一種二甲醚轉化代用天然氣工業燃燒方法

2023-05-08 06:27:21 3

專利名稱：一種二甲醚轉化代用天然氣工業燃燒方法
一種二甲醚轉化代用天然氣工業燃燒方法
技術領域：
本發明涉及一種轉化燃氣以提高燃氣熱值的方法，具體的說，本發明涉及一種將二甲醚轉化為代用天然氣的工業燃燒方法。
背景技術：
用作燃料的液化石油氣(LPG)是非常昂貴的，具體而言，如果送至消耗區，例如家庭中，LPG的價格比輸出價格高出許多，因此，近年來，二甲醚作為LPG的替代品吸引了人們的注意，對其進行了應用研究，而自二甲醚作為民用燃氣和國家標準《城鎮燃氣用二甲醚》CB25035-2010公布並於2011年7月I日實施，對二甲醚液化氣的應用具有推動作用，二甲醚在實際應用中，平均熱值為3145KJ/KG，而石油液化氣的熱值為46000KJ/KG，二甲醚的熱值僅為石油液化氣熱值的68%，1.47噸的二甲醚所產生的熱量與I噸石油液化氣所產生的熱量相當，從經濟的角度考慮，用戶使用二甲醚的成本高，因此，用二甲醚替代液化石油氣因成本高而受到限制。

發明內容本發明的目的在於有效克服上述技術的不足，提供一種二甲醚轉化代用天然氣工業燃燒方法，轉化後的燃料與二甲醚氣體燃料相比，具有更高的熱值，可產生更大的熱量，達到省錢節能的目的。本發明的技術方案是這樣實現的:其改進之處在於:它包括以下步驟:a)、二甲醚液化氣經減壓後進行預熱，預熱溫度大於350°C。

b)、經過預熱後的二甲醚氣體輸輸於加熱器，在加熱器內將二甲醚氣體快速加熱至350-550°C，經加熱後的二甲醚氣體傳輸至裂解反應器內。C)、裂解反應器內設置有裂解催化劑，經過加熱器加熱後的二甲醚氣體在裂解催化劑的作用下發生裂解反應，反應後生成的氣體稱為合成氣，其主要成分為一氧化碳與氫氣，反應完成後，將合成氣傳輸至甲燒化反應器中。d)、甲烷化反應器中設置有甲烷化催化劑，上述步驟c)中的合成氣在甲烷化催化劑的作用下發生甲烷化反應，反應後生成氣體的主要成分為甲烷，所述甲烷化反應的反應條件為 反應溫度230-450°C，反應壓力0.05-0.2Mpa，空速500-2500( 'e)、甲烷化反應完成後，即完成了二甲醚轉換代用天然氣的過程，隨後，將步驟d)中產生的氣體傳輸至燃燒器進行燃燒。所述步驟a)中，二甲醚氣體進行預熱的熱量來自於鍋爐煙氣產生的廢熱或步驟
d)的甲烷化反應所產生的熱量。所述步驟b)中，經過預熱後的二甲醚氣體輸送於加熱器，在加熱器內將二甲醚氣體快速加熱至500 V，經加熱後的二甲醚氣體傳輸至反應器內。所述步驟c)中，二甲醚氣體在裂解催化劑的作用下發生裂解反應，生成的中間產物為甲醛，甲醛進一步發生裂解反應，生成一氧化碳與氫氣。
所述步驟d)中，所使用的甲烷化催化劑為鎳基催化劑。所述步驟d)中，合成氣在甲烷化催化劑的作用下發生甲烷化反應的反應溫度為280-400。。。所述步驟d)中，合成氣在甲烷化催化劑的作用下發生甲烷化反應的反應溫度為350。。。所述步驟d)中，合成氣在甲烷化催化劑的作用下發生甲烷化反應的反應壓力為0.1Mpa0所述步驟d)中，合成氣在甲烷化催化劑的作用下發生甲烷化反應的空速為5000-10000h_1o所述步驟d)中，合成氣在甲烷化催化劑的作用下發生甲烷化反應的空速為7500h_1o本發明的有益效果在於:本發明通過將低熱值的二甲醚液化氣在催化劑的作用下轉化為高熱值的代用天然氣，在同等條件下，轉化後的代用天然氣的有效發熱量等同於液化石油氣(LPG)的有效發熱量，等同提高了二甲醚的熱值，達到省錢節能的目的，為二甲醚作為城鎮燃氣或工業燃料提供了一個經濟、節能、清潔的燃燒方法。

