【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于兰炭尾气回收利用，具体涉及一种兰炭尾气制造天然气装置及其使用方法。
技术介绍
1、随着中国经济的飞速发展，优质炼焦煤不断消耗，非炼焦煤（长焰煤、不黏煤和弱黏煤）在能源结构中的消耗逐渐上升。通过控制此类非炼焦煤热解过程实现分级转化和分质利用，在制的高固定碳含量兰炭的同时并副产了油气资源，是实现此类非炼焦煤高效利用的有效途径。兰炭又称半焦，多以中低温常压干馏工艺生产获得，因其在燃烧时产生蓝色火焰而得名，伴随副产煤焦油和兰炭尾气。兰炭是一种新型的炭素材料，被广泛应用于石化、冶金、电石等生产的主要原材料，电石是兰炭下游最大的消费领域，兰炭在铁合金冶炼中主要用于硅铁的冶炼。
2、兰炭生产的过程中副产的兰炭尾气，大部分厂将其作为燃料用于发电，部分厂直接将其点燃后排放到大气中，不仅是一种资源的浪费，而且也对环境造成严重影响，没有完全实现清洁生产，会影响整个兰炭产业的健康持续发展，因此，兰炭尾气的回收利用问题成为了急需解决的难题。为此，设计一种兰炭尾气制造天然气装置及其使用方法。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种可从兰炭尾气中制取各种品质天然气，综合电耗低，提高兰炭尾气利用价值的兰炭尾气制造天然气装置及其使用方法。
2、本专利技术是通过如下的技术方案予以实现的：一种兰炭尾气制造天然气装置，所述装置由预处理单元、气柜单元、压缩单元、净化单元、脱毒变换单元、脱酸单元、合成单元、低温分离单元组成，相互之间通过管道连接，其中兰炭
3、作为优选：所述压缩单元还与净化单元连接，该净化单元由5台吸附塔进行变温吸附，其中3塔吸附，1塔再生，1塔冷却的连续运行，吸附塔的切换通过设置的阀门切换实现吸附和再生转换操作，经过净化后再送入压缩单元进一步增压，增压后的气体进入脱毒变换单元。
4、作为优选：所述脱毒变换单元由2台脱毒塔和变换装置组成，其中22台脱毒塔内装有特定的反应剂，有毒杂质在塔内与反应剂发生反应，从而将有毒杂质脱除掉，变换装置为催化剂的反应器，该催化剂的反应器将来料中的co转化成h2和co2，变换后的兰炭尾气和脱毒后的另外余下的非变换气混合一起去脱酸单元。
5、作为优选：所述脱酸单元由吸收塔、汽提塔和闪蒸塔组成，经换热原料气体送入吸收塔塔底先与半贫液逆流接触，进行粗脱，再与贫液接触进一步脱除酸性杂质，吸收塔塔底富液依次经过闪蒸塔、汽提塔，从闪蒸塔出来的半贫液送入吸收塔中部，气体塔出来的贫液进入吸收塔顶部， 从汽提塔排出的酸性尾气体进入尾气回收装置中，脱酸后的兰炭尾气进入合成单元。
6、作为优选：所述尾气回收装置由采用三段甲烷绝热反应器组成，其中每段反应器之间均有一段废锅，经过三段甲烷绝热反应器后合成气中co≤100ppm，co2含量约0.3%，合成气在进入后方的低温分离单元合成天然气。
7、作为优选：所述3台分子筛脱水塔以及低温分离装置组成，其中3台分子筛脱水塔依次连接，后方与低温分离装置连接。
8、一种应用上述兰炭尾气制造天然气装置的使用方法，所述方法包括如下步骤：
9、1）预处理：由兰炭生产装置送来的兰炭尾气作为原料气，经过预处理单元去掉兰炭尾气中的焦油，采用2台纤维床，优选纤维编织成的疏松网状结构进行过滤除焦油，脱焦油的兰炭尾气入气柜后再进入压缩单元进行增压；
10、2）压缩和净化：经过二级增压后的兰炭尾气先送入净化单元，通过变温吸附方法去除尾气中焦油和萘等化合物，采用活性炭吸附剂进行吸附脱除，净化单元采用5台吸附塔进行变温吸附，3塔吸附，1塔再生，1塔冷却的连续运行，吸附塔的切换通过设置的阀门切换实现吸附和再生转换操作，经过净化后再送入压缩单元进一步增压；
