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相似文献
 共查询到18条相似文献,搜索用时 156 毫秒
1.
满奕  杨思宇  萧鸿华  钱宇 《化工学报》2015,66(12):4941-4947
近年来中国的煤制天然气项目快速发展。然而煤制天然气项目的CO2排放量大、污水产量高难处理,生产过程能效低。与此同时,中国焦炭工业每年产生约700亿立方米的副产物焦炉气,这些富氢的焦炉气大多被燃烧或直接排放进入大气,对环境造成严重影响,同时还浪费了巨大的经济价值。煤和焦炉气联供制天然气新工艺可有效解决这些问题。焦炉气与煤元素互补,焦炉气中的氢气可用来调节合成气的氢碳比;甲烷可通过甲烷干重整过程降低煤制烯烃过程排放的CO2,提高碳元素利用率,实现节能减排。本文针对煤和焦炉气联供制天然气这个新的工艺过程进行建模、模拟与分析,发现新过程的能效比煤天然气烃过程提高了约8个百分点,而CO2排放量则减少了约60%。  相似文献   

2.
为解决煤化工过程资源利用率低和碳排放高的问题,有研究者提出以天然气、焦炉气、页岩气等富氢资源和煤炭资源联供方案,旨在实现源头碳减排。文章指出依据联供过程技术的差异,较有代表性的方案可分为集成甲烷部分氧化和集成甲烷干/水蒸气重整的气煤联供过程。文章以生产甲醇为例,从资源利用和经济效益等方面对集成甲烷部分氧化和集成甲烷干/水蒸气重整的气煤联供过程进行分析和比较。集成甲烷部分氧化的工艺碳元素利用率达到57.9%,每吨甲醇排放CO2为1.50t,较传统煤制甲醇工艺排放减少37.5%。甲醇产品成本稍低于传统工艺。集成甲烷干/水蒸气重整工艺的碳元素利用率最高,达到83.7%。减排效果最明显,每吨甲醇排放CO2为0.90t,较传统工艺排放减少62.5%,但是由于CO2转化增加能耗,甲醇产品成本有所提升。由于气煤联供过程有利于CO2减排,当碳税高于65CNY/tCO2时,两个气煤联供工艺的生产成本低于传统的煤制甲醇工艺。  相似文献   

3.
朱顺  郭琦  张大伟  杨庆春 《化工学报》2019,70(2):772-779
为减少传统煤制乙二醇过程资源利用效率低和CO2排放量高等问题,提出了一种集成CO2高效利用的煤制乙二醇过程,并对其进行了全流程建模及系统分析。与传统过程不同,新过程利用焦炉气来提高其资源利用率和能量效率,集成甲烷干重整与湿重整技术降低CO2排放。在全流程建模的基础之上,对新工艺的关键操作参数进行了分析与优化。结果表明,焦炉气的最佳进料比和甲烷蒸汽重整反应的分配比为0.68和0.74。与传统过程相比,新工艺的CO2排放降低了94.05%,同时?效率提高了15.17%。  相似文献   

4.
黄宏  杨思宇 《化工学报》2017,68(10):3860-3869
传统的煤制甲醇过程所需合成气的氢碳比为2.1左右,而煤气化粗合成气氢碳比仅为0.7左右,因此需要将部分合成气进行变换来调节氢碳比。然而,变换气与未变换气混合后使得CO2浓度降低,从而导致CO2捕集能耗增加。提出了一种低能耗捕集CO2煤基甲醇和电力联产过程。新联产过程中部分粗合成气首先经过变换,将CO转变为H2和CO2,CO2浓度提高,在此时进行CO2捕集可实现捕集能耗的降低。经CO2捕集后,得到富H2气体,富H2气体分流后与另一部分煤气化粗合成气混合调节甲醇合成的氢碳比。对新的过程进行了建模、模拟与分析。结果表明相比传统的带CO2捕集的煤制甲醇和IGCC发电过程,新的联产过程的能量节约率可达到16.5%,CO2捕集能耗下降30.3%。  相似文献   

