烧炉内设有第三换热器，使用风机对空气进行加压至0.15MPa后输入第三换热器进行预热，随后输入燃烧炉内与沼气混合并进行燃烧。
[0015]作为本专利技术的进一步改进，S2包括：所述重整反应器包括自上而下依次排布的第一、第二和第三重整反应器，所述第一换热器设于所述第一重整反应器远离第二重整反应器的一侧，沼气在第一换热器内预热后依次经过第一、第二和第三重整反应器进行重整反应，以得到合成气，合成气在所述第三重整反应器出口处的温度为800
‑
850℃。
[0016]作为本专利技术的进一步改进，S3包括：所述第一储罐中的部分沼气流经第二换热器后输入燃烧炉，所述合成气流经所述第二换热器与用于燃烧的沼气进行换热，随后输入第一冷却器将所述合成气的温度降低至室温后输入第一分离器，分离后的气体输入干燥塔进行除水，随后输入第二压缩机加压至3MPa后存储于第二储罐中。
[0017]作为本专利技术的进一步改进，S4包括：所述第二储罐中的合成气流经第四换热器后输入二甲醚合成塔，所述合成气在200
‑
300℃的条件下进行合成反应，以生成二甲醚粗产物，所述二甲醚粗产物流经所述第四换热器进行换热后输入第二冷却器降温至25℃，随后输入所述吸收塔内进行气液分离。
[0018]作为本专利技术的进一步改进，所述二甲醚合成塔内合成气的氢碳比为0.8
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1.2，所述吸收塔内的吸收剂为水或二甲醚溶液。
[0019]作为本专利技术的进一步改进，S5包括：所述脱气塔的塔釜处设有第一再沸器，以对所述脱气塔进行加热，所述脱气塔的塔顶处设有第一冷凝器，以对所述脱气塔内的二甲醚气体进行冷凝；所述脱碳塔输出的余气输入置于所述燃烧炉内的第五换热器进行预热后输入所述燃烧炉内进行燃烧。
[0020]作为本专利技术的进一步改进，S7包括：所述精馏塔的塔釜处设有第二再沸器，以对所述精馏塔进行加热，所述精馏塔的塔顶处设有第二冷凝器和与第三储罐连接的收集器，所述二甲醚气体在所述第二冷凝器处液化并通过所述收集器传输至第三储罐中进行储存，所述塔釜处的液体流入第四储罐进行储存，并能够从所述第四储罐中流出并输入所述吸收塔内对二甲醚粗产物进行吸收。
[0021]作为本专利技术的进一步改进，本方法设有储存冷凝水的水罐，冷凝水自所述水罐流出后分别对合成气、二甲醚粗产物、脱气塔和精馏塔进行降温，随后流入空冷机中对冷凝水进行降温后循环至所述水罐中。
[0022]作为本专利技术的进一步改进，本方法设有存储导热油的油罐，所述燃烧炉的顶部设有第六换热器，导热油流经所述第六换热器以对导热油进行加热，所述合成气流经第七换热器并在所述第七换热器内与导热油换热，所述导热油流经所述二甲醚合成塔、脱气塔和精馏塔，以对所述导热油流经所述二甲醚合成塔、脱气塔和精馏塔进行加热，所述导热油流经第八换热器并与所述冷凝水换热，以对所述导热油进行降温。
[0023]本专利技术的有益效果是：本专利技术的撬装型自给式沼气制备二甲醚的方法通过将部分沼气用于加热，以提供装置在使用过程中所需的热量，使得本方法对配套共用基础设施依赖性较弱；燃烧炉进口原料气预热采用烟道管换热器，根据温度梯度进行排布，可充分利用热量；通过将二甲醚合成阶段未反应的合成气部分循环的方式重新进入二甲醚合成塔，提高了原料利用率；通过将来自吸收塔与脱气塔塔顶的气体流入脱碳塔脱除CO2后可燃成分与沼气混合进入燃烧炉内作为燃料使用，CO2经过脱附后与沼气混合，以调整重整反应中原料的氢碳比，实现了原料的高效利用；通过多级换热的方式，提高了热量的利用效率；重整反应与二甲醚合成反应阶段所使用的反应器均为微通道反应器，可更高效地控制反应器温度，且可灵活调整生本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种撬装型自热式沼气制备二甲醚的方法，其特征在于，包括：S1、对沼气进行脱硫脱氨处理后存储于第一储罐中，所述第一储罐中的部分沼气输入燃烧炉内以提高燃烧炉的温度；S2、所述燃烧炉内设有第一换热器和重整反应器，所述第一储罐中的沼气输入所述第一换热器进行预热，随后输入重整反应器进行重整反应，以得到合成气；S3、对合成气依次进行冷却、气液分离、除水并加压后输入第二储罐中；S4、对所述第二储罐中的合成气预热后输入二甲醚合成塔，并在催化剂的作用下制备二甲醚粗产物，对二甲醚粗产物进行冷凝后输入吸收塔内，以将二甲醚粗产物中可溶于水的气体和不溶于水的气体进行分离，对分离后的部分气体进行减压并输入S3中，以与合成气混合；S5、将分离后的液体输入脱气塔内并对该液体进行加热，以将该液体内溶解的杂质气体与二甲醚进行初步分离，对杂质气体进行减压后与所述吸收塔内分离的另外部分气体共同输入脱碳塔，对从所述脱碳塔输出的余气进行预热后输入S1中的燃烧炉进行燃烧；S6、对所述脱碳塔内吸附的CO2进行脱附并将CO2输入S2中的第一换热器，以与沼气混合后输入重整反应器；S7、将所述脱气塔内的液体输入精馏塔中，以对液体中的二甲醚进行纯化储存。2.根据权利要求1所述的撬装型自热式沼气制备二甲醚的方法，其特征在于，S1包括：沼气经第一压缩机压缩至0.15MPa后输入第一脱硫塔，以将沼气内的含硫化合物脱除至10ppm以下，随后输入第二脱硫塔，以将沼气内的含硫化合物脱除至1ppm以下，然后输入脱氨塔，以将沼气内的氨脱除至1ppm以下并输入第一储罐中进行存储；燃烧炉内设有第三换热器，使用风机对空气进行加压至0.15MPa后输入第三换热器进行预热，随后输入燃烧炉内与沼气混合并进行燃烧。3.根据权利要求1所述的撬装型自热式沼气制备二甲醚的方法，其特征在于，S2包括：所述重整反应器包括自上而下依次排布的第一、第二和第三重整反应器，所述第一换热器设于所述第一重整反应器远离第二重整反应器的一侧，沼气在第一换热器内预热后依次经过第一、第二和第三重整反应器进行重整反应，以得到合成气，合成气在所述第三重整反应器出口处的温度为800
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850℃。4.根据权利要求1所述的撬装型自热式沼气制备二甲醚的方法，其特征在于，S3包括：所述第一储罐中的部分沼气流经第二换热器后输入燃烧炉，所述合成气流经所述第二换热器与用于燃烧的沼...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴芹，杨佳昆，王素峰，黎汉生，张耀远，史大昕，陈康成，魏崧，胡子恒，
申请(专利权)人：北京微通道科技有限公司，
类型：发明
国别省市：