[发明专利]天然气生产系统及方法

说明书

技术领域

本发明有关一种天然气生产系统及方法，尤其涉及一种通过气化燃料源来制备天然气的系统及方法。

背景技术

一般而言，制备天然气的系统包括气化装置(如气化炉)。通过在气化装置中让碳质的燃料源与氧气和蒸汽在高温和高压下反应产生主要含有一氧化碳和氢气的合成气。对合成气进行水气变换反应来调节一氧化碳和氢气的比例以用于甲烷化反应过程。将合成气清洁、处理后进行甲烷化反应产生甲烷，即合成气中的一氧化碳和氢气反应产生甲烷和水。在工业上需要对大量的合成气进行处理，水气变换装置、清洁装置等设备的体积相当大，因此整个系统相当庞大。

因此，有必要提供一种天然气生产系统及方法来解决上面提及的至少一个技术问题。

发明内容

本发明的一个方面在于提供一种天然气生产系统。该天然气生产系统包括：气化装置，用来气化燃料源产生包括氢气和一氧化碳的合成气；水气变换反应器，和所述气化装置连通，用来调节氢气和一氧化碳的比例；第一甲烷化反应器，和所述水气变换反应器连通，用来使至少部分氢气和至少部分一氧化碳反应产生甲烷；酸性气体去除装置，和所述第一甲烷化反应器连通，用来去除酸性气体；及第二甲烷化反应器，和所述酸性气体去除装置连通，用来促进氢气和一氧化碳的反应进一步产生甲烷。

本发明的另一个方面在于提供一种天然气生产方法。该天然气生产方法包括以下步骤：气化燃料源产生包括氢气和一氧化碳的合成气；调节氢气和一氧化碳的比例；使至少部分氢气和至少部分一氧化碳反应产生甲烷；去除酸性气体；及促进氢气和一氧化碳的反应进一步产生甲烷。

附图说明

通过结合附图对于本发明的实施方式进行描述，可以更好地理解本发明，在附图中：

图1所示为本发明天然气生产系统的一个实施例的示意图；

图2所示为本发明天然气生产系统的另一个实施例的示意图；

图3所示为本发明天然气生产系统的另一个实施例的示意图；

图4所示为本发明天然气生产系统的另一个实施例的示意图；

图5所示为本发明天然气生产方法的一个实施例的流程图；

图6所示为本发明天然气生产方法的另一个实施例的流程图。

具体实施方式

除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”、“包含”或者“含有”等类似的词语意指出现在“包括”、“包含”或者“含有”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，并不排除其他元件、物件或元素。“连接”、“相连”或者“连通”等类似的词语并非限定于直接的连接，而是可以包括间接的连接。数值范围包括其端值。

图1所示为一个实施例的天然气生产系统100的示意图。天然气生产系统100包括气化装置11、水气变换(WaterGasShift，以下简称“WGS”)反应器19、第一甲烷化反应器21、酸性气体去除装置23和第二甲烷化反应器31。气化装置11用来气化燃料源13产生包括氢气(H₂)和一氧化碳(CO)的合成气。燃料源13，诸如固体供料，可用做生产天然气(SyntheticNaturalGas，SNG)的能量源。燃料源13可包括煤、石油焦、生物质、木质材料、农业废料、焦油、焦炉气、沥青或其它含碳物。

在一些实施例中，燃料源13输送给气化装置11之前可经过给料制备系统(未图示)，其例如可通过斩切、碾磨、切碎、粉碎、压块或装运燃料源13来调整燃料源13的大小或再成形燃料源13以产生给料。另外，可向给料制备系统中的燃料源13添加水或其它合适的液体以形成浆状给料。在其他实施例中，不向给料制备系统中的燃料源13添加液体，从而形成干燥的给料。