11、3）脱毒变换：来自压缩单元的兰炭尾气进入脱毒变换单元，在脱毒变换单元经系统换热后反应脱掉有毒杂质，脱毒装置采用2塔工艺，塔内装有特定的反应剂，有毒杂质在塔内与反应剂发生反应，从而将有毒杂质脱除掉；根据原料气及下游单元要求，脱毒后一部分兰炭尾气需要进入变换装置，选用1台内装有催化剂的反应器，这部分尾气经换热预热后进入变换反应器，在变换反应器中将来料中的co转化成h2和co2，变换后的兰炭尾气和脱毒后的另外余下的兰炭尾气（非变换气）混合一起去脱酸单元；
12、4）脱酸：进入脱酸单元的兰炭尾气，采用湿法脱酸工艺将兰炭尾气中的酸性气体（co2和h2s）脱掉，选用复合胺法溶液，由吸收塔、汽提塔和闪蒸塔组成，经换热原料气体送入吸收塔塔底先与半贫液逆流接触，进行粗脱，再与贫液接触进一步脱除酸性杂质。吸收塔塔底富液依次经过闪蒸塔、汽提塔，从闪蒸塔出来的半贫液送入吸收塔中部，气体塔出来的贫液进入吸收塔顶部，从汽提塔排出的酸性尾气体可以进一步配置相关尾气回收装置；
13、5）合成：来自脱酸后的兰炭尾气进入合成单元，先经过精脱硫塔进一步去掉硫化物，后进入甲烷合成装置，采用三段甲烷绝热反应器，依次经过预热、换热、一段反应器、一段废锅、二段反应器、二段废锅、三段反应器，出三段反应器的合成气中co≤100ppm，co2含量约0.3%；
14、6）低温分离：来自合成单元兰炭尾气合成气进入低温分离单元，合成气经过干燥处理，选用3塔分子筛脱水工艺，脱水后的合成气进入低温分离装置，采用混合冷剂制冷工艺，冷箱内设置分离塔进行分离，从冷箱送出符合需求的天然气，根据下游要求既可生产出满足天然气国家一类、二类标准，又可以生产出满足长输管道天然气指标要求的天然气。
15、作为优选：所述步骤2中的压缩单元的二级压缩将至兰炭尾气压缩至6bar，后进入净化单元，脱掉苯和萘等化合物，再返回压缩单元增压至26bar；压缩至26bar兰炭尾气再进入脱毒变换单元。
16、作为优选：所述步骤5中精脱硫塔先将硫脱至0.1mg以下，再进入合成反应器内反应。
17、作为优选：所述步骤6分子筛干燥将凝点低的杂质含量降低到0.1ppm以下，再进入低温分离装置，按照长输管道气指标，甲烷收率可达到97%以上，电耗不高于1.5kw/nm3天然气。
18、本专利技术的有益效果如下：
19、本专利技术所设计的兰炭尾气制造天然气装置及其使用方法，可从兰炭尾气中制取各种品质天然气，兰炭尾气中的氢气、甲烷和co的利用率高，综合电耗低，此方法最大程度的回收兰炭尾气中有用组成，不仅解决能源利用效率不高和环保问题，而且提高了兰炭尾气利用价值。
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1.一种兰炭尾气制造天然气装置，其特征在于：所述装置由预处理单元、气柜单元、压缩单元、净化单元、脱毒变换单元、脱酸单元、合成单元、低温分离单元组成，相互之间通过管道连接，其中兰炭生产装置送来的兰炭尾气首先与预处理单元连接，该预处理单元为2台纤维床，每台纤维床采用维编织成的疏松网状结构，后方依次连接气柜单元和压缩单元，该压缩单元连接脱毒变换单元，脱毒后方分别设置有两条管路，一路进入变换单元后再连接脱酸单元，另一条直接连接脱酸单元，该脱酸单元连接合成单元，合成单元与低温分离单元合成天然气。
2.根据权利要求1所述的兰炭尾气制造天然气装置，其特征在于：所述压缩单元还与净化单元连接，该净化单元由5台吸附塔进行变温吸附，其中3塔吸附，1塔再生，1塔冷却的连续运行，吸附塔的切换通过设置的阀门切换实现吸附和再生转换操作，经过净化后再送入压缩单元进一步增压，增压后的气体进入脱毒变换单元。
3.根据权利要求2所述的兰炭尾气制造天然气装置，其特征在于：所述脱毒变换单元由2台脱毒塔和变换装置组成，其中2台脱毒塔内装有特定的反应剂，有毒杂质在塔内与反应剂发生反应，从而将有毒杂质脱
