CN101775320A - 超临界水条件下煤制甲烷的系统和方法 - Google Patents
超临界水条件下煤制甲烷的系统和方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101775320A CN101775320A CN201019026023A CN201019026023A CN101775320A CN 101775320 A CN101775320 A CN 101775320A CN 201019026023 A CN201019026023 A CN 201019026023A CN 201019026023 A CN201019026023 A CN 201019026023A CN 101775320 A CN101775320 A CN 101775320A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- coal
- reaction device
- supercritical
- reactor
- gas
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000003245 coal Substances 0.000 title claims abstract description 128
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 119
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 96
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 29
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 37
- 150000001722 carbon compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 9
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims description 73
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 60
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 25
- 229910017053 inorganic salt Inorganic materials 0.000 claims description 18
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 17
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 12
- 238000009833 condensation Methods 0.000 claims description 10
- 230000005494 condensation Effects 0.000 claims description 10
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000003250 coal slurry Substances 0.000 claims description 8
- 230000003068 static effect Effects 0.000 claims description 7
- 238000006057 reforming reaction Methods 0.000 claims description 6
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 claims description 4
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims description 4
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 2
- 150000003384 small molecules Chemical class 0.000 claims description 2
- 239000008399 tap water Substances 0.000 claims description 2
- 235000020679 tap water Nutrition 0.000 claims description 2
- 230000008676 import Effects 0.000 claims 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 abstract description 4
- 238000002407 reforming Methods 0.000 abstract 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 27
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 5