5.
宫万福  闫兵海 《化工进展》2020,39(1):112-118
分析了现有煤制合成天然气技术主要存在的问题,介绍了新型无循环、适应宽氢碳比的VESTA甲烷化技术。VESTA甲烷化技术的显著特征是利用合成气中的CO2和外加水蒸汽来控制甲烷化反应温升,不需要操作条件苛刻的循环气压缩机;在甲烷化反应之前对原料气只脱硫、不脱碳,甲烷化反应之后再集中脱碳;经中试试验得出原料气中的H2/CO比不影响最终的SNG产品指标;甲烷化后的粗SNG产品气中的CO2体积分数高达71%,因而可在脱碳前低成本联产中压液体CO2产品。这部分液体CO2产品除了可用泵增压输送到粉煤气化单元用作输送气体外,还可以直接作为副产品为企业增加收益,并间接降低了碳排放。新型VESTA甲烷化技术与现有带循环压缩机的甲烷化技术相比,不但更容易操控,而且还提高了操作的稳定性和安全性,同时又能极大地降低净化装置、甲烷化装置及SNG干燥装置的投资和能耗。因此,采用VESTA甲烷化技术,能有效地提高煤制合成天然气的市场竞争力。  相似文献   

6.
提出一种铁基氧载体(Fe3O4/FeO)化学链CO2重整CH4方法制备合成气。为评价该系统的性能,采用Aspen Plus软件对其进行过程模拟和热力学分析。以CH4转化率、CO2转化率、能源利用效率和产气氢碳比(H2/CO)为评价指标,得到系统的优化运行条件,并研究各操作参数(包括各反应器的温度和压力、氧载体甲烷比和CO2甲烷比)对系统性能的影响。结果表明:当系统处于优化工况时,得到CH4转化率为97.91%、CO2转化率为32.76%、能源利用效率为93.77%及产气氢碳比为0.93。该系统能有效利用CO2和CH4这两种温室气体获得较低氢碳比的合成气,利于二甲醚的高效合成。  相似文献   

7.
在“碳达峰、碳中和”的背景下,传统煤制甲醇工艺存在CO2排放强度大、能耗高等问题成为制约煤制甲醇工艺发展的瓶颈问题。本研究基于外源性的绿氢,重构粉煤气化煤制甲醇工艺,省掉了空分单元、变换单元,开发了短流程低温甲醇洗单元,提出了粉煤气化集成绿氢的近零碳排放煤制甲醇新工艺。从碳元素利用率、CO2排放、成本分析等角度对新工艺进行了评价。结果表明,与传统煤制甲醇工艺相比,新工艺碳元素利用率从41.50%提高到95.77%,CO2直接排放量由1.939降低至0.035 t·(t MeOH)-1,通过分析H2价格与碳税对产品成本的影响发现,当氢气价格和碳税分别为10.36 CNY·(kg H2)-1和223.3 CNY·(t CO2)-1时,两种工艺的产品成本相当。新工艺不仅减少了煤制甲醇过程碳排放,而且可以提高可再生能源就地消纳能力,具有良好的应用前景。  相似文献   

8.
太阳能驱动的CO2与CH4转化为合成气是一种非常有前景的生产可再生燃料的技术,然而太阳能驱动的CH4重整催化剂存在转化效率低、光生电子与空穴复合速率快及催化剂稳定性差等问题。本文简述了光催化CO2与CH4重整的可能机理,包括CO2和CH4的吸附、光生电子与空穴的迁移及产物的脱附过程。重点介绍了光催化CO2和CH4重整过程中贵金属催化剂、非贵金属催化剂及碳氮化合物等催化剂的研究进展,并总结归纳了各类催化剂的优点与不足。最后,本文探讨了光催化转化CO2与CH4制合成气研究领域未来可能的发展方向:开发设计高效的光催化剂提高反应效率;通过密度泛函理论计算及高端表征技术探究催化机理。  相似文献   

