CN216512856U - 一种焦炉煤气与二氧化碳制一氧化碳的装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种焦炉煤气与二氧化碳制一氧化碳的装置，包括反应器、换热器和分离系统；所述反应器设有焦炉煤气入口、二氧化碳气体入口和产物混合气出口；所述产物混合气依次和换热器、分离系统连通。通过三段反应的反应器，二氧化碳转化率高，一氧化碳得率高，不易积碳。为焦炉煤气的洁净高效转化、二氧化碳有效增值利用资源化开辟了一条新途径。在环保方面具有重要的意义。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种焦炉煤气与二氧化碳制一氧化碳的装置，属于二氧化碳再利用的技术领域。
背景技术
为了保护环境，同时也为了充分利用二氧化碳资源，控制二氧化碳(CO2回收装置)的排放量、对工业废气中排放的二氧化碳(CO2回收装置)进行回收、固定、利用及再资源化已成为世界各国十分关注的问题。
而一氧化碳作为基本有机化工产品和中间体的合成原料，具有广泛的应用价值。此外，焦炉煤气的用途极其有限，除部分用于发电、制甲醇、合成氨外，大量直接放空和燃烧，既浪费资源又污染环境，也给人类生存环境造成了极大的威胁。目前，二氧化碳重整焦炉煤气目的是用来调整所制得合成气中氢气与一氧化碳的比例，以适合合成甲醇等化工产品。因此，进一步拓展焦炉煤气的利用途径与实现二氧化碳资源化具有重要的经济意义和环保意义，符合低碳经济和可持续发展的要求。
实用新型内容
为了克服现有技术中二氧化碳利用的问题，本实用新型提供一种焦炉煤气与二氧化碳制一氧化碳的的装置，实现对二氧化碳的资源化利用。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种焦炉煤气与二氧化碳制一氧化碳的装置，包括反应器、换热器和分离系统；所述反应器设有焦炉煤气入口、二氧化碳气体入口和产物混合气出口；所述产物混合气依次和换热器、分离系统连通。
一种焦炉煤气与二氧化碳制一氧化碳的装置，包括反应器、换热器和分离系统；
所述反应器设有焦炉煤气入口、二氧化碳气体入口和产物混合气出口；
所述产物混合气依次和换热器、分离系统连通。
可选地，所述分离系统分离出一氧化碳、水，以及含有二氧化碳、氢气的剩余气体。
可选地，含有二氧化碳、氢气的剩余气体通过二氧化碳气体入口返回反应器循环使用。
将上述所得的产物混合气通过热交换器回收热量后进行分离，分离后获得的主产品气一氧化碳输出；分离后含有二氧化碳、氢气的剩余气体作为循环气返回到反应器中循环反应或输出。
可选地，所述焦炉煤气入口、二氧化碳气体入口位于反应器的下部。
可选地，所述反应器的下部安装有气体分布器。气体分布器利于混合气体分散，更有助于气体吸收。
可选地，所述反应器采用包含三段反应的反应器。第一反应段是混合气中的甲烷碳氢气体、氢气与二氧化碳发生非催化转化反应；第二反应段是在双功能催化剂的作用下，经第一反应段后的气体中甲烷、二氧化碳发生催化重整反应生成一氧化碳和氢气，同时经第一反应段后气体中的氢气、二氧化碳发生逆水煤气变换反应生成一氧化碳和水蒸气；第三反应段是在逆变换催化剂的作用下，经过第二反应段后的剩余氢气、二氧化碳发生逆变换反应，生成含有一氧化碳的转化气。
本实用新型的有益效果是，本实用新型通过三段反应的反应器，二氧化碳转化率高，一氧化碳得率高，不易积碳。为焦炉煤气的洁净高效转化、二氧化碳有效增值利用资源化开辟了一条新途径。在环保方面具有重要的意义。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1为本实用新型示意图。
其中，1.反应器，2.换热器，3.分离系统，4.焦炉煤气，5.二氧化碳，6.产物混合气，7.一氧化碳，8.水，9.含有二氧化碳、氢气的剩余气体作为循环气。
具体实施方式
图1为焦炉煤气与二氧化碳制一氧化碳的装置，包括反应器、换热器和分离系统；其中，反应器下部分别设有焦炉煤气入口、二氧化碳入口，反应器上部设有产物混合气出口，产物混合气经换热器换热后进入分离系统，换热器得到的热量直接供给反应器，分离系统分离出一氧化碳和水，含有二氧化碳、氢气的剩余气体作为循环气返回反应器循环利用。
所述反应器采用包含三段反应的反应器。第一反应段是混合气中的甲烷碳氢气体、氢气与二氧化碳发生非催化转化反应；第二反应段是在双功能催化剂的作用下，经第一反应段后的气体中甲烷、二氧化碳发生催化重整反应生成一氧化碳和氢气，同时经第一反应段后气体中的氢气、二氧化碳发生逆水煤气变换反应生成一氧化碳和水蒸气；第三反应段是在逆变换催化剂的作用下，经过第二反应段后的剩余氢气、二氧化碳发生逆变换反应，生成含有一氧化碳的转化气。
其中，所述双功能催化剂是Ni-Fe-Cu/CaO/Al2O3或Ni-Fe-Cu/MgO/Al2O3。
所述逆变换催化剂是Fe-Cu/CaO/Al2O3或Fe-Cu/MgO/Al2O3。
【实施例1】
原料焦炉煤气的组成(体积比)：
氢气60％，甲烷30％，CmHn 3％，其他7％。
双功能催化剂采用Ni-Fe-Cu/CaO/Al2O3，逆变换催化剂采用Fe-Cu/MgO/Al2O3。
焦炉煤气和二氧化碳的体积比是1:3，在反应器压力3MPa，温度800℃，混合气空速5000h-1。结果：甲烷的转化率达到99％，二氧化碳的有效转化率达到80％，一氧化碳纯度超过了99％。
Claims (3)
1.一种焦炉煤气与二氧化碳制一氧化碳的装置，其特征在于，包括反应器、换热器和分离系统；
所述反应器设有焦炉煤气入口、二氧化碳气体入口和产物混合气出口；
所述产物混合气依次和换热器、分离系统连通；
所述焦炉煤气入口、二氧化碳气体入口位于反应器的下部；
所述反应器的下部安装有气体分布器。
2.根据权利要求1所述的焦炉煤气与二氧化碳制一氧化碳的装置，其特征在于，所述分离系统分离后的剩余气体；
分离系统分离后的剩余气体通过二氧化碳气体入口返回反应器循环使用。
3.根据权利要求1所述的焦炉煤气与二氧化碳制一氧化碳的装置，其特征在于，所述反应器采用包含三段反应的反应器。
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