一种天然气高效合成方法与流程

本发明涉及天然气合成技术领域，具体的说是一种天然气高效合成方法。

背景技术：

合成天然气是一种根据甲烷化反应原理利用相应的设备将含碳资源转化为甲烷的技术，我国的能源资源特点是少油、贫气、富煤。煤炭资源相对丰富，充分利用廉价的煤炭资源生产天然气，其能量利用率高、单位热值耗水量低，是解决我国天然气供需矛盾的重要途径。此外利用co2和生物质资源生产天然气，不仅可拓宽co2和生物质的利用方式，同时也将大大减少温室气体的排放。合成天然气技术主要包括煤直接合成天然气技术、煤经合成其制取天然气技术、生物制合成天然气技术、co2甲烷化合成天然气技术、焦炉气合成天然气技术。我国焦化企业每年副产大量焦炉气，其中很大部分被点了天灯，利用率十分低下，因此利用甲烷化反应，从炼焦炉等碳氢尾气来制取合成天然气的技术也得到广泛使用。

焦炉气作为天然气合成原料时，需要提前纯化过滤焦炉气，从而保证制取天然气的纯度，保证化学反应充分且完全，由于焦炉气内含尘量较大，且尘粒较小，在制备天然气过程中需要对天然气的气体进行过滤，但是一些小颗粒会在气体进入的时候被带入到合成装置的内部，长期使用会造成内部堵塞，并且滤网上灰尘长期滞留会造成滤网堵塞，因此，针对上述问题提出一种天然气高效合成方法。

技术实现要素：

针对现有技术中的问题，本发明提供了一种天然气高效合成方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种天然气高效合成方法，该方法步骤如下：

s1:将焦炉煤气通过管道通入到粗脱萘焦油器中，脱除焦炉煤气中的焦油和萘，控制焦炉煤气中萘含量小于50mg/nm³，焦油含量降低到5mg/nm³

s2:将s1中处理后的焦炉煤气通入到焦炉煤气压缩机中压缩，随后进入精脱萘焦油器中，进一步脱除焦炉煤气中的焦油和萘；

s3:将s2中处理后的焦炉煤气通入到脱硫罐中进行脱硫处理；

s4:将s3中脱硫后的焦炉煤气通入到天然气合成装置中进行合成；

其中，s4中所述的天然气合成装置包括滤罐、曝气机构、一号搅拌机构、二号搅拌机构、反冲洗系统和过滤机构，所述滤罐下部连接有曝气机构，所述滤罐内安装有一号搅拌机构和二号搅拌机构，所述滤罐的上部连接有过滤机构，所述过滤机构和二号搅拌机构均与反冲洗系统配合；所述曝气机构包括曝气管、排水管、手动阀、集水罩、止回腔、封堵球、密封套、复位弹簧和滑杆，所述曝气管嵌设在滤罐的底端外壁上，所述曝气管外壁固定连接有排水管，所述排水管上安装有手动阀，所述曝气管位于滤罐的一端固定连接有集水罩，所述集水罩与滤罐内壁固定连接，所述曝气管内设有止回腔，所述止回腔内设有封堵球，所述封堵球的一侧且位于止回腔内设有复位弹簧，所述封堵球外壁粘接有密封套，所述封堵球的外壁固定连接有若干滑杆，所述滑杆远离封堵球的一端均与止回腔腔壁滑动连接。

具体的，所述一号搅拌机构包括一号电机、一号搅拌杆、支撑架、一号搅拌叶、一号混合柱、扩散罩、扩散孔、一号混合板和一号微孔，所述一号电机螺丝固定在滤罐的下侧，所述一号电机的输出端穿过滤罐底壁和曝气管固定连接有一号搅拌杆，所述一号搅拌杆上设有若干一号搅拌叶，所述一号搅拌杆的外侧套设有扩散罩，所述扩散罩上设有若干扩散孔，所述扩散罩与滤罐内壁固定连接，所述一号搅拌杆的顶端固定连接有一号混合板，所述一号混合板的上侧固定连接有若干一号混合柱，所述一号混合板内开设有若干一号微孔，所述一号混合板和扩散罩之间设有支撑架，所述支撑架通过轴承与一号搅拌杆转动连接，所述支撑架边缘与滤罐内壁固定连接，

具体的，所述二号搅拌机构包括二号电机、二号搅拌杆、二号搅拌叶片、二号混合板、二号混合柱和二号微孔，所述二号电机螺丝固定在滤罐的上侧，所述二号电机的输出端穿过滤罐顶壁固定连接有二号搅拌杆，所述二号搅拌杆外壁固定连接有若干二号搅拌叶片，所述二号搅拌杆的底端固定连接有二号混合板，所述二号混合板的下侧设有若干二号混合柱，所述二号混合板内设有若干二号微孔。

