專利名稱：煙道氣co2的回收工藝的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及到一種采用一乙醇胺進行煙道氣C02的回收工藝。
背景技術：
C02的分離與回收技術中，以化學溶劑吸收法研究的最多，也被認為最經濟可行。C02的化學處理技術包含C02及其它溶劑物質間，如各種醇胺、氨水或氨氣、鉀、鈉堿金屬化合物等一種或更多的可逆反應以達成分離效果。一般常用于化學吸收法的溶劑為醇胺及氨氣或氨水，其中胺類主要有一乙醇胺(MEA)、二乙醇胺(DEA)及三級醇胺(如MDEA、TEA)。不管運用哪種吸收劑，雖然吸收劑的處理方法不同，但回收C02流程都比較相近。
煙道氣壓力低，C02分壓小?，F有技術中低分壓C02回收主要采用MEA法(一乙醇胺)法，還沒有更好的方法可以取代。MEA法煙道氣回收C02的典型流程為來自轉化單元的煙道氣，進入煙氣冷卻洗滌塔與自塔頂噴淋的冷卻水逆流接觸，氣體被冷卻、洗滌。自塔底排出的洗滌污水或進入全廠公用循環(huán)水系統(tǒng)或送出界外進行污水處理。自塔頂排出的氣體經煙氣風機增壓后從底部進入C02吸收塔。在吸收塔內，煙道氣中C02組份被MEA溶液吸收。未被吸收的尾氣在吸收塔上部放空。C02吸收塔塔底的C02富液由富液泵抽出，加壓送入貧富液換熱器與再生塔底部出來的貧液進行換熱，然后進入再生塔頂部噴淋解吸。解吸的再生氣中C02隨同大量的水蒸汽及少量MEA蒸汽從再生塔頂部出來，進入再生氣水冷卻器用冷卻水冷卻后再去C02分離器，在分離器內氣體夾帶的凝液被分離，分離器頂部出來的較為純凈的氣體作為C02產品出界區(qū)。再生塔底部引出的貧液經貧富液換熱器換熱后由貧液泵加壓，再經貧液水冷卻器進一步降溫后送入吸收塔上部噴淋?，F有的MEA法回收C02的整個流程中熱能利用不夠充分，存在蒸汽和冷卻水浪費的問題，煙氣冷卻洗滌塔運行時需不斷的加入新鮮的冷卻水，排出高溫的洗滌水，且洗滌水含有炭黑等雜質，出塔后進入公用循環(huán)水系統(tǒng)將會影響到循環(huán)水的溫度，并且對循環(huán)水系統(tǒng)造成污染，送出進行污水處理的話，則引起污水處理的費用；而且流程中吸收塔和解吸塔的填料還存在傳質效果不佳的問題。

發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題是針對現有技術的現狀提供一種能有效利用流程內熱量且換熱效果好的煙道氣C02的回收工藝，以達到減少能耗、提高效率的目的。本發(fā)明解決上述技術問題所采用的技術方案為該煙道氣C02的回收工藝，其特征在于包括下述步驟來自上游工序的煙道氣首先從下部進入洗滌塔，與從上部進入洗滌塔的冷水逆流接觸，在洗滌塔的底部流出的污水進入封閉冷卻循環(huán)系統(tǒng)，在該封閉冷卻循環(huán)系統(tǒng)內冷卻后返回從洗滌塔的上部返回洗滌塔；洗滌后的煙道氣從洗滌塔的頂部送出，經壓縮機加壓后從下部進入吸收塔，與從上部噴淋進入吸收塔的MEA溶液逆流接觸；煙道氣中的C02溶解在MEA溶液中；經吸收后在洗滌塔頂部得到的氣相直接放空；在洗滌塔底部得到的C02富液送去第一換熱器與從再生塔頂部出來的再生氣換熱，然后再進入第二換熱器與來自再生塔底部的貧液換熱后，從上部進入再生塔噴淋進行C02解吸；C02解吸所需熱量由設置在再沸塔底部的再沸器提供；解吸后在再生塔的頂部得到含有大量水蒸氣、C02和少量MEA的再生氣送入第一換熱器與C02富液換熱后，進入第一冷卻器冷卻后進入氣液分離器，分離出水蒸氣和少量的MEA，得到純凈的C02，送出界區(qū)；在再生塔底部得到的貧液送入第二換熱器與富液換熱后進入第二冷卻器換熱后進入吸收塔的上部噴淋； 所述的封閉冷卻循環(huán)系統(tǒng)包括冷水池、熱水池、涼水塔、熱水泵和冷水泵；從所述洗滌塔底部流出的污水先進入熱水池，污水在熱水池內沉淀污垢并初步冷卻后經熱水泵打入到涼水塔的進入管，進入涼水塔的上部噴淋，污水在涼水塔內降至室溫后從涼水塔的底部進入冷水池，然后由冷水泵打入洗滌塔。