圖1為本發明的第一實施例圖；圖2為本發明的第二實施立體。圖中:罐體I ;減 壓閥2 ;壓力表3 ;反應器4 ;反應器進氣口 41 ;反應器出氣口 42 ；鍋爐5 ;加熱器6 ；甲烷化催化劑7 ;燃燒室8 ；甲烷化反應器9 ;裂解反應器10 ;裂解催化劑
11;儲氣罐12。
具體實施方式下面結合附圖和實施例對本發明作進一步的描述。參照圖1所示，為本發明揭示的二甲醚轉化代用天然氣工業燃燒方法的第一個實施例，在本實施例中，二甲醚液化氣存儲在罐體I中，經減壓閥2減壓後傳輸至反應器4外腔內，壓力表3用於顯示減壓後二甲醚的壓力，反應器4設置有外腔與內腔，內腔中發生的反應為放熱反應，通過反應的餘熱，對二甲醚進行初步加熱，並且在外腔中設置有裂解催化齊U，經初步加熱後的二甲醚傳輸至鍋爐5中，利用鍋爐中的煙氣廢熱對二甲醚進行加熱，力口熱溫度為350°C以上，優選的為400°C，經過鍋爐5加熱後，二甲醚發生催化反應，其反應的方程式為:CH3OCH3--- 2CH20+H2 (I)，2CH20--- 2C0+2H2 (2)；反應式⑴中，二甲醚經裂解催化劑的作用，首先會分解為甲醛與氫氣，甲醛在裂解催化的作用下，會進一步的分解，分解為一氧化碳和氫氣，因此，經裂解反應後的合成氣的主要成分為一氧化碳與氫氣，還有少量未反應的二甲醚；此後，合成氣進入加熱器6內，在加熱器內部對合成氣進行快速加熱至350-550°C，最好為500°C，加熱後的合成氣送至於反應器4的反應器進氣口 41，傳輸至反應器內腔，反應器內腔中設置有甲烷化催化劑7，合成氣在甲烷化催化劑7的作用下發生甲烷化反應，在本實施例中，甲烷化催化劑為鎳基催化劑，其反應溫度為230-450°C，最好為350°C;反應壓力為0.05-0.2Mpa，最好為0.1Mpa ;空速為500-2500( -1,最好為750( -1 ;該甲烷化反應的反應方程式為:2C0+3H2--- CH4+H2+C0 (3)；在反應式(3)中，合成氣即一氧化碳與氫氣在催化劑以及特定的條件下，發生了甲烷化反應，甲烷化反應完成後，生成氣體的主要成分為甲烷，還有少量的氫氣與一氧化碳，以及微量的未反應的二甲醚，所得的氣體即為甲烷富氫混合燃料，甲烷富氫混合燃料從反應器出氣口 42排出，該反應器出氣口 42連接到燃燒室8，即完成了二甲醚轉化代用天然氣工業燃燒方法。在上述實施例中，我們對乳化煤焦油與二甲醚轉化代用天然氣兩種不同的供熱方式的相關參數進行記錄，記錄結果間表1:
權利要求
1.一種二甲醚轉化代用天然氣工業燃燒方法，其特徵在於:它包括以下步驟: a)、二甲醚液化氣經減壓後進行預熱，預熱溫度大於350°C。
b)、經過預熱後的二甲醚氣體輸送於加熱器，在加熱器內將二甲醚氣體快速加熱至350-5500C，經加熱後的二甲醚氣體傳輸至裂解反應器內。
c)、裂解反應器內設置有裂解催化劑，經過加熱器加熱後的二甲醚氣體在裂解催化劑的作用下發生裂解反應，反應後生成的氣體稱為合成氣，其主要成分為一氧化碳與氫氣，反應完成後，將合成氣傳輸至甲烷化反應器中。
