一種甲烷二氧化碳重整制備合成氣的裝置的制造方法
【專利說明】
[0001]技術(shù)領(lǐng)域本實(shí)用新型涉及能源領(lǐng)域，尤其涉及一種甲烷二氧化碳重整制備合成氣的裝置。
[0002]【背景技術(shù)】甲烷二氧化碳重整制備合成氣技術(shù)是合理利用甲烷、二氧化碳資源的一條有效途徑，制備的合成氣中H2/C0體積比約為1:1，可直接作為羰基合成及費(fèi)托合成的原料，彌補(bǔ)了甲烷水蒸氣重整制備合成氣中氫碳比(H2/C0 ^ 3)的不足。該技術(shù)的開發(fā)對減少溫室氣體排放、緩解能源危機(jī)具有重要意義。
[0003]甲烷二氧化碳重整反應(yīng)在熱力學(xué)上是吸熱、分子數(shù)增加的可逆反應(yīng)，受熱力學(xué)平衡控制，高溫、低壓有利于反應(yīng)的正向進(jìn)行，然而高溫會引起甲烷的深度裂解等副反應(yīng)加劇，導(dǎo)致合成氣選擇性降低；同時，還存在催化劑因表面積炭增多而迅速失活等問題。因此，開發(fā)新型甲烷二氧化碳重整工藝，制備高活性、高穩(wěn)定性的催化劑具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
[0004]近年來，很多國家都對甲烷二氧化碳重整技術(shù)的研究給予了大量的科研和工程投資，但至今沒有成熟的工業(yè)化生產(chǎn)案例。通過分析查閱各項(xiàng)技術(shù)發(fā)現(xiàn)，甲烷二氧化碳重整技術(shù)未能實(shí)現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)的主要技術(shù)原因是現(xiàn)有技術(shù)存在催化劑易積炭導(dǎo)致活性下降以及工藝過程能耗過高的問題。
[0005]
【發(fā)明內(nèi)容】
為了有效解決上述問題，本實(shí)用新型提供一種甲烷二氧化碳重整制備合成氣的裝置，通過提升管重整反應(yīng)器-流化床再生器構(gòu)成的反應(yīng)一再生系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)催化劑反應(yīng)和失活催化劑再生的循環(huán)，結(jié)焦催化劑在流化床再生器中燃燒再生，解決了催化劑結(jié)焦帶來的失活問題；同時，燃燒放出的熱量可以加熱催化劑為重整反應(yīng)提供部分熱量，維持重整反應(yīng)所缺熱量，從而解決工藝過程能耗的問題。
[0006]本實(shí)用新型的技術(shù)方案為:本發(fā)明提供一種甲烷二氧化碳重整制備合成氣的裝置，其包括第一換熱器、第二換熱器、提升管重整反應(yīng)器、流化床再生器、旋風(fēng)分離器和返料閥；
[0007]所述第一換熱器設(shè)有原料氣輸入口，第一換熱器一輸出口與第二換熱器的輸入口連接，第一換熱器另一輸出口輸出合成氣；第二換熱器的輸出口與提升管重整反應(yīng)器的輸入口連接，旋風(fēng)分離器設(shè)置于提升管重整反應(yīng)器的出口，旋風(fēng)分離器一輸出口與第一換熱器的輸入口連接，旋風(fēng)分離器另一輸出口與返料閥輸入口連接，返料閥的輸出端與流化床再生器連接；流化床再生器一輸出口經(jīng)控制閥與提升管重整反應(yīng)器一輸入口連接，流化床再生器一氣相輸出口與第二換熱器的輸入口連接；流化床再生器還設(shè)有氧化劑輸入口。
[0008]本實(shí)用新型采用上述裝置結(jié)構(gòu)，通過提升管重整反應(yīng)器-流化床再生器構(gòu)成的反應(yīng)一再生系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)催化劑反應(yīng)和失活催化劑再生的循環(huán)，解決了催化劑結(jié)焦帶來的失活問題。同時，本實(shí)用新型的裝置還具有調(diào)節(jié)靈活，運(yùn)行安全，原料氣轉(zhuǎn)化率高，處理量大，適宜工業(yè)化放大等優(yōu)點(diǎn)。
[0009]進(jìn)一步，本實(shí)用新型所述的裝置還包括催化劑儲罐，所述催化劑儲罐與提升管重整反應(yīng)器連接，催化劑儲罐用于儲存未用過的催化劑，定期補(bǔ)充體系內(nèi)的催化劑損失。進(jìn)一步，本實(shí)用新型所述的裝置還包括第一引風(fēng)機(jī)，所述流化床再生器一氣相輸出口通過第一引風(fēng)機(jī)與第二換熱器的輸入口連接，從而將流化床再生器出口的氣體通過第一引風(fēng)機(jī)輸送至第二換熱器中。
