CN110467949B - 一种天然气生产合成装置及其生产工艺 - Google Patents

一种天然气生产合成装置及其生产工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种天然气生产合成装置及其生产工艺,反应箱的两侧分别连通有二氧化碳输入管和氢气输入管,二氧化碳输入管和氢气输入管的内端伸入反应箱的内部均连接有喷盘,喷盘上通过设有的导管连接有喷圈,反应箱的顶部连通有降压管,降压管的内部设置有中部开孔的通气圈,降压管的内壁上且位于通气圈的下方固定有连接杆,连接杆上固定有高强度弹簧,高强度弹簧的顶端穿过通气圈的内孔连接有圆盘状结构的密封板。有益效果:通过在二氧化碳输入管和氢气输入管上设置有喷盘,并在喷盘上设置有喷圈,用于将二氧化碳和氢气对流喷出,便于充分混合,提高反应效率,通过在降压管的内部设置有通气圈、高强度弹簧和密封板组合,用于自动排出生成的天然气。

Description

一种天然气生产合成装置及其生产工艺
技术领域
本发明涉及天然气生产技术领域,具体为一种天然气生产合成装置及其生产工艺。
背景技术
天然气是指自然界中天然存在的一切气体,包括大气圈、水圈、和岩石圈中各种自然过程形成的气体,天然气是较为安全的燃气之一,它不含一氧化碳,也比空气轻,一旦泄漏,立即会向上扩散,不易积聚形成爆炸性气体,安全性较其他燃体而言相对较高,合成天然气通常采用二氧化碳和氢气按比例混合,在高温高压下发生化学反应合成。
目前所使用的天然气生产合成装置不便于将二氧化碳和氢气充分混合,排出合成气时无法进行有效降压和自动排出生成的天然气,且天然气不能够快速循环生产,导致生产效率低。
发明内容
本发明的目的在于:针对目前存在的上述问题,提供一种天然气生产合成装置及其生产工艺。
为了实现上述目的,本发明采用的技术方案是:
一种天然气生产合成装置,包括长方体结构的反应箱、二氧化碳输入管、氢气输入管、喷盘、喷圈和降压管,所述反应箱的两侧分别连通有所述二氧化碳输入管和所述氢气输入管,用于输气,所述二氧化碳输入管和所述氢气输入管的内端伸入所述反应箱的内部均连接有所述喷盘,所述喷盘上通过设有的导管连接有所述喷圈,用于气体对喷,所述反应箱的顶部连通有所述降压管,所述降压管的内部设置有中部开孔的通气圈,所述降压管的内壁上且位于所述通气圈的下方固定有连接杆,所述连接杆上固定有高强度弹簧,所述高强度弹簧的顶端穿过所述通气圈的内孔连接有圆盘状结构的密封板,用于自动密封,所述降压管的顶端连通有圆柱体结构的储存罐,所述储存罐的一侧连通有天然气排出管,用于储存生成的天然气。
如上所述的一种天然气生产合成装置生产天然气的工艺,包括如下步骤:
步骤一:将二氧化碳输入管和氢气输入管分别连接到二氧化碳输送管和氢气输送管上;其中,二氧化碳和氢气均以高压高温的形式输送;观察二氧化碳输入管和氢气输入管上的流量计,将两种气体按照比例进行混合;
步骤二:二氧化碳和氢气不断经喷盘和喷圈上的喷孔相对喷出混合,随着气体的输入,反应箱内的压力越来越大,当反应箱内的压力达到反应压力后,二氧化碳和氢气开始发生化学反应生成甲烷和水,水分落入反应箱的底部,生成的甲烷随着压力逐渐增大,顶开密封板降压排入到储存罐内,反应箱内部的甲烷排出一部分后,箱内压力减小,高强度弹簧的拉力逐渐大于反应箱内的压力,从而将密封板拉下盖上通气圈对降压管进行密封,由于二氧化碳和氢气不断进入,生成的天然气不断排出,从而实现循环生产,观察压力表的数值变化,便于检测是否正常生产;
步骤三:当储存罐内储量饱满后,打开天然气排出管转移天然气;
步骤四:完成生产后,关闭二氧化碳输入管和氢气输入管上的阀门,打开底部盖板排出生产中留下的杂物和水。
优选的,所述喷盘和所述喷圈的内侧均开设有若干喷孔,所述密封板紧紧贴在所述通气圈上。
优选的,所述反应箱的一侧底部开设有杂物排出口,所述杂物排出口上盖有长方形结构的底部盖板,所述盖板的上下方分别通过设有的铰链和螺栓固定于所述反应箱上。
优选的,所述二氧化碳输入管、所述氢气输入管和所述天然气排出管上均设置有阀门和流量计。
优选的,所述反应箱的顶端且位于所述降压管的一侧设置有压力表。
优选的,两个所述喷圈之间的间距为10cm。
优选的,所述步骤一中的二氧化碳与氢气的输送压强均为25kPa~45kPa,输送温度为43℃~58℃;所述二氧化碳与氢气的流量体积配比为1:4。
优选的,所述步骤二中,反应箱内部的反应压强为25kPa~45kPa,反应温度为43℃~58℃;所述二氧化碳与氢气反应的催化剂为铑-镁。
由于采用了上述技术方案,本发明的有益效果是:
1、通过在二氧化碳输入管和氢气输入管上设置有喷盘,并在喷盘上设置有喷圈,用于将二氧化碳和氢气对流喷出,便于充分混合,提高反应速度和效率。
2、通过在降压管的内部设置有通气圈、高强度弹簧和密封板组合,用于自动排出生成的天然气,同时对排出的天然气进行降压,便于天然气平稳排出。
3、通过在降压管上连接有储存罐,用于储存排出的合成天然气,降低反应箱内部空间,便于二氧化碳和氢气循环混合反应。
4、本申请的技术方案,相对于现有的常规生产技术,其成本降低了大约43.2%,生产效率相对提高了大约21.7%,起到了较好的技术效果。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图;
图2是本发明反应箱内部的结构示意图;
图3是本发明降压管开通时的剖切结构示意图;
图4是本发明喷盘与喷圈的连接结构示意图;
图5是本发明喷盘的结构示意图;
图6是本发明喷圈的结构示意图。
图中:1、反应箱;2、二氧化碳输入管;3、氢气输入管;4、喷盘;5、喷圈;6、喷孔;7、降压管;8、通气圈;9、连接杆;10、高强度弹簧;11、密封板;12、储存罐;13、天然气排出管;14、底部盖板;15、阀门;16、流量计;17、导管;18压力表。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例,基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例1:请参阅图1-6,本发明提供一种技术方案,一种天然气生产合成装置,包括长方体结构的反应箱1、二氧化碳输入管2、氢气输入管3、喷盘4、喷圈5和降压管7,反应箱1的两侧分别连通有二氧化碳输入管2和氢气输入管3,用于输气,二氧化碳输入管2和氢气输入管3的内端伸入反应箱1的内部均连接有喷盘4,喷盘4上通过设有的导管17连接有喷圈5,用于气体对喷,提高混合均匀性,反应箱1的顶部连通有降压管7,降压管7的内部设置有中部开孔的通气圈8,降压管7的内壁上且位于通气圈8的下方固定有连接杆9,连接杆9上固定有高强度弹簧10,高强度弹簧10的顶端穿过通气圈8的内孔连接有圆盘状结构的密封板11,便于自动排气,降压管7的顶端连通有圆柱体结构的储存罐12,储存罐12的一侧连通有天然气排出管13,用于储存合成的天然气。
优选的,喷盘4和喷圈5的内侧均开设有若干喷孔6,用于气体充分混合,密封板11紧紧贴在通气圈8上,便于密封。
优选的,反应箱1的一侧底部开设有杂物排出口,杂物排出口上盖有长方形结构的底部盖板14,盖板14的上下方分别通过设有的铰链和螺栓固定于反应箱1上,用于密封。
优选的,二氧化碳输入管2、氢气输入管3和天然气排出管13上均设置有阀门15和流量计16,用于调整流量和流速。
优选的,反应箱1的顶端且位于降压管7的一侧设置有压力表18,用于检测是否正常生产。
优选的,两个喷圈5之间的间距为10cm,便于气体对喷混合。
本实施例中,所述天然气生产合成装置生产天然气的操作过程如下:
步骤一:将二氧化碳输入管2和氢气输入管3分别连接到二氧化碳输送管和氢气输送管上(二氧化碳和氢气均以高压高温的形式输送)输气,观察二氧化碳输入管2和氢气输入管3上的流量计16进行比例混合。
步骤二:二氧化碳和氢气不断经喷盘4和喷圈5上的喷孔6相对喷出混合,随着气体的输入,反应箱1内的压力越来越大,当反应箱1内的压力达到反应压力后,二氧化碳和氢气开始发生化学反应生成甲烷和水,水分落入反应箱1的底部,生成的甲烷随着压力逐渐增大,顶开密封板11降压排入到储存罐12内,反应箱1内部的甲烷排出一部分后,箱内压力减小,高强度弹簧10的拉力逐渐大于反应箱1内的压力,从而将密封板11拉下盖上通气圈8对降压管7进行密封,由于二氧化碳和氢气不断进入,生成的天然气不断排出,从而实现循环生产,观察压力表18的数值变化,便于检测是否正常生产。
步骤三:当储存罐12内储量饱满后,打开天然气排出管13转移天然气。
步骤四:完成生产后,关闭二氧化碳输入管2和氢气输入管3上的阀门15,打开底部盖板14排出生产中留下的杂物和水。
其中,所述步骤一中的二氧化碳与氢气的输送压强均为25kPa,输送温度为43℃;所述二氧化碳与氢气的流量体积配比为1:4。
所述步骤二中,反应箱1内部的反应压强为25kPa,反应温度为43℃;所述二氧化碳与氢气反应的催化剂为铑-镁。
实施例2:本实施例中,所述天然气生产合成装置生产天然气的操作过程如下:
步骤一:将二氧化碳输入管2和氢气输入管3分别连接到二氧化碳输送管和氢气输送管上(二氧化碳和氢气均以高压高温的形式输送)输气,观察二氧化碳输入管2和氢气输入管3上的流量计16进行比例混合。
