用垃圾热解气制取lng的系统的制作方法
[0032]进一步地，所述热解气经净化之后，分析所得气体中H2/C0比值，当H2/C0比值为1.0-3.2 (不满足H2/C0比值3.5)，则需要将部分热解气与水蒸汽一起进入混合器混合，然后进入热交换器和变换炉进行CO变换后再进行步骤4)的甲烷化，CO变换条件为:反应温度340°C，干气空速范围为500?700h-l，汽气比范围为0.35?0.7 (水蒸汽和热解气比值)，用出变换炉的变换气为入口垃圾热解气换热升温；然后再经水冷器，温度降至35?42 °C，进入气液分离器。
[0033]经过CO变换后气体中H2/CO要达到3.2?3.6，再去甲烷化。根据这个目标计算与水蒸汽一起混合的热解气占全部热解气比例。
[0034]其中，垃圾热解气出口温度由130°C升至300?360°C ;变换气由400?350°C降至150?180°C。然后经水冷器，温度降至40°C左右，然后进入气液分离器。
[0035]优选地，所述步骤4)中，采用2-6段甲烷化反应装置串联进行甲烷化反应。
[0036]甲烷化单元生成的气体中含有H2O和Hg等杂质，H2O会在低温下冻结而堵塞管道，Hg的存在会严重腐蚀液化冷箱中的铝制换热设备。当Hg(包括单质汞、汞离子及有机汞化合物)存在时，铝会与水反应生成白色粉末状的腐蚀产物，严重破坏铝的性质。极微量的Hg含量足以给铝制设备带来严重的破坏，而且Hg还会造成环境污染，以及检修过程中对人员的危害，因此在步骤6)液化前要进行脱水和脱汞处理，以免它们在低温下冻结而堵塞和腐蚀管道。
[0037]本实用新型的有益效果在于:
[0038]I)本实用新型提出的系统，可利用甲烷化产生的水蒸汽作为流化剂，利用热解气和烟气回收的热量产生的蒸汽给吸收塔的溶液再生和变换反应供热，通过组合垃圾热解技术、甲烷化技术和热能回收技术，实现垃圾固废处理，避免了二噁英和二次污染，并回收热量，实现热能资源的综合利用。同时城市垃圾的热解过程促进甲烷化产生的水蒸气分解成H自由基，H自由基与城市垃圾热解产生的挥发分反应，生成较多CO、014和H2，提高了氢碳比，改变热解进程和产物分布，有利于后续甲烷化反应，同时有效降低垃圾热解产生的固体半焦的产率。
[0039]2)采用本实用新型提出的系统，热解反应过程在无氧的条件下进行，没有二噁英产生，同时生成的垃圾碳被燃烧掉，放出的热量用于垃圾热解，不会造成二次污染；生产的LNG作为优质绿色、低碳的清洁燃料，具有储存、运输效率高，杂质含量少，燃烧清洁高效，气价低平稳定、经济效益好等优点，在城市大气污染治理和建设能源节约型、环境友好型城市的进程中，发挥着重要的作用。
[0040]本实用新型提出的系统，操作简单，甲烷损失量小，制得的气体满足LNG对原料气的气质指标要求。通过组合垃圾热解技术、甲烷化技术和热能回收技术，实现垃圾固废处理，避免了二噁英和二次污染，并回收热量，实现热能资源的综合利用。
【附图说明】
[0041]图1为本实用新型实施例1系统图。
[0042]图2为本实用新型实施例1流程图。
[0043]图3为本实用新型实施例2系统图。
[0044]图4为本实用新型实施例2流程图。
【具体实施方式】
[0045]现以以下实施例来说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。实施例中使用的手段，如无特别说明，均使用本领域常规的手段。
[0046]实施例1:
[0047]见图1、图2，用垃圾热解气制取LNG的系统，没有CO变换单元的系统包括:筛分和破碎单元、垃圾热解单元、热解气净化单元、甲烧化单元、干燥单元和液化单元，以上单元依次通过管路连接；
[0048]其中，所述垃圾热解单元包括垃圾热解装置，所述垃圾热解装置的烟气出口连接有余热锅炉，所述垃圾热解装置的固体物料出口连接有燃烧装置；所述热解气净化单元包括依次串联连接的洗涤塔、二个脱重烃塔、吸收塔和脱氧反应器；所述干燥单元包括依次串联连接的干燥塔、脱汞塔、过滤器，液化单元包括依次连接的低温换热器、气液分离器、精馏塔和贮罐；
[0049]其中，所述垃圾热解装置通过蒸汽管道连接所述甲烷化单元；所述余热锅炉的蒸汽出口通过蒸汽管道连接用于甲醇再生的再生塔的再沸器的入口。
[0050]其中，所述热交换器为列管换热器，变换炉的气体出口通过管路连接所述热交换器的加热介质入口，所述热交换器的加热介质出口连接所述水冷器。
[0051]其中，甲烷化单元是由4段甲烷化反应装置串联组成。二个脱重烃塔的进气口均通过管道连接洗涤塔，管道上设置有阀门；二个脱重烃塔的出气口均通过管道连接吸收塔，管道上设置有阀门；脱重烃塔内从上到下放置三层脱重烃剂，第一层脱重烃剂为分子筛(MS)、第二层脱重烃剂为硅胶(SG)第三层脱重烃剂为活性炭(AC)。