[0010]進(jìn)一步，本實(shí)用新型所述的裝置還包括第二引風(fēng)機(jī)，所述第二引風(fēng)機(jī)與第一換熱器連接。所述第二引風(fēng)機(jī)一端與第一換熱器的輸出口連接，合成氣與第一換熱器中的原料氣換熱后經(jīng)第二引風(fēng)機(jī)輸出。
[0011]進(jìn)一步，本實(shí)用新型所述的裝置還包括鼓風(fēng)機(jī)，所述鼓風(fēng)機(jī)與流化床再生器一輸入口連接，氧化劑通過鼓風(fēng)機(jī)輸入至流化床再生器。
[0012]更進(jìn)一步，本實(shí)用新型所述的裝置同時包括催化劑儲罐、第一引風(fēng)機(jī)、第二引風(fēng)機(jī)和鼓風(fēng)機(jī)，所述催化劑儲罐與提升管重整反應(yīng)器連接，所述流化床再生器一氣相輸出口通過第一引風(fēng)機(jī)與第二換熱器的輸入口連接，所述第二引風(fēng)機(jī)與第一換熱器連接，所述鼓風(fēng)機(jī)與流化床再生器一輸入口連接。
[0013]本實(shí)用新型的有益效果為:
[0014]1、本實(shí)用新型通過提升管重整反應(yīng)器-流化床再生器構(gòu)成的反應(yīng)一再生系統(tǒng)，解決了甲烷二氧化碳重整制備合成氣工藝過程中，催化劑易積炭導(dǎo)致活性下降的問題。
[0015]2、本實(shí)用新型通過往流化床再生器中補(bǔ)充燃料的方式，為催化劑加熱，再通過催化劑維持重整反應(yīng)所缺熱量，解決了重整反應(yīng)過程能量不足的問題。
[0016]3、本實(shí)用新型反應(yīng)合成的合成氣及流化床再生器出口的氣體可與原料氣在第一換熱器及第二換熱器中進(jìn)行換熱，充分進(jìn)行二次能量利用，緩解重整反應(yīng)的能耗問題。
[0017]4、本實(shí)用新型的裝置具有調(diào)節(jié)靈活，運(yùn)行安全，原料氣轉(zhuǎn)化率高，處理量大，適宜工業(yè)化放大的優(yōu)點(diǎn)，具有很好的應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)化前景。
[0018]【附圖說明】下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明:
[0019]圖1為本實(shí)用新型裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]【具體實(shí)施方式】下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0021]如圖1所示，本實(shí)用新型提供一種甲烷二氧化碳重整制備合成氣的裝置，其包括第一換熱器1、第二換熱器2、提升管重整反應(yīng)器3、流化床再生器4、旋風(fēng)分離器5和返料閥6 ；
[0022]所述第一換熱器I設(shè)有原料氣輸入口，第一換熱器I 一輸出口與第二換熱器2的輸入口連接，第一換熱器I另一輸出口輸出合成氣；第二換熱器2的輸出口與提升管重整反應(yīng)器3的輸入口連接，將原料氣輸入提升管重整反應(yīng)器3中；旋風(fēng)分離器5設(shè)置于提升管重整反應(yīng)器3的出口，旋風(fēng)分離器5 —輸出口與第一換熱器I的輸入口連接，旋風(fēng)分離器5另一輸出口與返料閥6輸入口連接，旋風(fēng)分離器5將反應(yīng)后的合成氣和催化劑進(jìn)行氣固分離，分離后的合成氣經(jīng)旋風(fēng)分離器5的一輸出口進(jìn)入第一換熱器I ;分離后的催化劑經(jīng)旋風(fēng)分離器5另一輸出口進(jìn)入返料閥6。由于返料閥6的輸出端與流化床再生器4連接；催化劑通過返料閥6進(jìn)入流化床再生器4。流化床再生器4 一輸出口經(jīng)控制閥7與提升管重整反應(yīng)器3—輸入口連接，將在流化床再生器4內(nèi)再生后的催化劑送回提升管重整反應(yīng)器3 ;流化床再生器4 一氣相輸出口與第二換熱器2的輸入口連接，將流化床再生器4出口的氣體經(jīng)氣相輸出口輸入第二換熱器2 ;流化床