具体的，所述过滤机构包括连接管、一号法兰、出气管、二号法兰、过滤管和滤芯板，所述连接管与一号法兰固定连接，所述出气管嵌设在滤罐的上部外壁上，所述出气管远离滤罐的一端固定连接有二号法兰，所述一号法兰和二号法兰之间设有过滤管，所述过滤管内安装有多层滤芯板，所述一号法兰和二号法兰之间通过螺栓和螺帽固定连接，所述连接管与原料储罐连通。

具体的，所述反冲洗系统包括进水总管、一号阀门、支管、二号阀门、分流管、延伸管、一号喷淋头和二号喷淋头，所述进水总管与水泵的输出端连通，所述进水总管上安装有进水总管，所述进水总管连通有支管和分流管，所述支管远离支管的一端嵌入连接管内安装有二号喷淋头，所述分流管连通有若干延伸管，所述延伸管远离分流管的一端均嵌入滤罐内，所述延伸管的下侧且位于滤罐内均嵌设有若干一号喷淋头，所述延伸管位于二号混合板的上方；所述一号阀门与所述二号阀门之间的管道内部安装有振动板，且所述振动板的一端两侧安装有减震弹簧。

具体的，所述扩散罩呈漏斗状结构，所述一号混合柱和二号混合柱错位设置。

具体的，所述一号法兰和二号法兰与过滤管之间均设有密封垫圈，所述过滤管边缘开设有与一号法兰和二号法兰结构相对应的穿孔。

本发明的有益效果：

(1)本发明所述的一种天然气高效合成方法，该方法中使用的天然气合成装置通过设置在滤罐内的曝气机构、一号搅拌机构和二号搅拌机构的设置，通过一号搅拌机构与二号搅拌机构的差速转动，能在滤罐内能充分混合气液，气体中的粉尘被有效粘附，确保了曝气降尘效果，且原料气体气泡被机械曝气结构层层分割，使得气体气泡半径逐步减少，颗粒较大的粉尘在滤罐底部有效与水体粘附，降低了滤罐上部微孔和滤网空隙堵塞的可能，具有快速除尘和使用寿命较长的优点。

(2)本发明所述的一种天然气高效合成方法，所述一号阀门与所述二号阀门之间的管道内部安装有振动板，且所述振动板的一端两侧安装有减震弹簧，通过在一号阀门与二号阀门之间的管道内部安装有振动板，在清洗的时候，管道内部的高压水流冲击振动板，使振动板在减震弹簧的作用下上下往复运动，此时，支管内部的水流对多层滤芯板进行冲洗，在冲洗的过程中在振动板的上下往复运动过程中使清洗效果更好，加快清洗效率。

(3)本发明所述的一种天然气高效合成方法，该方法中使用的天然气合成装置通过滤网过滤进行二次除尘过滤，通过反冲洗系统的设置，水泵加压清洁水从进水总管进入支管和延伸管内，分别从一号喷淋头和二号喷淋头均匀喷出，一号喷淋头反向喷洗下方微孔，避免微孔堵塞，二号喷淋头反向冲洗多层滤芯板，延长了多层滤芯板的使用寿命，清理方便，能延长了过滤结构的使用寿命。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1为本发明的方法流程图；

图2为本发明中使用的天然气合成装置的结构剖视图；

图3为本发明中使用的天然气合成装置中混合板的组合示意图；

图4为本发明中使用的天然气合成装置中一号喷淋头的安装示意图；

图5为图2中的a处放大图；

图6为图2中的b处放大图；

图7为本发明中使用的天然气合成装置中滤罐的俯视剖面图。

图中：1、滤罐；2、曝气机构；21、曝气管；22、排水管；23、手动阀；24、集水罩；25、止回腔；26、封堵球；27、密封套；28、复位弹簧；29、滑杆；3、一号搅拌机构；31、一号电机；32、一号搅拌杆；33、支撑架；34、一号搅拌叶；35、一号混合柱；36、扩散罩；37、扩散孔；38、一号混合板；39、一号微孔；4、二号搅拌机构；41、二号电机；42、二号搅拌杆；43、二号搅拌叶片；44、二号混合板；45、二号混合柱；46、二号微孔；5、反冲洗系统；51、进水总管；52、一号阀门；53、支管；54、二号阀门；55、分流管；56、延伸管；57、一号喷淋头；58、二号喷淋头；6、过滤机构；61、连接管；62、一号法兰；63、出气管；64、二号法兰；65、过滤管；66、滤芯板；7、振动板，71、减震弹簧。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