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 5
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 4
- 239000012429 reaction media Substances 0.000 description 4
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000003077 lignite Substances 0.000 description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 3
- 239000012286 potassium permanganate Substances 0.000 description 3
- 235000011089 carbon dioxide Nutrition 0.000 description 2
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 2
- 235000009508 confectionery Nutrition 0.000 description 2
- 230000001351 cycling effect Effects 0.000 description 2
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 2
- 239000003317 industrial substance Substances 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M Potassium chloride Chemical compound [Cl-].[K+] WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000003916 acid precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002802 bituminous coal Substances 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000004134 energy conservation Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000005431 greenhouse gas Substances 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 230000000153 supplemental effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
- Y02P20/54—Improvements relating to the production of bulk chemicals using solvents, e.g. supercritical solvents or ionic liquids
Landscapes
- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
- Liquid Carbonaceous Fuels (AREA)
Abstract
本发明涉及超临界水条件下煤制甲烷的系统和方法，目的是提供一种以煤为原料，在超临界水条件下制取甲烷，将煤中的大分子碳化合物重整转化为小分子的甲烷、CO、H2等的系统和方法。实现上述发明目的的技术方案是：超临界水条件下煤制甲烷的系统，包括高压柱塞泵、输送管道、超临界反应器、冷凝器和气液分离器，高压柱塞泵、超临界反应器、冷凝器和气液分离器通过输送管道依次连接，所述超临界反应器内装有加热器。
Description
技术领域
本发明涉及甲烷的制取领域，更具体地说是一种以煤为原料，在超临界水条件下制取甲烷的系统和方法。
背景技术
我国的化石能源结构是以煤为主、石油和天然气为辅，这是由于各种化石能源的贮藏量的不同而造成的。目前为止，已探明的煤炭储量为1.5万亿吨，按年采20亿吨，可开采750年，而石油储量为16000万吨，仅占世界总量的3％左右，可开采年限只有20.6年；天然气的消费仅占2.1％。
煤的利用主要是利用其燃烧热，一般用于直接燃烧，因此热值较低的煤，如褐煤等，其利用途径受到较大的限制；另一方面，煤炭在燃烧过程中会产生大量的二氧化碳、二氧化硫等气体。二氧化硫会导致酸雨，进而污染环境，是要严格控制排放的对象；二氧化碳是最主要的温室气体，也需对其排放进行控制。因此，以煤作为燃料的利用方式存在有很大的不足。而甲烷(CH4，天然气的主要组成)是一种高能值、零排放的清洁燃料和化工原料，其利用过程具有高效性和环境友好性，是未来能源发展的主要方向之一。
随着石油、煤炭等化石资源的日益枯竭，在当前大力发展多元能源的形势下，如何利用以碳和氢为主要成分的煤制取CH4替代天然气和作为化工原料，改变我国当前的能源消费结构，既有效利用资源，又发展洁净能源，实现能源的有效替代并同时解决环境问题，是当前的研究重点和热点。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的缺陷，提供一种以煤为原料，在超临界水条件下制取甲烷，将煤中的大分子碳化合物重整转化为小分子的甲烷、CO、H2等的系统和方法。