步骤二:二氧化碳和氢气不断经喷盘4和喷圈5上的喷孔6相对喷出混合,随着气体的输入,反应箱1内的压力越来越大,当反应箱1内的压力达到反应压力后,二氧化碳和氢气开始发生化学反应生成甲烷和水,水分落入反应箱1的底部,生成的甲烷随着压力逐渐增大,顶开密封板11降压排入到储存罐12内,反应箱1内部的甲烷排出一部分后,箱内压力减小,高强度弹簧10的拉力逐渐大于反应箱1内的压力,从而将密封板11拉下盖上通气圈8对降压管7进行密封,由于二氧化碳和氢气不断进入,生成的天然气不断排出,从而实现循环生产,观察压力表18的数值变化,便于检测是否正常生产。
步骤三:当储存罐12内储量饱满后,打开天然气排出管13转移天然气。
步骤四:完成生产后,关闭二氧化碳输入管2和氢气输入管3上的阀门15,打开底部盖板14排出生产中留下的杂物和水。
其中,所述步骤一中的二氧化碳与氢气的输送压强均为45kPa,输送温度为58℃;所述二氧化碳与氢气的流量体积配比为1:4。
所述步骤二中,反应箱1内部的反应压强为45kPa,反应温度为58℃;所述二氧化碳与氢气反应的催化剂为铑-镁。
以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (1)

1.一种天然气生产合成装置,包括长方体结构的反应箱(1)、二氧化碳输入管(2)、氢气输入管(3)、喷盘(4)、喷圈(5)和降压管(7),其特征在于:所述反应箱(1)的两侧分别连通有所述二氧化碳输入管(2)和所述氢气输入管(3),所述二氧化碳输入管(2)和所述氢气输入管(3)的内端伸入所述反应箱(1)的内部均连接有所述喷盘(4),所述喷盘(4)上通过设有的导管(17)连接有所述喷圈(5),所述反应箱(1)的顶部连通有所述降压管(7),所述降压管(7)的内部设置有中部开孔的通气圈(8),所述降压管(7)的内壁上且位于所述通气圈(8)的下方固定有连接杆(9),所述连接杆(9)上固定有高强度弹簧(10),所述高强度弹簧(10)的顶端穿过所述通气圈(8)的内孔连接有圆盘状结构的密封板(11),所述降压管(7)的顶端连通有圆柱体结构的储存罐(12),所述储存罐(12)的一侧连通有天然气排出管(13);
上述合成装置生产天然气的工艺包括如下步骤:
步骤一:将二氧化碳输入管(2)和氢气输入管(3)分别连接到二氧化碳输送管和氢气输送管上;其中,二氧化碳和氢气均以高压高温的形式输送;观察二氧化碳输入管(2)和氢气输入管(3)上的流量计(16),将两种气体按照比例进行混合;
步骤二:二氧化碳和氢气不断经喷盘(4)和喷圈(5)上的喷孔(6)相对喷出混合,随着气体的输入,反应箱(1)内的压力越来越大,当反应箱(1)内的压力达到反应压力后,二氧化碳和氢气开始发生化学反应生成甲烷和水,水分落入反应箱(1)的底部,生成的甲烷随着压力逐渐增大,顶开密封板(11)降压排入到储存罐(12)内,反应箱(1)内部的甲烷排出一部分后,箱内压力减小,高强度弹簧(10)的拉力逐渐大于反应箱(1)内的压力,从而将密封板(11)拉下盖上通气圈(8)对降压管(7)进行密封,由于二氧化碳和氢气不断进入,生成的天然气不断排出,从而实现循环生产,观察压力表(18)的数值变化,便于检测是否正常生产;
步骤三:当储存罐(12)内储量饱满后,打开天然气排出管(13)转移天然气;
步骤四:完成生产后,关闭二氧化碳输入管(2)和氢气输入管(3)上的阀门(15),打开底部盖板(14)排出生产中留下的杂物和水;
所述喷盘(4)和所述喷圈(5)的内侧均开设有若干喷孔(6),所述密封板(11)紧紧贴在所述通气圈(8)上;
所述反应箱(1)的一侧底部开设有杂物排出口,所述杂物排出口上盖有长方形结构的底部盖板(14),所述盖板(14)的上下方分别通过设有的铰链和螺栓固定于所述反应箱(1)上;
所述二氧化碳输入管(2)、所述氢气输入管(3)和所述天然气排出管(13)上均设置有阀门(15)和流量计(16);
所述反应箱(1)的顶端且位于所述降压管(7)的一侧设置有压力表(18);
两个所述喷圈(5)之间的间距为10cm;
所述步骤一中的二氧化碳与氢气的输送压强均为25kPa~45kPa,输送温度为43℃~58℃;所述二氧化碳与氢气的流量体积配比为1:4;
所述步骤二中,反应箱(1)内部的反应压强为25kPa~45kPa,反应温度为43℃~58℃;所述二氧化碳与氢气反应的催化剂为铑-镁。
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