如图1-图7所示，本发明所述的一种天然气高效合成方法，该方法步骤如下：

s1:将焦炉煤气通过管道通入到粗脱萘焦油器中，脱除焦炉煤气中的焦油和萘，控制焦炉煤气中萘含量小于50mg/nm³，焦油含量降低到5mg/nm³

s2:将s1中处理后的焦炉煤气通入到焦炉煤气压缩机中压缩，随后进入精脱萘焦油器中，进一步脱除焦炉煤气中的焦油和萘；

s3:将s2中处理后的焦炉煤气通入到脱硫罐中进行脱硫处理；

s4:将s3中脱硫后的焦炉煤气通入到天然气合成装置中进行合成；

其中，s4中所述的天然气合成装置包括滤罐1、曝气机构2、一号搅拌机构3、二号搅拌机构4、反冲洗系统5和过滤机构6，所述滤罐1下部连接有曝气机构2，所述滤罐1内安装有一号搅拌机构3和二号搅拌机构4，所述滤罐1的上部连接有过滤机构6，所述过滤机构6和二号搅拌机构4均与反冲洗系统5配合；所述曝气机构2包括曝气管21、排水管22、手动阀23、集水罩24、止回腔25、封堵球26、密封套27、复位弹簧28和滑杆29，所述曝气管21嵌设在滤罐1的底端外壁上，所述曝气管21外壁固定连接有排水管22，所述排水管22上安装有手动阀23，所述曝气管21位于滤罐1的一端固定连接有集水罩24，所述集水罩24与滤罐1内壁固定连接，所述曝气管21内设有止回腔25，所述止回腔25内设有封堵球26，所述封堵球26的一侧且位于止回腔25内设有复位弹簧28，所述封堵球26外壁粘接有密封套27，所述封堵球26的外壁固定连接有若干滑杆29，所述滑杆29远离封堵球26的一端均与止回腔25腔壁滑动连接，通过封堵球26和复位弹簧28的设置，能够避免滤罐1内的清洁水倒流，使得曝气管21内的原料气体只能单向流通，通过排水管22和手动阀23的设置，方便排空滤罐1内的清洁水排出。

具体的，所述一号搅拌机构3包括一号电机31、一号搅拌杆32、支撑架33、一号搅拌叶34、一号混合柱35、扩散罩36、扩散孔37、一号混合板38和一号微孔39，所述一号电机31螺丝固定在滤罐1的下侧，所述一号电机31的输出端穿过滤罐1底壁和曝气管21固定连接有一号搅拌杆32，所述一号搅拌杆32上设有若干一号搅拌叶34，所述一号搅拌杆32的外侧套设有扩散罩36，所述扩散罩36上设有若干扩散孔37，所述扩散罩36与滤罐1内壁固定连接，所述一号搅拌杆32的顶端固定连接有一号混合板38，所述一号混合板38的上侧固定连接有若干一号混合柱35，所述一号混合板38内开设有若干一号微孔39，所述一号混合板38和扩散罩36之间设有支撑架33，所述支撑架33通过轴承与一号搅拌杆32转动连接，所述支撑架33边缘与滤罐1内壁固定连接，扩散罩36延缓气泡上移的速度，气泡沿倾斜面逐次穿过扩散孔37，经扩散罩36后气泡分布更加均匀，利于灰尘粘附水体。

具体的，所述二号搅拌机构4包括二号电机41、二号搅拌杆42、二号搅拌叶片43、二号混合板44、二号混合柱45和二号微孔46，所述二号电机41螺丝固定在滤罐1的上侧，所述二号电机41的输出端穿过滤罐1顶壁固定连接有二号搅拌杆42，所述二号搅拌杆42外壁固定连接有若干二号搅拌叶片43，所述二号搅拌杆42的底端固定连接有二号混合板44，所述二号混合板44的下侧设有若干二号混合柱45，所述二号混合板44内设有若干二号微孔46，气泡经过微孔后分布更加均匀，二号混合板44和一号混合柱35在二号混合板44和一号混合板38之间相互反向运动，将微小的气泡重新打散，促进水体与气体接触，进一步提高了降尘效果。