实现上述发明目的的技术方案是：
一种超临界水条件下煤制甲烷的系统，包括高压柱塞泵、输送管道、超临界反应器、冷凝器和气液分离器，高压柱塞泵、超临界反应器、冷凝器和气液分离器通过输送管道依次连接，所述超临界反应器内装有加热器。
上述技术方案中高压柱塞泵对水煤浆进行加压，加热器用于启动加热，用延长加热时间的办法减小所需的加热功率，使进入超临界反应器的水煤浆达到超临界状态.。所用的超临界反应器既可以是釜式反应器，也可以是管式反应器。
作为本发明的进一步改进，所述超临界反应器底部设有无机盐分离系统，超临界反应器底部还连接有管道和阀门。反应过程中生成的无机盐通过无机盐分离系统进行分离出来，开启阀门，可排放无机盐，避免对设备的损坏。
作为本发明的进一步改进，在所述高压柱塞泵、超临界反应器和冷凝器之间的输送管道上还设有换热器，所述高压柱塞泵的输出口接换热器的第一换热通道，高压柱塞泵输出的水煤浆作为冷介质输入换热器，换热后的水煤浆输入超临界反应器；所述超临界反应器顶部的输出口接换热器的第二换热通道，所述超临界反应器顶部输出高温高压状态的汽气混合物作为热介质输入换热器，换热后的热介质输入气液分离器。换热器的设置可以使超临界反应器产生的气液化合物和高压柱塞泵输出的水煤浆进行热交换，预热水煤浆，节省加热水煤浆至超临界状态所需的能量。
作为本发明的进一步改进，所述氧化剂压力泵可以是柱塞泵或压缩机。
实现本发明的方法技术方案是：
一种超临界水条件下煤制甲烷的方法，包括以下步骤
(1)用高压柱塞泵，将配制的水煤浆A加压至设定的压力，进入超临界反应器；
(2)待超临界反应器中充满一定压力的水煤浆后，启动反应器所带的加热器，将其内的水煤浆静态加热至设定的温度，使其达到超临界状态；
(3)当超临界反应器的压力至25～50MPa，温度至380～600℃时，启动高压柱塞泵，调节其流量，使之缓慢上升至额定流量3.2L/h；
(4)超临界水煤浆在超临界反应器内停留3～50min，使煤中所含的大分子碳化合物经反应重整出小分子甲烷及CO、H2，同时产生的无机盐沉积于反应器的底部；此时超临界水既是反应介质又时反应物；
(5)煤的重整反应为放热反应，从反应器顶部出来的高温高压状态的汽气混合物经冷凝器冷凝后再进行气液分离，经气液分离后出来的气体即为以甲烷为主的气体，出来的液体即为冷凝水。
作为本发明方法的进一步改进，上述步骤(4)中进一步包括下列步骤：
(41)间歇启闭反应器底部的两只阀门，采用外加自来水的方法，从反应器的底部将反应过程中产生的无机盐进行分离。
作为本发明方法的进一步改进，所述步骤(4)中进一步包括下列步骤：
(42)对超临界反应器输入经加压和加热的氧化剂。由于煤的品种不同或煤水比例不同，当反应所需的氧化剂供应不足时，在反应器中加入氧化剂。所用的氧化剂是双氧水、液氧、富氧空气、、空气、高锰酸钾溶液或氯化钾溶液。
作为本发明方法的进一步改进，上述步骤(5)中进一步包括下列步骤：
(51)煤的重整反应为放热反应，从反应器顶部出来的是处于高温高压状态的汽气混合物。为了节能，先将汽气混合物和加压后的水煤浆进行换热，利用其热量对加压后的水煤浆进行预热，换热后的汽气混合物再进行气液分离。
作为本发明方法的进一步改进，上述步骤(5)之后还包括下列步骤：
(6)对气液分离器顶部出来的气体进行成分分析，根据分析结果调节水煤浆中煤与水的混合比。
本发明提供了一种在超临界水条件下，以煤(水煤浆)为原料连续制取甲烷的方法，可根据所用煤的品种，通过调节操作过程的压力、温度和氧化剂的当量等工艺条件调节产气量和气体的组成，并视情况需要与否决定是否添加催化剂。采用本发明处理后，可利用低品位的煤(如褐煤等)制取高热值城市煤气和替代天然气，在保证能源供应的前提下减排二氧化碳，既具有一定的经济效益，还具有较大的社会效益。
附图说明
图1为本发明实施例1超临界水条件下煤制甲烷的系统结构示意图
其中：1-高压柱塞泵；2-换热器；3-超临界反应器；4-冷凝器；5-气液分离器；6-氧化剂加压泵；7-氧化剂加热器；8-输送管道；9-加热器。
具体实施方式
下面结合实施例作进一步说明。
实施例1
如图1所示，一种超临界水条件下煤制甲烷的系统，包括高压柱塞泵1、输送管道8、超临界反应器3、冷凝器4和气液分离器5，高压柱塞泵1、超临界反应器3、冷凝器4和气液分离器5通过输送管道8依次连接。超临界反应器3内装有加热器9。在高压柱塞泵1、超临界反应器3和冷凝器4之间的输送管道上还设有换热器2。高压柱塞泵1的输出口接换热器2的第一换热通道，高压柱塞泵1输出的水煤浆作为冷介质输入换热器2，换热后的水煤浆输入超临界反应器3；超临界反应器3顶部的输出口接换热器的第二换热通道，超临界反应器3顶部输出高温高压状态的汽气混合物作为热介质输入换热器2，换热后的热介质输入冷凝器4。氧化剂柱塞泵6的输出口接氧化剂加热器7的输入口，氧化剂加热器7的输出口接超临界反应器3。
含碳量为68％的褐煤经过精洗后配制的水煤浆A由水煤浆柱塞泵1加压，经换热器2换热后进入超临界反应器3。在反应器3内由其自带的加热器加热并发生反应，从反应器3顶部出来的气汽混合物经换热器2换热后由冷凝器4冷凝，进入气液分离器5进行气液分离，分别得到气体产物和水。反应器3的底部设有无机盐分离系统，定时间歇性开启阀门V1和V2，可排放无机盐，避免对设备的损坏。
实施例2