9.
我国乙二醇对外依存度居高不下,而富煤少油的资源特性使得我国煤制乙二醇技术具有较好的成本与原料优势,发展迅速。本文综述了国内外煤制乙二醇技术的技术现状和发展趋势,重点介绍了煤气化、草酸二甲酯合成和乙二醇合成与精制等关键单元技术的技术特征、工艺流程和技术进展,并分析了相关单元对整个煤制乙二醇系统技术经济性能的影响。针对现有煤制乙二醇技术存在能耗高、质能效率低和CO2排放大的问题,着重讨论了集成CO2高效利用的煤与富氢资源联供制乙二醇集成工艺的进展,包括耦合焦炉气、页岩气和绿氢等资源的新工艺等。以焦炉气为例,集成不同重整技术的新工艺使得传统工艺的碳效率和?效率分别提升了23.35%~39.17%和4.25%~10.12%,生产成本降低了8.73%~19.88%,内部收益率提高了3.6%~9.6%。因此,集成富氢资源与CO2高效利用的煤制乙二醇创新工艺是该行业向高效-经济-清洁可持续发展的重要方向。  相似文献   

10.
朱丽华  董昊  于淼  徐锋 《应用化工》2023,(11):3042-3046
为了探究CH4-CO2低温等离子体重整制合成气的反应特性,考察了添加气体、放电电压、放电频率、CH4与CO2物质的量比和原料气流量对重整反应的影响,在优化单纯等离子体作用下CH4-CO2重整反应条件的基础上,开展了等离子体与NiO-CeO/TiO2-MgO催化剂协同转化CH4-CO2的实验。结果表明,实验体系中添加Ar或N2,放电引发的亚稳态Ar*或N2激发态粒子,可促进反应物转化和目标产物生成,且Ar对CH4-CO2重整反应的促进作用优于N2;在单纯等离子体作用、Ar体积分数25%,放电电压17.0 kV,放电频率9.0 kHz, CH4与CO2物质的量比1∶2,气体总流量60 mL/min条件下,CH4<...  相似文献   

11.
范洋  李文英  谢克昌 《化工学报》2015,66(8):3204-3209
褐煤热解-气化-制油系统是现代煤化工发展的一个重要研究内容。来自系统多个单元产生的CH4和CO2如果发生重整反应,将重整得到H2/CO比值较高的合成气添加到制油流程中,可实现更多的C被固定到产品中而减少CO2的直接排放量。对CH4-CO2和CH4-H2O两种重整反应方式、来自煤热解和费托合成两股甲烷气和典型的干粉气化和水煤浆气化两种流程进行了组合研究。分析结果显示,来自热解和费托合成的甲烷重整后不足以提供调节合成气H2/CO比例所需的氢气,水煤气变换反应对于褐煤制油系统来说是必需的。从C转化成油的角度来看,采用干粉气化和CH4-H2O重整的方案是较好的选择。  相似文献   

12.
朱珉  陈时熠  李蒙  宋业恒  张磊  向文国 《化工学报》2019,70(6):2244-2251
提出了一种化学链甲烷干重整联合制氢工艺。该工艺由还原反应器、干重整反应器、蒸汽反应器和空气反应器组成,在实现制氢的同时获得可变H2/CO比的合成气。借助ASPEN plus软件和小型流化床实验台,在等温条件下,温度900℃,采用Fe2O3/Al2O3载氧体,对该工艺进行热力学分析和实验验证。结果显示,当铁氧化物被还原至FeO/Fe时,干重整反应器内甲烷转化率可以达到98%,CO产率可以达到94%。干重整反应器中同时发生甲烷干重整和部分氧化反应,载氧体内部晶格氧可以有效降低积炭并提高合成气H2/CO比。积炭发生于晶格氧消耗殆尽时。积炭进入蒸汽反应器,发生气化反应,降低氢气纯度。  相似文献   