具体的，所述过滤机构6包括连接管61、一号法兰62、出气管63、二号法兰64、过滤管65和滤芯板66，所述连接管61与一号法兰62固定连接，所述出气管63嵌设在滤罐1的上部外壁上，所述出气管63远离滤罐1的一端固定连接有二号法兰64，所述一号法兰62和二号法兰64之间设有过滤管65，所述过滤管65内安装有多层滤芯板66，所述一号法兰62和二号法兰64之间通过螺栓和螺帽固定连接，所述连接管61与原料储罐连通，经曝气后的原料气体通过多层滤芯板66时，残余杂质被多层滤芯板66过滤，气体沿连接管61进入储气罐。

具体的，所述反冲洗系统5包括进水总管51、一号阀门52、支管53、二号阀门54、分流管55、延伸管56、一号喷淋头57和二号喷淋头58，所述进水总管51与水泵的输出端连通，所述进水总管51上安装有进水总管51，所述进水总管51连通有支管53和分流管55，所述支管53远离支管53的一端嵌入连接管61内安装有二号喷淋头58，所述分流管55连通有若干延伸管56，所述延伸管56远离分流管55的一端均嵌入滤罐1内，所述延伸管56的下侧且位于滤罐1内均嵌设有若干一号喷淋头57，所述延伸管56位于二号混合板44的上方，一号喷淋头57反向喷洗下方微孔，避免微孔堵塞，二号喷淋头58反向冲洗多层滤芯板66，延长了多层滤芯板66的使用寿命；所述一号阀门52与所述二号阀门54之间的管道内部安装有振动板7，且所述振动板7的一端两侧安装有减震弹簧71，通过在一号阀门52与二号阀门54之间的管道内部安装有振动板7，在清洗的时候，管道内部的高压水流冲击振动板7，使振动板7在减震弹簧71的作用下上下往复运动，此时，支管53内部的水流对多层滤芯板66进行冲洗，在冲洗的过程中在振动板7的上下往复运动过程中使清洗效果更好，加快清洗效率。

具体的，所述扩散罩36呈漏斗状结构，所述一号混合柱35和二号混合柱45错位设置，气泡从下方上浮时，可沿漏斗状的扩散罩36底壁倾斜向上移动，延长了移动路径，混合柱相互配合，可打散气泡。

具体的，所述一号法兰62和二号法兰64与过滤管65之间均设有密封垫圈，所述过滤管65边缘开设有与一号法兰62和二号法兰64结构相对应的穿孔，方便更换安装过滤管65，且具有密封作用。

在使用时，由曝气设备将原料气体加压注入曝气管21内，原料气体气压足够时，将顶开封堵球26，气体从封堵球26与止回腔25之间的间隙穿过，从集水罩24底壁喷出，一号电机31带动一号搅拌杆32转动，一号搅拌叶34初步打散原料气体，避免原料气体沿直线上浮，原料气体经过扩散罩36时，可沿漏斗状的扩散罩36底壁倾斜向上移动，延长了移动路径，减缓了气泡上升速度，且气泡沿倾斜面逐次穿过扩散孔37，使得气泡分布更加均匀，利于灰尘粘附水体，原料气体再穿过二号微孔46和一号微孔39，被细分成体积更小的密集气泡，在此过程中，二号电机41同样带动二号搅拌杆42转动，二号混合板44和一号混合板38反向转动，二号混合柱45和一号混合柱35则在二号混合板44和一号混合板38之间相互反向差速运动，可将微小的气泡重新打散，促进水体与气体进一步接触，进一步提高了降尘效果，经二号搅拌叶片43再次搅拌后，原料气体聚集在滤罐1顶部，并从出气管63排出，残余杂质被多层滤芯板66过滤，气体沿连接管61进入储气罐；

清理多层滤芯板66和滤罐1时，一号阀门52和二号阀门54全部开启，水泵加压清洁水从进水总管51进入支管53和延伸管56内，分别从一号喷淋头57和二号喷淋头58均匀喷出，一号喷淋头57反向喷洗下方微孔，避免微孔堵塞，二号喷淋头58反向冲洗多层滤芯板66，延长了多层滤芯板66的使用寿命，清理方便；

本合成天然气的生产装置，通过滤网过滤和曝气除尘两种方式相结合的方法进行除尘，搅拌机构相互配合，能在滤罐1内能充分混合气液，气体中的粉尘被有效粘附，确保了曝气降尘效果，且原料气体气泡被机械曝气结构层层分割，使得气体气泡半径逐步减少，颗粒较大的粉尘在滤罐1底部有效与水体粘附，降低了滤罐1上部微孔和滤网空隙堵塞的可能，具有快速除尘和使用寿命较长的优点。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施方式和说明书中的描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入本发明要求保护的范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。