[0052]其中，所述吸收塔和脱氧反应器之间设置有压缩机；所述余热锅炉和热解气净化单元之间设置有压缩机。
[0053]采用本实施例的系统垃圾热解制取LNG的过程为:
[0054]1.筛分和破碎:采用半湿式分选系统将城市生活垃圾进行分类筛选和破碎，调湿的垃圾经过刮板冲击由不同的筛网筛出，将玻璃陶土和厨余分离出来(将垃圾里的玻璃陶土的90%分离出来，将厨余分离出来，玻璃陶土不去热解，厨余送去热解)；筛网分离出塑料和全部的金属，以及纸张，组成可热解垃圾；将筛选后的可热解垃圾经剪切和滚压破碎到3-5mm粒径，送入垃圾热解系统。
[0055]2.垃圾热解:将破碎后的可热解垃圾送入垃圾热解装置，垃圾热解装置以来自甲烷化产生的蒸汽作为流化介质，河砂为热载体进行流态化燃烧，将垃圾快速加热到850°C并迅速热解，热解气体由顶部逸出，经过顶部高温旋风除尘后，进入余热锅炉回收其热能产生中压蒸汽，给再生塔溶液的再生供热，结果余热锅炉降温至50°C以下的热解气体经压缩机增压到3.5MPa，然后进入热解气净化单元，
[0056]垃圾热解后产生的半焦和热载体一起经管路进入燃烧装置，在燃烧装置内，通入助燃剂将半焦燃烧，热载体被加热到1000°c ;燃烧装置产生烟气由顶部逸出进入汽包产生蒸汽。在燃烧装置操作速度较高(是半焦和热载体的通入速度> 5m/s)，加热的热载体被带至燃烧装置顶部经旋风分离和输送装置进入垃圾热解装置，热载体在热解装置和燃烧装置中间构成循环。
[0057]3.热解气净化:垃圾热解气中CH4占30% (体积含量)，H2占31.2% (体积含量)，CO占8.8% (体积含量)，CO2(体积含量)占18% (体积含量)，H2S占2% (体积含量)，O2占I % (体积含量)，C nHm占6 % (体积含量)，N 2占2 % (体积含量)，其余为少量的HCl和水蒸汽。出压缩机的垃圾热解气进入洗涤塔底部，与洗涤塔中的30%氢氧化钠溶液逆流接触，脱除热解气中的HCl等气体，经洗涤塔洗涤后的HCl的脱除率为99.5% ;出洗涤塔的垃圾热解气进入脱重烃塔底部，重烃脱除在两个装有分子筛(MS)、硅胶(SG)和活性炭(AC)(三种物质分层放置)的吸附塔中完成。正常操作下，一个塔处于吸附状态，另一个塔处于再生待用状态。热解气自上而下依次通过吸附床层，重烃被吸附脱除。在吸附床中重烃组份达到饱和前，吸附床必须由吸附状态切换到再生(解吸)状态。原料气进入另一已经完成再生的床层。饱和床通过再生循环解吸出重烃，再生过程包括加热和冷吹两个步骤。
[0058]脱重烃后的垃圾热解气中CnHm的含量< 1ppm ;出脱重烃塔的垃圾热解气进入吸收塔，采用低温甲醇洗脱工艺脱除垃圾热解气中的H2SXOS和C02，经吸收塔处理后的H2S含量为0.02ppm，总硫含量为0.08ppm，0)2的含量为15ppm，甲醇经再生塔再生，循环使用。出吸收塔的垃圾热解气通过压缩机增压到3.5Mpa，进入脱氧反应器，在反应温度为130°C的条件下经活性氧化铝镀钯催化剂脱氧后，氧气含量为Ippm ;出脱氧反应器的垃圾热解气进入甲烷化单元。
[0059]4.甲烷化:脱氧后的垃圾热解气通过装有镍催化剂的反应器而生成甲烷，反应的温度通过将甲烷化生成的气体循环到甲烷化反应器入口来控制，即将甲烷化生成的气体循环到甲烷化反应器入口，通过稀释原料气来降低反应的热量，维持反应气体出口温度低于催化剂的最高耐受温度700°C，反应气进口的温度为300?400°C。反应产生的热量用来产蒸汽，产生的蒸汽用于热解系统作为流化介质。控制反应压力为3.5Mpa，反应温度为280°C，一氧化碳转化率为99.95%、二氧化碳转化率为99.92%，得到高纯的甲烷。
[0060]5.干燥和脱汞:甲烷化后气体脱水，气体自上而下通过装有分子筛吸附剂的脱水塔，分子筛吸附剂高表面积体积比的特性使得该吸附床可以吸收水而产生干气(水含量低于1X10_6)。脱水后气体中水的含量<lppm(常压露点低于-70°c);脱水后的气体进入脱汞塔脱汞，脱汞塔为装有载硫活性炭的填料塔(用装有浸硫活性炭吸附床脱汞，汞与浸硫活性炭上的硫产生化学反应生成硫化汞，吸附在活性炭上，从而达到脱除汞之目的
文档序号 :
【 8898042 】
技术研发人员：史雪君,余海鹏,闫琛洋,车中山,杜少春,吴道洪
技术所有人：北京神雾环境能源科技集团股份有限公司
备 注：该技术已申请专利，仅供学习研究，如用于商业用途，请联系技术所有人。
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