13.
A novel process concept called tri-reforming of methane has been proposed in our laboratory using CO2 in the flue gases from fossil fuel-based power plants without CO2 separation [C. Song, Chemical Innovation 31 (2001) 21–26]. The proposed tri-reforming process is a synergetic combination of CO2 reforming, steam reforming, and partial oxidation of methane in a single reactor for effective production of industrially useful synthesis gas (syngas). Both experimental testing and computational analysis show that tri-reforming can not only produce synthesis gas (CO + H2) with desired H2/CO ratios (1.5–2.0), but also could eliminate carbon formation which is usually a serious problem in the CO2 reforming of methane. These two advantages have been demonstrated by tri-reforming of CH4 in a fixed-bed flow reactor at 850 °C with supported nickel catalysts. Over 95% CH4 conversion and about 80% CO2 conversion can be achieved in tri-reforming over Ni catalysts supported on an oxide substrate. The type and nature of catalysts have a significant impact on CO2 conversion in the presence of H2O and O2 in tri-reforming in the temperature range of 700–850 °C. Among all the catalysts tested for tri-reforming, their ability to enhance the conversion of CO2 follows the order of Ni/MgO > Ni/MgO/CeZrO > Ni/CeO2 ≈ Ni/ZrO2 ≈ Ni/Al2O3 > Ni/CeZrO. The higher CO2 conversion over Ni/MgO and Ni/MgO/CeZrO in tri-reforming may be related to the interaction of CO2 with MgO and more interface between Ni and MgO resulting from the formation of NiO/MgO solid solution. Results of catalytic performance tests over Ni/MgO/CeZrO catalysts at 850 °C and 1 atm with different feed compositions confirm the predicted equilibrium conversions based on the thermodynamic analysis for tri-reforming of methane. Kinetics of tri-reforming were also examined. The reaction orders with respect to partial pressures of CO2 and H2O are different over Ni/MgO, Ni/MgO/CeZrO, and Ni/Al2O3 catalysts for tri-reforming.  相似文献   

14.
焦炉煤气-甲醇产业链延伸技术方案的经济分析   总被引:3,自引:3,他引:0       下载免费PDF全文
易群  吴彦丽  范洋  胡长淳  褚琦  冯杰  李文英 《化工学报》2014,65(3):1003-1011
与煤制甲醇和天然气制甲醇工艺相比,焦炉煤气制甲醇不仅可以有效利用焦炉煤气中的氢,而且具有低成本的优势。在焦炉煤气制甲醇工艺基础上,文中提出了3种具有发展潜力的焦炉煤气综合利用方案:①气化煤气-焦炉煤气制甲醇生产方案;② 焦炉煤气-乙炔-甲醇下游产品方案;③ 气化煤气-焦炉煤气-乙炔-甲醇下游产品方案。以200×104 t焦炭的生产规模分析了3种方案经济性,其毛利润分别为24.21亿元,18.92亿元和28.74亿元;内部收益率分别为28.29%、24.34%和27.11%。气化煤气-焦炉煤气-乙炔-甲醇下游产品方案充分发挥了规模效应和产品高附加值的特点,具有明显的经济优势;系统灵活性高,抵御市场风险能力强。  相似文献   

15.
Steam methane reforming (SMR)-based methanol synthesis plants utilizing a single CO2 feed represent one of the predominant technologies for improving methanol yield and CO2 utilization. However, SMR alone cannot achieve full CO2 utilization, and a high water content accumulates if CO2 is only fed into the methanol reactor. In this study, a process integrating SMR with dry methane reforming to improve the conversion of both methane and CO2 is proposed. We also propose an innovative methanol production approach in which captured CO2 is introduced into both the SMR process and the recycle gas of the methanol synthesis loop. This dual CO2 feed approach aims to optimize the stoichiometric ratio of the reactants. Comparative evaluations are carried out from a techno-economic point of view, and the proposed process is demonstrated to be more efficient in terms of both methanol productivity and CO2 utilization than the existing stand-alone natural gas-based methanol process.  相似文献   