一种超临界条件下水煤浆制甲烷的方法，包括以下步骤：
(1)一定流量的水煤浆A经过水煤浆柱塞泵1加压，通过换热器2后进入反应器3；
(2)关闭反应器出口阀，在釜式反应器3中有一定量的水煤浆后，关闭水煤浆柱塞泵，用加热器对水煤浆进行静态加热；
(3)当反应器3内的压力至30MPa，温度至395℃时，开启反应器出口阀门；
(4)启动水煤浆柱塞泵1，将由贮罐中来的水煤浆A加压至30MPa，持续注入反应器3，调节水煤浆柱塞泵1的流量，使之缓慢上升至额定流量；
(5)水煤浆进入反应器3，停留一定的时间，使煤中所含的大分子碳化合物重整转化为小分子的甲烷、CO和H2，产生的无机盐通过底部分离系统分离；
(6)反应器3顶部出来的气汽混合物进入换热器2对进入的冷水煤浆进行预热，以充分利用其热量；然后经过冷凝器4冷凝后进入气液分离器5，在气液分离器5的顶部即可得到富含甲烷的气体产物；气液分离器5底部出来的水可以循环再利用。
(7)对气液分离器顶部出来的气体进行成分分析，根据分析结果调节水煤浆中煤与水的混合比。
实施例3
如图1所示，本例与实施例2基本相同，水煤浆A由含碳量85％的烟煤经精洗配制而成，由水煤浆柱塞泵1加压，经换热器2换热后进入管式超临界反应器3。在反应器3内由其自带的加热器加热并发生反应，从反应器3顶部出来的气汽混合物经换热器2换热后由冷凝器4冷凝，进入气液分离器5进行气液分离，分别得到气体产物和水。反应器3的底部设有无机盐分离系统，定时间歇性开启阀门V1和V2，可排放无机盐，避免对设备的损坏。
一种超临界条件下水煤浆制甲烷的方法，包括以下步骤：
(1)一定流量的水煤浆经过水煤浆柱塞泵1加压，通过换热器2后进入反应器3；
(2)关闭反应器出口阀，在管式超临界反应器3中有一定量的水煤浆后，关闭水煤浆柱塞泵1，用加热器对水煤浆进行静态加热；
(3)当反应器3内的压力至25MPa，温度至380℃时，开启反应器出口阀门；
(4)启动水煤浆柱塞泵1，将由贮罐中来的水煤浆A加压至25MPa，持续注入反应器3，调节水煤浆柱塞泵的流量，使之缓慢上升至额定流量；
(5)水煤浆进入反应器3，停留一定的时间，使煤中所含的大分子碳化合物重整转化为小分子的甲烷、CO和H2，产生的无机盐通过底部分离系统分离；
(6)反应器3顶部出来的气汽混合物进入换热器2对进入的冷水煤浆进行预热，以充分利用其热量；然后经过冷凝器4冷凝后进入气液分离器5，在气液分离器5的顶部即可得到富含甲烷的气体产物；气液分离器5底部出来的水可以循环再利用。
实施例4
如图1所示，本实例与实例1基本相同，不同的是由于所用水煤浆由无烟煤配制而成，煤中的含碳量为94％，在管式超临界反应器3中反应时，单纯由超临界水作为氧化剂供应不足，因此整个系统增加了氧化剂柱塞泵6和氧化剂加热器7，以便对系统补充氧化剂。
一种超临界水条件下煤制甲烷的方法，包括以下步骤：
(1)一定流量的水煤浆A经过水煤泵柱塞泵1加压，通过换热器2后进入超临界反应器3；
(2)关闭反应器3的出口阀，在管式反应器3中有一定量的水煤浆后，关闭水煤浆柱塞泵，用反应器3自带的加热器对混合液体进行静态加热；
(3)当反应器3内的压力至40MPa，温度至450℃时，开启反应器3的出口阀门；
(4)启动水煤浆柱塞泵1，将水煤浆加压至40MPa，持续注入反应器3，打开调节水煤浆柱塞泵1的流量，使之缓慢上升至额定流量；
(5)水煤浆进入反应器3，停留一定的时间，使其所含的大分子碳化合物重整转为甲烷、CO和H2等小分子气体，从反应器3的顶部出来的气汽混合物经换热器2对冷水煤浆进行预热后，经冷凝器4冷凝后进入气液分离器5，在顶部得到气体产物，底部得到可循环使用的水。反应过程中生成的无机盐通过反应器3底部的分离系统进行分离；
(6)由于水煤浆中含煤量较高，仅靠超临界水作为反应介质会出现氧化剂不足，重整反应无法得到预期产物，因此采用氧化剂柱塞泵3，对系统补充双氧水。
实施例5
如图1所示，本实例与实例3基本相同，不同的是氧化剂为液态氧气。
一种超临界水条件下煤制甲烷的方法，包括以下步骤：
(1)一定流量的水煤浆经过水煤泵柱塞泵1加压，通过换热器2后进入超临界反应器3；
(2)关闭反应器3的出口阀，在反应器3中有一定量的水煤浆后，关闭水煤浆柱塞泵，用反应器3自带的加热器对混合液体进行静态加热；
(3)当反应器3内的压力至38MPa，温度至500℃时，开启反应器3的出口阀门；
(4)启动水煤浆柱塞泵1，将水煤浆加压至38MPa，持续注入反应器3，打开调节水煤浆柱塞泵1的流量，使之缓慢上升至额定流量；
(5)水煤浆进入反应器3，停留一定的时间，使其所含的大分子碳化合物重整转为甲烷、CO和H2等小分子气体，从反应器3的顶部出来的气汽混合物经换热器2对冷水煤浆进行预热后，经冷凝器4冷凝后进入气液分离器5，在顶部得到气体产物，底部得到可循环使用的水。反应过程中生成的无机盐通过反应器3底部的分离系统进行分离；
(6)由于水煤浆中含煤量较高，仅靠超临界水作为反应介质会出现氧化剂不足，重整反应无法得到预期产物，因此采用氧化剂柱塞泵3，对系统补充液态氧。
实施例6
如图1所示，本实例与实例3基本相同，不同的是氧化剂为高锰酸钾溶液。
一种超临界水条件下煤制甲烷的方法，包括以下步骤：
(1)一定流量的水煤浆经过水煤泵柱塞泵1加压，通过换热器2后进入超临界反应器3；
(2)关闭反应器3的出口阀，在反应器3中有一定量的水煤浆后，关闭水煤浆柱塞泵，用反应器3自带的加热器对混合液体进行静态加热；
(3)当反应器3内的压力至50MPa，温度至600℃时，开启反应器3的出口阀门；
