[发明专利]一种中低温干馏荒煤气经耐硫均温甲烷化制CNG的系统及方法

说明书

本发明公开的一种中低温干馏荒煤气经耐硫均温甲烷化制CNG的系统及方法，属于煤炭清洁高效利用技术领域。将干馏荒煤气除尘脱氨净化后进行焦油回收，获得高价值副产品；再加压液化分离将丙烷、丁烷等高级烃类直接制备成LPG。脱硫脱碳装置解析出的H₂S气体纯度高，可采用克劳斯硫回收工艺回收硫磺，并将变压吸附系统分离的氮气产生的可燃气用作燃烧气节省成本。经PSA分离氮气后的气体组分CH₄含量高，大于95％，达到一级天然气产品的要求。该系统操作简便，采用煤的低温干馏多联产技术，实现了低阶煤的清洁高效利用，生产高热值的压缩天然气并副产焦油、LPG、硫磺、二氧化碳等副产品，节约能源，经济效益高。

技术领域

本发明属于煤炭清洁高效利用技术领域，具体涉及一种中低温干馏荒煤气经耐硫均温甲烷化制CNG(压缩天然气)的系统及方法。

背景技术

天然气作为一种高效、清洁、安全的化石能源，在全球能源消费中的比例逐年上升；随着人们环保意识的增强以及生活质量的提高，天然气的需求量逐年加大，利用储量相对丰富的煤炭资源，深入开发低质煤的低温干馏联产天然气技术，利用热值较低的荒煤气，将之转变成环境友好的天然气，不仅实现了煤炭资源的综合利用，同时也缓减了我国油气资源相对短缺的现象，且符合煤的清洁高效利用技术路线。

低质煤低温干馏生产兰炭过程得到三个产品，兰炭、煤焦油和荒煤气(也称兰炭尾气或低温干馏气)，一般采用烟气加热的兰炭生产装置所产荒煤气组分见表1，可以看出荒煤气组分中甲烷含量较少，煤气热值低，且含有大量氮气，压缩和液化过程的能耗高，直接从煤气中提纯甲烷的工艺成本较高，目前荒煤气利用一般采用锅炉燃烧产蒸汽和发电，经济效益低。煤在低温干馏过程中会生成大量的H₂、CO和CO₂，但氢碳比(H/C)比约在1.8-2.2之间，不利于甲烷化反应，还含有C2-C4烷烃和烯烃为主的石油气组分，H₂S、NH₃、焦油、粉尘等污染。

表1：传统立式炉荒煤气组分

随着近年来粉煤低温干馏技术的发展，出现了外热式直立炉、固体热载体低温快速热解技术和粉煤回转窑热解技术等技术，不同于之前烟气直接加热的方式采用间接加热，所产荒煤气组分有更多的有效可燃组分，其荒煤气一般组分见表2，其中氮气的含量明显降低，但是仍存在氢碳比低和二氧化碳含量高的问题。

表2：间接加热的热解技术荒煤气组分

由于荒煤气以上特点，不像焦炉煤气易于制天然气，急需开发一种适合荒煤气的甲烷化制天然气技术，能够在低H/C比和高CO₂分压的条件下，实现高的CO转化率和高CH₄选择性。

发明内容

为了解决上述现有问题，本发明的目的在于提供一种中低温干馏荒煤气经耐硫均温甲烷化制CNG的系统及方法，实现了低阶煤的清洁高效利用，生产高热值的压缩天然气并副产焦油、LPG、硫磺、二氧化碳等副产品，节约能源，经济效益高。

本发明通过以下技术方案来实现：

本发明公开了一种中低温干馏荒煤气经耐硫均温甲烷化制CNG的系统，包括脱氨除尘装置，脱氨除尘装置的入口连接有中低温干馏荒煤气进气管，出口连接有一级压缩装置，一级压缩装置连接有焦油回收装置，焦油回收装置连接有二级压缩装置，二级压缩装置连接有耐硫甲烷化装置和液化石油气收集装置，耐硫甲烷化装置连接有脱硫脱碳装置，脱硫脱碳装置连接有脱水吸附塔、二氧化碳收集装置和硫化氢收集装置，硫化氢收集装置连接有克劳斯硫回收装置，脱硫脱碳装置连接有脱水吸附塔，脱水吸附塔连接有变压吸附装置，变压吸附装置连接有氮气收集装置和三级压缩装置，三级压缩装置连接有CNG出气管。

优选地，一级压缩装置为螺杆压缩机，二级压缩装置为活塞式压缩机，三级压缩装置为离心式压缩机。