[发明专利]用垃圾热解气制取LNG的方法和系统

权利要求书

1.一种用垃圾热解气制取LNG的方法，其特征在于，包括步骤：

1)垃圾筛分和破碎：将城市生活垃圾进行分类筛选，将筛选后的可热解物质剪切和破碎到3～5mm粒径；

2)垃圾热解：将破碎后的城市生活垃圾快速加热到800℃～900℃并迅速热解，以蒸汽作为流化介质、加入固体热载体进行流态化燃烧，作为流化介质的蒸汽来自于甲烷化产生的蒸汽；垃圾热解产生的热解气体经过除尘后，进入余热锅炉回收其热能产生蒸汽；

热解产生的半焦和固体热载体进入燃烧装置通入助燃剂将半焦燃烧，固体热载体被加热到900～1100℃；

3)垃圾热解气净化：对步骤2)回收热能后的垃圾热解气进行洗涤，脱除其中的HCl气体；脱除所述垃圾热解气中的重烃、H₂S、COS和CO₂，再对所得垃圾热解气进行脱氧；所述热解气经净化之后，分析所得气体中H₂/CO比值，当H₂/CO比值为1.0～3.2，则需要将部分热解气与水蒸汽混合，然后进入热交换器和变换炉进行CO变换后再进行步骤4)的甲烷化，CO变换条件为：反应温度340℃,干气空速范围为500～700h^-1,汽气比范围为0.35～0.7，用出变换炉的变换气以及来自步骤2)中的垃圾热解气产生的蒸汽为入口垃圾热解气换热升温；

4)甲烷化：将步骤3)脱氧后的垃圾热解气进行甲烷化反应，反应产生的热量用于产蒸汽，反应的温度通过甲烷化工艺回路调节；

5)干燥和脱汞：甲烷化后的气体进行干燥和脱汞，用浸硫活性炭脱汞和分子筛吸附剂吸收水；

6)液化：采用混合制冷剂液化甲烷、冷却、气液分离、精馏、获得LNG产品。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤3)中用碱液进行洗涤，所述碱液是30％氢氧化钠溶液、石灰乳或者氨水中的一种或多种；步骤3)中采用低温甲醇洗脱工艺和/或醇胺法脱除垃圾热解气中的H₂S、COS和CO₂，所述低温甲醇洗脱工艺中使用的甲醇失效后经再生塔再生，循环使用；再生需要的供热来自步骤2)中的垃圾热解气产生的蒸汽。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤3)中重烃脱除在两个装有分子筛、硅胶和活性炭的吸附塔中完成，运行时，一个塔处于吸附状态，另一个塔处于再生待用状态。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，用出变换炉的变换气为入口垃圾热解气间接换热升温，垃圾热解气由130℃升至300～360℃；变换气由400～350℃降至150-180℃。

5.根据权利要求1～4任一所述的方法，其特征在于，所述步骤4)中，甲烷化的具体工艺条件如下：在装有镍催化剂的反应器而生成甲烷，将甲烷化生成的气体循环到甲烷化反应器入口，通过稀释原料气来降低反应的热量，反应气进口的温度为300～400℃，反应压力为3.2～3.8MPa，反应产生的热量用于产蒸汽。

6.一种用垃圾热解气制取LNG的系统，其特征在于，包括筛分和破碎单元、垃圾热解单元、热解气净化单元、甲烷化单元、干燥单元和液化单元，以上单元依次连接；所述的系统还包括CO变换单元，CO变换单元设置在热解气净化单元与甲烷化单元之间，所述CO变换单元包括顺次连接的油水分离器、混合器、热交换器、变换炉，以及通过管路连接的水冷器和气液分离器；其中，所述热交换器为列管换热器，变换炉的气体出口通过管路连接所述热交换器的加热介质入口，所述热交换器的加热介质出口连接所述水冷器；

其中，所述垃圾热解单元包括垃圾热解装置，所述垃圾热解装置的烟气出口连接有余热锅炉，所述垃圾热解装置的固体物料出口连接有燃烧装置；所述热解气净化单元包括依次连接的洗涤塔、脱重烃塔、吸收塔和脱氧反应器；所述干燥单元包括依次连接的干燥设备和脱汞设备和过滤器，过滤器连接在脱汞设备之后；液化单元包括依次连接的低温换热器、气液分离器、精馏塔和贮罐；

其中，所述垃圾热解装置通过蒸汽管道连接所述甲烷化单元；所述余热锅炉的蒸汽出口通过蒸汽管道连接所述再生塔的再沸器的入口和变换反应器的入口连接。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述甲烷化单元采用2～6段甲烷化反应装置串联。