d)、甲烷化反應器中設置有甲烷化催化劑，上述步驟c)中的合成氣在甲烷化催化劑的作用下發生甲烷化反應，反應後生成氣體的主要成分為甲烷，所述甲烷化反應的反應條件為 反應溫度 230-450°C，反應壓力 0.05-0.2Mpa，空速 500-2500( ' e)、甲烷化反應完成後，即完成了二甲醚轉換代用天然氣的過程，隨後，將步驟d)中產生的氣體傳輸至燃燒室進行燃燒。
2.根據權利要求1所述的一種二甲醚轉化代用天然氣工業燃燒方法，其特徵在於:所述步驟a)中，二甲醚氣 體進行預熱的熱量來自於鍋爐煙氣產生的廢熱或步驟d)的甲烷化反應所產生的熱量。
3.根據權利要求1所述的一種二甲醚轉化代用天然氣工業燃燒方法，其特徵在於:所述步驟b)中，經過預熱後的二甲醚氣體輸送於加熱器，在加熱器內將二甲醚氣體快速加熱至500°C，經加熱後的二甲醚氣體傳輸至反應器內。
4.根據權利要求1所述的一種二甲醚轉換代用天然氣工業燃燒方法，其特徵在於:所述步驟c)中，二甲醚氣體在裂解催化劑的作用下發生裂解反應，生成的中間產物為甲醛，甲醛進一步發生裂解反應，生成一氧化碳與氫氣。
5.根據權利要求1所述的一種二甲醚轉化代用天然氣工業燃燒方法，其特徵在於:所述步驟d)中，所使用的甲烷化催化劑為鎳基催化劑。
6.根據權利要求1所述的一種二甲醚轉換代用天然氣工業燃燒方法，其特徵在於:所述步驟d)中，合成氣在甲烷化催化劑的作用下發生甲烷化反應的反應溫度為280-400°C。
7.根據權利要求1所述的一種二甲醚轉換代用天然氣工業燃燒方法，其特徵在於:所述步驟d)中，合成氣在甲烷化催化劑的作用下發生甲烷化反應的反應溫度為350°C。
8.根據權利要求1所述的一種二甲醚轉換代用天然氣工業燃燒方法，其特徵在於:所述步驟d)中，合成氣在甲烷化催化劑的作用下發生甲烷化反應的反應壓力為0.1Mpa0
9.根據權利要求1所述的一種二甲醚轉換代用天然氣工業燃燒方法，其特徵在於:所述步驟d)中，合成氣在甲烷化催化劑的作用下發生甲烷化反應的空速為5000-1000( '
10.根據權利要求1所述的一種二甲醚轉換代用天然氣工業燃燒方法，其特徵在於:所述步驟d)中，合成氣在甲烷化催化劑的作用下發生甲烷化反應的空速為750( '
全文摘要
本發明公開了一種二甲醚轉化代用天然氣工業燃燒方法；在本發明中，通過對二甲醚進行加熱至350-550℃，在裂解反應器中使得二甲醚發生裂解反應，然後在甲烷化催化劑的作用下發生甲烷化反應，其反應條件為反應溫度230-450℃，反應壓力0.05-0.2MPa，空速500-25000h-1，從而將二甲醚轉換為以甲烷為主要組成部分的天然氣，從而提高燃料的熱值，達到省錢節能的目的，為二甲醚作為城鎮燃氣或工業燃料提供了一個經濟、節能、清潔的燃燒方法。
文檔編號C10L3/08GK103194285SQ20121000190
公開日2013年7月10日 申請日期2012年1月5日 優先權日2012年1月5日
發明者李衛教 申請人:東莞市久能二甲醚應用技術專利有限公司