[发明专利]一种冶金炉窑烟气与甲烷重整制取合成气的方法

摘要

本发明是一种利用冶金炉窑烟气中的CO2、H2O组分和余热与CH4进行重整制取合成气的方法。高温烟气（600～1300℃）经一级换热器与甲烷换热降温至500～800℃进入催化剂床层进行重整反应，同时利用合成气经二级换热器加热水得到水蒸气，水蒸气再通过蒸气吹灰器进入催化剂床层与甲烷进行重整，制得合成气。利用合成气的余热加热水得到的水蒸气，水蒸气除参与甲烷的三重整反应外，还兼具清除催化剂表面的积灰与积炭的功能。本发明的方法，将烟气余热转化为合成气的化学能；同时减少烟气中二氧化碳的排放量，并对烟气中水蒸气和氧气进行有效利用，烟气中的氧气与甲烷发生甲烷部分氧化反应（CH4+1/2O2=CO+2H2），为其他两个重整反应（CH4+CO2=2CO+2H2、CH4+H2O=CO+3H2）提供部分热量；本发明采用两级换热器，使得冶金炉窑排出的烟气余热得到更高限度的利用。

主权项

1.一种冶金炉窑烟气与甲烷重整制取合成气的方法，其特征在于，具体包括如下步骤：（1）从冶金炉窑或配套的余热回收设备排出的高温烟气进入一级换热器与甲烷进行热交换，热交换过程中一部分甲烷进行裂解脱氢，烟气降温至500～800℃后先经旋风除尘器除去烟气中90%以上的烟尘，再进入预混器；（2）经一级换热器热交换后的甲烷气体温度升高到300～500℃与降温后的烟气在预混器中进行充分混合，混合气体进入催化剂床层进行重整反应，催化剂床层温度维持在500～800℃；（3）经催化反应器产生的合成气在二级换热器与冷却水进行热交换，使得合成气的温度降至150～200℃，同时产生水蒸气，利用蒸气吹灰器将产生的水蒸气送入催化重整反应器的催化剂床层与甲烷进行重整反应，同时利用水蒸气清除催化剂床层上的积灰与积炭，蒸气吹灰器喷出的水蒸气体积∶烟气体积=0.1～0.3；（4）经过二级换热器换热后的合成气，再经电除尘除去飞灰与积炭，最后经过吸附除去杂质气体与水分后收集。