甲烷高温裂解联产炭黑及高纯氢气的方法

摘要

本发明公开了一种甲烷高温裂解联产炭黑及高纯氢气的方法，以热值为1300-1500kcal/Nm3的低热值燃气为燃料，以含甲烷气体为原料，采取控量供氧助燃低热值燃气充分燃烧，反应炉蓄热并排除余气-甲烷裂解交替工作模式，营造甲烷无氧高温裂解反应环境，具体包括助燃气体调节，反应炉蓄热、排除余气，甲烷裂解，收集炭黑，纯化制氢工序。本发明工艺简便，通过裂解反应炉的多级组联即可实现生产量的扩增和连续高效生产。本发明不仅能够充分利用低热值燃气资源，反应效率高，而且温室气体排放少，实现了低碳清洁循环生产，一套生产工艺实现了高品质炭黑和高纯氢气的联产。

主权项

一种甲烷高温裂解联产炭黑及高纯氢气的方法，其特征是：以热值为1300-1500kcal/Nm3的低热值燃气为燃料，以含甲烷气体为原料，采取控量供氧助燃低热值燃气充分燃烧，反应炉蓄热并排除余气-甲烷裂解交替工作模式，营造甲烷无氧高温裂解反应环境，具体包括以下工序：A、助燃气体调节：以含氧量25％35％的富氧气体为助燃气体，经压力调节装置(2)稳定压力后，输送给裂解反应炉(1)；B、反应炉蓄热、排除余气：按照低热值燃气燃烧的理论需氧量供给助燃气体，助燃气体与低热值燃气通入一台裂解反应炉(1)燃烧段，在预混区实现充分混合并燃烧约10分钟，炉体温度达到1400℃-1500℃后，停止供给该裂解反应炉(1)助燃气体和燃气，并排除燃烧余气；C、甲烷裂解：原料甲烷气体通入达到反应温度的裂解反应炉(1)反应段，发生裂解反应，产生含炭黑富氢气体和烟气，约10分钟后停止向裂解反应炉(1)通入甲烷气体；交替重复B、C工序实现连续生产；D、收集炭黑：来自裂解反应炉(1)顶部的含炭黑富氢气体经过冷却装置(3)降温后，导入炭黑收集装置(4)中分离出富氢气体中的炭黑，炭黑经造粒、包装即为成品；E、纯化制氢：分离炭黑后的富氢气体从制氢变压吸附塔(5)的底部通入，经多种吸附剂选择吸附，除去氢气以外的其他气体，获得纯度大于99.9％的高纯氢气。