(4)启动水煤浆柱塞泵1，将水煤浆加压至50MPa，持续注入反应器3，打开调节水煤浆柱塞泵1的流量，使之缓慢上升至额定流量；
(5)水煤浆进入反应器3，停留一定的时间，使其所含的大分子碳化合物重整转为甲烷、CO和H2等小分子气体，从反应器3的顶部出来的气汽混合物经换热器2对冷水煤浆进行预热后，经冷凝器4冷凝后进入气液分离器5，在顶部得到气体产物，底部得到可循环使用的水。反应过程中生成的无机盐通过反应器3底部的分离系统进行分离；
(6)由于水煤浆中含煤量较高，仅靠超临界水作为反应介质会出现氧化剂不足，重整反应无法得到预期产物，因此采用氧化剂柱塞泵6，对系统补充高锰酸钾溶液。
Claims (10)
1.一种超临界水条件下煤制甲烷的系统，其特征是，该系统包括高压柱塞泵(1)、输送管道(8)、超临界反应器(3)、冷凝器(4)和气液分离器(5)，高压柱塞泵(1)、超临界反应器(3)、冷凝器(4)和气液分离器(5)通过输送管道(8)依次连接；超临界反应器(3)内装有加热器(9)。
2.根据权利要求1所述的煤制甲烷的系统，其特征在于，所述超临界反应器(3)底部设有无机盐分离系统，超临界反应器(3)底部还连接有输送管道(8)和阀门(V)。
3.根据权利要求1所述的煤制甲烷的系统，其特征在于，在所述高压柱塞泵(1)、超临界反应器(3)和冷凝器(4)之间的输送管道(8)上还设有换热器(2)，所述高压柱塞泵(1)的输出口接换热器的第一换热通道，高压柱塞泵(1)输出的水煤浆作为冷介质输入换热器(2)，换热后的水煤浆输入超临界反应器(3)；所述超临界反应器(3)顶部的输出口接换热器的第二换热通道，所述超临界反应器(3)顶部输出高温高压状态的汽气混合物作为热介质输入换热器(2)，换热后的热介质输入冷凝器(4)。
4.根据权利要求1所述的煤制甲烷的系统，其特征在于，所述煤制甲烷的系统中还设有氧化剂压力泵(6)和氧化剂加热器(7)，所述氧化剂压力泵(6)的输出口接氧化剂加热器(7)的输入口，氧化剂加热器(7)的输出口接超临界反应器(3)。
5.根据权利要求1所述的煤制甲烷的系统，其特征在于，所用的超临界反应器(3)为釜式反应器或管式反应器。
6.一种超临界水条件下煤制甲烷的方法，其特征是，该方法包括以下步骤：
(1)用高压柱塞泵，将配制的水煤浆加压至设定的压力，进入超临界反应器；
(2)超临界反应器中充满一定压力的水煤浆后，启动反应器所带的加热器，将其内的水煤浆静态加热至设定的温度，使其达到超临界状态；
(3)当超临界反应器的压力至25～50Mpa，温度至380～600℃时，启动高压柱塞泵，调节其流量，使之缓慢上升至额定流量3.2L/h；
(4)超临界水煤浆在反应器内停留3～50min，使煤中所含的大分子碳化合物经反应重整出小分子甲烷及CO、H2，同时产生的无机盐沉积于反应器的底部；
(5)煤的重整反应为放热反应，从反应器顶部出来的高温高压状态的汽气混合物经冷凝器冷凝后再进行气液分离，经气液分离后出来的气体即为以甲烷为主的气体，出来的液体即为冷凝水。
7.根据权利要求6所述的，煤制甲烷的方法，其特征是，上述步骤(4)中进一步包括下列步骤：
(41)间歇启闭反应器底部的两只阀门，采用外加自来水的方法，从反应器的底部将反应过程中产生的无机盐进行分离。
8.根据权利要求6所述的煤制甲烷的方法，其特征是，所述步骤(4)中进一步包括下列步骤：
(42)对在超临界反应器输入经加压或加热和加热的氧化剂。
9.根据权利要求6所述的，煤制甲烷的方法，其特征是，上述步骤(5)中进一步包括下列步骤：
(51)将反应器输出的汽气混合物和加压后的水煤浆进行换热，利用其热量对加压后的水煤浆进行预热，换热后的汽气混合物再进行冷凝。
10.根据权利要求6所述的，煤制甲烷的方法，其特征是，上述步骤(5)之后还包括下列步骤：对气液分离器顶部出来的气体进行成分分析，根据分析结果调节水煤浆中煤与水的混合比。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201019026023A CN101775320A (zh) | 2010-02-03 | 2010-02-03 | 超临界水条件下煤制甲烷的系统和方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201019026023A CN101775320A (zh) | 2010-02-03 | 2010-02-03 | 超临界水条件下煤制甲烷的系统和方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101775320A true CN101775320A (zh) | 2010-07-14 |
Family
ID=42511908
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201019026023A Pending CN101775320A (zh) | 2010-02-03 | 2010-02-03 | 超临界水条件下煤制甲烷的系统和方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN101775320A (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101979337A (zh) * | 2010-10-27 | 2011-02-23 | 南京工业大学 | 一种利用超临界水氧化法处理垃圾渗滤液的系统和方法 |