16.
盖希坤  杨丹  吕鹏  邢闯  吕成学  杨瑞芹 《化工进展》2020,39(4):1357-1362
采用超声波辅助等体积浸渍法制备Ni-CeO2-K/γ-Al2O3催化剂用于沼气联合重整反应,采用 BET、XRD、TG/DTG等技术对催化剂性质进行了表征,在微型固定床反应装置中研究了反应温度、体积空速、原料气组成等对沼气联合重整反应特性的影响,并对催化剂的稳定性进行了研究。结果表明,助剂CeO2的加入,提高了催化剂中Ni的分散度,降低了催化剂还原温度。升高反应温度和减小体积空速,能够提高沼气中CH4和CO2的转化率;原料气中加入水蒸气,能够明显提高H2/CO体积比;加入的O2容易与H2、CO发生反应,CH4转化率稍有提高。在常压、反应温度850℃、体积空速为100000h-1、摩尔比CH4∶CO2∶H2O∶O2∶Ar=1∶0.5∶0.5∶0.1∶0.01的优化条件下,沼气中CH4转化率超过95%,CO2转化率超过75%,生成合成气H2/CO体积比约为1.6,反应48h后,催化剂未见积炭,保持稳定的活性。与沼气干重整相比,沼气联合重整不利于沼气中CO2的转化。  相似文献   

17.
A new process is proposed which converts CO2 and CH4 containing gas streams to synthesis gas, a mixture of CO and H2 via the catalytic reaction scheme of steam-carbon dioxide reforming of methane or the respective one of only carbon dioxide reforming of methane, in permeable (membrane) reactors. The membrane reformer (permreactor) can be made by reactive or inert materials such as metal alloys, microporous ceramics, glasses and composites which all are hydrogen permselective. The rejected CO reacts with steam and converted catalytically to CO2 and H2 via the water gas shift in a consecutive permreactor made by similar to the reformer materials and alternatively by high glass transition temperature polymers. Both permreactors can recover H2 in permeate by using metal membranes, and H2 rich mixtures by using ceramic, glass and composite type permselective membranes. H2 and CO2 can be recovered simultaneously in water gas shift step after steam condensation by using organic polymer membranes. Product yields are increased through permreactor equilibrium shift and reaction separation process integration.

CO and H2 can be combined in first step to be used for chemical synthesis or as fuel in power generation cycles. Mixtures of CO2 and H2 in second step can be used for synthesis as well (e.g., alternative methanol synthesis) and as direct feed in molten carbonate fuel cells. Pure H2 from the above processes can be used also for synthesis or as fuel in power systems and fuel cells. The overall process can be considered environmentally benign because it offers an in-situ abatement of the greenhouse CO2 and CH4 gases and related hydrocarbon-CO2 feedstocks (e.g., coal, landfill, natural, flue gases), through chemical reactions, to the upgraded calorific value synthesis gas and H2, H2 mixture products.  相似文献   

18.
Catalyst performance of NiO–MgO solid solution catalysts for methane reforming with CO2 and H2O in the presence of oxygen using fluidized and fixed bed reactors under atmospheric and pressurized conditions was investigated. Especially, methane and CO2 conversion in the fluidized bed reactor in methane reforming with CO2 and O2 was higher than those in the fixed bed reactor over Ni0.15Mg0.85O catalyst under 1.0 MPa. In contrast, conversion levels in the fluidized and fixed bed reactor were almost the same over MgO-supported Ni and Pt catalysts. It is suggested that the promoting effect of catalyst fluidization on the activity is related to the catalyst reducibility. On a catalyst with suitable reducibility, the oxidized and deactivated catalyst can be reduced with the produced syngas and the reforming activity regenerates in the fluidized bed reactor during the catalyst fluidization. In addition, the catalyst fluidization inhibited the carbon deposition.  相似文献   

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