[实用新型]由生物质气化气生产合成天然气的装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及生物质气化气生产合成天然气装置，特别涉及由秸秆、玉米梗、木薯杆、棕榈壳等生物质气化气生产合成天然气的装置。

背景技术

生物质作为一种可再生能源，在能源结构系统中的地位越来越重要，由于化石燃料、煤炭的不可再生性和使用过程对环境的影响，生物质能将成为本世纪的主要能源之一。生物质在我国丰富而广泛，大力发展生物质气化技术，对缓解能源供求矛盾和减少环境污染有着十分重要的意义。

以棕榈壳为原料气化气的主要成分为：H₂ 37～40％、CO 25～27％、CO₂ 16～19％、 CH₄ 8～11％、C_mH_n 2～4％、N₂ 2～3％、O₂ 0.03～0.06％，热值11.2～14.0MJ/Nm³。目前生物质气化工艺已逐步趋于成熟，生物质气化气本身含有10％左右的甲烷，因其氢气和一氧化碳含量高、热值低等特点，直接作燃料附加值低，因此开发生物质气化气生产合成天然气，使生物质气化气中的有效成分全部加以利用，达到提高生物质气化气的附加值的目的。

生物质气化气生产合成天然气主要反应式为：

CO+3H₂→CH₄+H₂OΔH₀＝-206.2kJ/mol

由以上可以看出，甲烷化正常反应氢气和一氧化碳的摩尔比为3，相对而言，生物质气化气中氢少碳多。

为了使生物质气化气中的碳最大程度转化成甲烷，则需将生物质气化气经变换脱碳后调节氢碳比，使氢气和一氧化碳发生甲烷化反应，以此得到甲烷。

实用新型内容

本实用新型意在寻找一种由生物质气化气生产合成天然气的装置。

具体地，本实用新型提供一种生物质气化气生产合成天然气装置，其特征在于，该装置包括：气柜、原料气压缩机、初净化装置、变换精脱硫装置、脱碳装置、甲烷合成装置、膜分离装置和脱水装置，其中，所述初净化装置包括依次连接的脱油脱萘塔和湿法脱硫装置，所述变换精脱硫装置包括依次连接的变换炉和精脱硫装置，所述精脱硫装置包括依次连接的一级加氢转化器、中温脱硫槽、二级加氢转化器和氧化锌脱硫槽，

甲烷合成装置为采用循环气工艺的四级绝热固定床甲烷化反应器，包括一级甲烷合成反应器、二级甲烷合成反应器、三级甲烷合成反应器和四级甲烷合成反应器，循环气为三级甲烷合成反应器出口气，一级甲烷合成反应器补部分蒸汽，

气柜的入口连接生物质气化气进气管道，气柜的出口与原料气压缩机的第一、二级连接，原料压缩机的第一、二级进一步连接于初净化装置的脱油脱萘塔，初净化装置的湿法脱硫装置的出口连接原料气压缩机的第三级入口，原料气压缩机的第三级出口经由第一换热器连接变换炉的入口；

所述精脱硫装置的氧化锌脱硫槽的出口管道返回第一换热器(与来自原料气压缩机的第三级出口的物料进行换热)，然后先后进入第二换热器和第三换热器，再连接第一气液分离器入口，第一气液分离器的气体出口管道进入第四换热器后连接脱碳装置；

脱碳装置的出口管道先后进入第四换热器和第二换热器，然后连接于用于脱除微量硫的保护床的入口，保护床的出口管道进入第五换热器，然后分成三路，第一路进入第七换热器后连接一级甲烷合成反应器入口，一级甲烷合成反应器的出口管道先后进入第六换热器和第七换热器，然后与第二路汇合，连接二级甲烷合成反应器的入口，二级甲烷合成反应器的出口管道进入第八换热器后与第三路汇合，再连接三级甲烷合成反应器的入口，三级甲烷合成反应器的出口管道先后进入第九换热器、第十换热器和第十一换热器，然后连接第二气液分离器，第二气液分离器的气体出口管道分为两个支路，第一支路进入循环机(加压)，出循环机后进入第十换热器，再与上述保护床出口管道的第一路汇合进入第七换热器，再连接一级甲烷合成反应器入口，第二支路进入第九换热器，然后进入四级甲烷合成反应器，四级甲烷合成反应器出口管道依次进入第五换热器、第十二换热器，然后连接第三气液分离器，第三气液分离器的气体出口管道连接膜分离装置，膜分离装置的渗透气出口管道连接界外，膜分离装置的非渗透气出口连接脱水装置的入口，脱水装置的出口管道为产品气输出管道。

优选地，气柜为湿式气柜或干式气柜。

优选地是，压缩机为往复式压缩机。