[实用新型]一种电解制氢与煤制合成气制天然气的结构

说明书

技术领域

本实用新型属于天然气技术领域，特别涉及一种电解制氢与煤制合成气制天然气的结构。

背景技术

现有的煤制天然气生产中，煤气化后的粗煤气必须通过变换工段调节氢碳比，这会使大量的一氧化碳转化成二氧化碳，降低了碳的有效利用率，同时也增加了下游低温甲醇洗单元的负荷，造成了能源的浪费。

煤制天然气工艺技术过程会产生大量的工业污水，无限制的排放不仅污染环境，而且造成水资源的大量浪费；同时生产过程中还会产生大量的工艺热能，许多工厂为降低改造费用而选择直接排放；再者，煤制天然气企业大多数都处于内蒙、新疆等风能、光伏等可再生能源比较丰富的偏远地区，而可再生能源发电不容易实现并网输送，在生产过程中如果不能够充分利用这部分余电会造成能源的极大浪费，有悖于我国节能减排的能源方针政策。

随着电解水制氢工艺技术的逐渐成熟，通过电厂余电和工艺热电电解水制氢，大大降低了制氢工艺成本，更重要的是电解水制备的氢气纯度较高，可得到99％以上的高纯度氢气。近年来，随着成套工艺技术的推广，电解水制氢在工艺制氢领域发挥越来越重要的作用。目前还没有将电解水制氢应用到煤制天然气生产。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种电解制氢与煤制合成气制天然气的结构，具有能耗低、操作方便，催化反应效率高的特点。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种电解制氢与煤制合成气制天然气的结构，包括备煤单元1，备煤单元1的出口与气化炉2的入口连接，气化炉2上端粗煤气出口与第一吸收塔3入口连接，第一吸收塔3出口分成主线和副线两路，主线一路与变换单元5入口连接，变换单元5出口与低温甲醇洗单元6入口连接；第一吸收塔3出口副线一路与电厂7连接，由电厂7通过热电、风电、光伏产生的电能直接供给电解水制氢单元8；气化炉2的下端循环污水出口与第二吸收塔4入口连接，第二吸收塔4出口与电解水制氢单元8的入口连接，电解水制氢单元8的氢气出口和低温甲醇洗单元6出口合并后与甲烷化单元9入口连接，电解水制氢单元8的氧气出口和相应设备连接。

所述第一吸收塔3采用降温冷凝、物理吸收对粗煤气进行除尘和粗脱硫。

所述第二吸收塔4采用活性炭吸附法和混凝沉淀法对循环污水进行深度处理。

本实用新型的优点：在煤制天然气甲烷化过程中，电解水制氢单元8的引入，不仅解决了甲烷化单元9催化剂还原时所需高纯氢气的需求，同时在制天然气过程中可以采用纯度较高的氢气补充变换工段调节合成气中的氢碳比，减轻了常规煤制天然气工艺中变换工段的生产负荷，有效降低了煤制天然气的投资成本，提高了碳利用率。同时在生产过程中可以根据工况条件变化灵活操作第一吸收塔3出口主副线路流量大小，稳定电力供应，有效提高能量利用率。

附图说明

附图是本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行详细说明。

参照附图，一种电解制氢与煤制合成气制天然气的结构，包括备煤单元1，备煤单元1的出口与气化炉2的入口连接，气化炉2上端粗煤气出口与第一吸收塔3入口连接，第一吸收塔3出口分成主线和副线两路，主线一路与变换单元5入口连接，变换单元5出口与低温甲醇洗单元6入口连接；第一吸收塔3出口副线一路与电厂7连接，由电厂7通过热电、风电、光伏产生的电能直接供给电解水制氢单元8；气化炉2的下端循环污水出口与第二吸收塔4入口连接，第二吸收塔4出口与电解水制氢单元的入口连接，电解水制氢单元8的氢气出口和低温甲醇洗单元6出口合并后与甲烷化单元9入口连接，电解水制氢单元8的氧气出口和相应设备连接。

所述第一吸收塔3采用降温冷凝、物理吸收对粗煤气进行除尘和粗脱硫，除去煤气中的沥青、焦油、中油、轻油、萘、苯、氨、硫化氢及各种烃类化合物，得到符合要求的原料煤气。

所述第二吸收塔4采用活性炭吸附法和混凝沉淀法对循环污水进行深度处理，除去污水中的污泥、悬浮物和腐蚀性物质，得到负荷电解要求的水质，延长电解池电极的使用寿命，提高电解效率且降低后续工段的负荷。