所述涼水塔的進水管從所述涼水塔的底部進入到涼水塔內，所述進水管的出口位于所述涼水塔的頂部，所述涼水塔設置在所述冷水池的上方。將涼水塔的進水管設置在涼水塔的塔下部，使得外部配管方便且易操作；而將涼水塔布置于冷水池上部，泵都布置于水池附近，使得結構很緊湊、占地面積小、能量損耗少。所述洗滌塔的底部設有供所述污水流出的出水管，該出水管的入口位于所述洗滌塔內部的最低液位處，并且所述出水管的上端設有水封罩。所述的水封罩罩蓋在所述出水管的入口，以避免噴淋下來的水直接進入出水管流走，同時與所述出水管的入口之間具有空隙，這樣當洗滌塔內液位高于出水管的高度即設計液位時，洗滌塔內的污水可以方便地從間隙內進入出水管。出水管和水封罩的設計使塔底的液位可以自行調節(jié)，當洗滌塔內液位高于該出水口時，由于該出水管口徑較大，液體從出水管迅速排出，塔內液位降低，有了這一設置，不會出現塔底液位超過所允許最高液位的情況，還可以節(jié)省一套液位調節(jié)系統(tǒng)，同時省去了出口管線上安裝液位調節(jié)閥將會引起的壓力損失。由于再生氣為部分冷凝氣體介質，傳熱系數低，需要較大的換熱面積，走殼程可以得到相對較大的傳熱系數。上述各方案中，較好的，所述的再生氣走所述第一環(huán)熱器的殼程。但是由于再生氣中含有的C02濕氣具腐蝕性，因此，再生氣走殼程雖然可提高換熱效率，但是對換熱器材質的要求比較高，換熱器的殼程管板、列管都需要用耐腐蝕的不銹鋼材料。設備投資費用較大?；蛘撸蛘?，所述的第一環(huán)熱器還可以為內翅片換熱管式換熱器，所述的再生氣走換熱器的管程。采用強化傳熱的內翅片換熱管式換熱器，再生氣走管程，也能提高傳熱系數，得到滿意的傳熱效果；而且換熱器殼體用碳鋼材料即可，該換熱器的應用能夠減小設備的結構尺寸，降低設備投資費用。所述吸收塔和所述再生塔內采用矩鞍孔板波紋塔填料。該結構的填料能夠提高傳質效果，從而達到提高效率和降低能耗的目的。所述壓縮機為低壓透平壓縮機，這樣可以采用低壓蒸汽作為壓縮機的動力源，而低壓蒸汽則可以是其它流程收集過來的廢氣，可以進一步節(jié)約能源。與現有技術相比較，本發(fā)明改善了流程中的換熱路線，令再生氣先與富液進行換熱，使再生氣中所含的大部分水在這次換熱中冷凝，潛熱被回收，然后再去水冷，冷卻水用量大大減少；有效利用了流程內的熱量，達到了減少能耗、提高效率的目的；而獨立式封閉循環(huán)冷卻洗滌系統(tǒng)的應用，使得冷卻洗滌塔排出的污水不外排而獨立循環(huán)，即節(jié)省了費用，又避免了對公用工程循環(huán)水系統(tǒng)的不良影響和污染。整個流程比較簡單，但具有冷卻洗滌效率高、節(jié)約循環(huán)水和不對外界造成污染、節(jié)能環(huán)保、投資省等優(yōu)點。


圖I為本發(fā)明實施例的流程示意圖；圖2為本發(fā)明實施例中封閉冷卻循環(huán)系統(tǒng)的流程示意圖。