| CN104130804A (zh) * | 2014-07-25 | 2014-11-05 | 新奥科技发展有限公司 | 含碳物质气化方法、超临界处理装置及含碳物质气化系统 |
| CN106190330A (zh) * | 2016-08-28 | 2016-12-07 | 陈丽 | 一种燃煤气化气流床的粉煤加压输送系统及方法 |
| CN111947139A (zh) * | 2020-06-19 | 2020-11-17 | 华电电力科学研究院有限公司 | 一种基于化学链燃烧耦合超临界水热反应的co2捕集系统及工作方法 |
-
2010
- 2010-02-03 CN CN201019026023A patent/CN101775320A/zh active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101979337A (zh) * | 2010-10-27 | 2011-02-23 | 南京工业大学 | 一种利用超临界水氧化法处理垃圾渗滤液的系统和方法 |
| CN104130804A (zh) * | 2014-07-25 | 2014-11-05 | 新奥科技发展有限公司 | 含碳物质气化方法、超临界处理装置及含碳物质气化系统 |
| CN106190330A (zh) * | 2016-08-28 | 2016-12-07 | 陈丽 | 一种燃煤气化气流床的粉煤加压输送系统及方法 |
| CN106190330B (zh) * | 2016-08-28 | 2021-08-10 | 陈丽 | 一种燃煤气化气流床的粉煤加压输送系统及方法 |
| CN111947139A (zh) * | 2020-06-19 | 2020-11-17 | 华电电力科学研究院有限公司 | 一种基于化学链燃烧耦合超临界水热反应的co2捕集系统及工作方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6312793B2 (ja) | 燃料電池を使用する集積化された発電および炭素捕捉 | |
| CN106463743B (zh) | 用于从重整后的工艺气体原料产生二氧化碳、净化氢和电力的方法和系统 | |
| US20110023497A1 (en) | Method for Purifying Biogas | |
| CA2936038C (en) | Energy-efficient method for producing compressed carbon dioxide suitable for enhanced oil or gas recovery | |
| AU2014377527B2 (en) | Method and system for producing carbon dioxide and electricity from a gaseous hydrocarbon feed | |
| EA007208B1 (ru) | Способ повышения нефтеотдачи и устройство для его осуществления | |
| EA039539B1 (ru) | Способ выработки энергии с интегрированным производством водорода | |
| EP3604733A1 (en) | Method and system for removing carbon dioxide | |
| KR20220071234A (ko) | 이산화탄소의 전환 방법 | |
| CN101775320A (zh) | 超临界水条件下煤制甲烷的系统和方法 | |
| US11473021B2 (en) | Upgrading oil using supercritical fluids | |
| CN101818079A (zh) | 生物质超临界水部分氧化法制甲烷的系统和方法 | |
| Qian et al. | Integration of biomass gasification and O2/H2 separation membranes for H2 production/separation with inherent CO2 capture: Techno-economic evaluation and artificial neural network based multi-objective optimization | |
| TWI386365B (zh) | 富氫與純氫氣體製造之整合裝置與方法 | |
| CN108102751A (zh) | 一种合成气单次通过制天然气的节能装置及工艺 | |
| RU152752U1 (ru) | Конвертор паровой органического топлива на базе нежаростойких конструкционных материалов со сниженными потерями энергии с уходящими газами | |
| CN115245729A (zh) | 一种钢铁流程co2转化循环利用的方法及系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20100714 |