4.根据权利要求3所述的兰炭尾气制造天然气装置，其特征在于：所述脱酸单元由吸收塔、汽提塔和闪蒸塔组成，经换热原料气体送入吸收塔塔底先与半贫液逆流接触，进行粗脱，再与贫液接触进一步脱除酸性杂质，吸收塔塔底富液依次经过闪蒸塔、汽提塔，从闪蒸塔出来的半贫液送入吸收塔中部，气体塔出来的贫液进入吸收塔顶部， 从汽提塔排出的酸性尾气体进入尾气回收装置中，脱酸后的兰炭尾气进入合成单元。
5.根据权利要求4所述的兰炭尾气制造天然气装置，其特征在于：所述尾气回收装置由采用三段甲烷绝热反应器组成，其中每段反应器之间均有一段废锅，经过三段甲烷绝热反应器后合成气中CO≤100ppm，CO2含量约0.3%，合成气在进入后方的低温分离单元合成天然气。
6.根据权利要求5所述的兰炭尾气制造天然气装置，其特征在于：所述3台分子筛脱水塔以及低温分离装置组成，其中3台分子筛脱水塔依次连接，后方与低温分离装置连接。
7.一种根据权利要求1-6任意一项所述的兰炭尾气制造天然气装置的使用方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：
8.根据权利要求7所述的兰炭尾气制造天然气装置的使用方法，其特征在于所述步骤2中的压缩单元的二级压缩将至兰炭尾气压缩至6bar，后进入净化单元，脱掉苯和萘等化合物，再返回压缩单元增压至26bar；压缩至26bar兰炭尾气再进入脱毒变换单元。
9.根据权利要求7所述的兰炭尾气制造天然气装置的使用方法，其特征在于：所述步骤5中精脱硫塔先将硫脱至0.1mg以下，再进入合成反应器内反应。
10.根据权利要求7所述的兰炭尾气制造天然气装置的使用方法，其特征在于：所述步骤6分子筛干燥将凝点低的杂质含量降低到0.1ppm以下，再进入低温分离装置，按照长输管道气指标，甲烷收率可达到97%以上，电耗不高于1.5kW/Nm3天然气。
...【技术特征摘要】
1.一种兰炭尾气制造天然气装置，其特征在于：所述装置由预处理单元、气柜单元、压缩单元、净化单元、脱毒变换单元、脱酸单元、合成单元、低温分离单元组成，相互之间通过管道连接，其中兰炭生产装置送来的兰炭尾气首先与预处理单元连接，该预处理单元为2台纤维床，每台纤维床采用维编织成的疏松网状结构，后方依次连接气柜单元和压缩单元，该压缩单元连接脱毒变换单元，脱毒后方分别设置有两条管路，一路进入变换单元后再连接脱酸单元，另一条直接连接脱酸单元，该脱酸单元连接合成单元，合成单元与低温分离单元合成天然气。
2.根据权利要求1所述的兰炭尾气制造天然气装置，其特征在于：所述压缩单元还与净化单元连接，该净化单元由5台吸附塔进行变温吸附，其中3塔吸附，1塔再生，1塔冷却的连续运行，吸附塔的切换通过设置的阀门切换实现吸附和再生转换操作，经过净化后再送入压缩单元进一步增压，增压后的气体进入脱毒变换单元。
3.根据权利要求2所述的兰炭尾气制造天然气装置，其特征在于：所述脱毒变换单元由2台脱毒塔和变换装置组成，其中2台脱毒塔内装有特定的反应剂，有毒杂质在塔内与反应剂发生反应，从而将有毒杂质脱除掉，脱毒后方分别设置有两条管路，一路进入变换装置是催化剂的反应器，该催化剂的反应器将来料中的co转化成h2和co2，变换后的兰炭尾气和脱毒后的另外余下的非变换气混合一起去脱酸单元。
4.根据权利要求3所述的兰炭尾气制造天然气装置，其特征在于：所述脱酸单元由吸收塔、汽提塔和闪蒸塔组成，经换热原料气体送入吸收塔塔底先与半贫液逆流接触，进行粗脱，再与贫液接触进一步脱除酸性杂质，吸收塔塔底...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵时红，李培培，杨代权，胡玖益，
申请(专利权)人：上海亿钶气体股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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