具體實施例方式以下結合附圖實施例對本發(fā)明作進一步詳細描述。如圖I和圖2所示，該煙道氣C02的回收工藝包括下述步驟來自轉化單元的溫度為142_148°C、壓力為O. 0002MPaG的煙道氣，進入洗滌塔I與自洗滌塔I塔頂噴淋下來的冷卻水逆流接觸；煙道氣被冷卻、洗滌。自洗滌塔I塔底排出的洗滌水進入封閉式循環(huán)冷卻系統(tǒng)2進行循環(huán)利用。所述的封閉循環(huán)冷卻洗滌系統(tǒng)2包括三臺設備和兩個水池即涼水塔21、熱水泵22、冷水泵23、熱水池24和冷水池25。本實施例中的涼水塔21采用重慶壁山冷卻設備制造有限公司制造的型號為GBNL3-400的工業(yè)型圓型逆流式玻璃鋼冷卻塔。該涼水塔的進水管從涼水塔的底部進入到涼水塔21內，并且進水管的出口位于涼水塔的頂部；涼水塔21設置在冷水池25的上方。來自洗滌塔I塔底的污水經管道先流入熱水池21，熱水池21起到收集、沉淀污垢、初步冷卻的作用，熱水池21里的水由熱水泵22打入涼水塔上部,在涼水塔內均勻分散后，經過涼水塔內的填料噴淋而下，同時涼水塔頂部風機帶動塔內氣流循環(huán)，使空氣與熱水換熱，熱空氣從塔頂排出，從而達到降低水溫的目的。冷卻后的水直接從涼水塔流入設置在涼水塔下方的冷水池25內，然后由冷水泵23打入洗滌塔I內進行循環(huán)。冷水池25的另一個入水接口通過控制閥連接工業(yè)水管，以便補充損耗的水。在洗滌塔I的頂部得到溫度為38_42°C的凈化煙道氣，該煙道氣經低壓透平壓縮機3壓縮至O. 009MPaG后從吸收塔3的底部進入。本實施例中透平壓縮風機的動力用的是在本裝置中其它單元回收的O. 3MPaG的低壓蒸汽，充分回收利用低品位能量，變廢為寶，為裝置節(jié)省了能耗。在吸收塔4內，煙道氣與上部噴淋下來的MEA溶液逆流接觸，煙道氣中的C02組份被MEA溶液吸收?？刂莆账?內的溫度為38-48°C，壓力為O. 005MPaG_常壓。。未被吸收的尾氣在吸收塔4上部經洗滌冷卻，再經塔頂高效除沫器二次分離器除掉夾帶的溶液后直接排入大氣。吸收塔塔底得到的C02富液由富液泵5抽出，加壓至O. 55MPaG后送入第一換熱器6與再生塔7頂部出來的溫度為94-105°C、壓力為O. 03MPaG的再生氣進行換熱。富液被加熱至64-70°C后進入第二換熱器8，與來自再生塔底部的溫度為105-110°C的貧液進行換熱，被加熱至89-95°C后從再生塔7的上部進入再生塔頂部噴淋解吸?？刂圃偕?的操作溫度為92-110°C，壓力為O. 03MPaG_0. 05MPaG，解吸后的再生氣包括C02、大量的水蒸汽及少量MEA蒸汽從再生塔的頂部出來，進入第一換熱器6換熱后，再生氣中的水蒸氣被冷凝，溫度為72-80°C的凝液與其它的氣體一起進入水冷卻器9，進一步被循環(huán)水冷卻至< 40°C后，送去氣液分離器10，在氣液分離器內氣體夾帶的凝液被分離，得到純凈的C02氣體作為產品氣送出界區(qū)；分離出的液相經過泵11送回吸收塔4上部噴淋循環(huán)使用。
再生塔底部引出的貧液經第二換熱器換熱后，溫度降至78_82°C，由泵12加壓至
O.6MPaG后，再經水冷卻器13降溫至38_42°C，以O. 35MPaG的壓力進入吸收塔4上部噴淋。
權利要求
1.ー種煙道氣C02的回收エ藝，其特征在于包括下述步驟 來自上游エ序的煙道氣首先從下部進入洗滌塔，與從上部進入洗滌塔的冷水逆流接觸，在洗滌塔的底部流出的污水進入封閉冷卻循環(huán)系統(tǒng)，在該封閉冷卻循環(huán)系統(tǒng)內冷卻后返回從洗滌塔的上部返回洗滌塔； 洗滌后的煙道氣從洗滌塔的頂部送出，經壓縮機加壓后從下部進入吸收塔，與從上部噴淋進入吸收塔的MEA溶液逆流接觸；煙道氣中的C02溶解在MEA溶液中；經吸收后在洗滌塔頂部得到的氣相直接放空； 在洗滌塔底部得到的C02富液送去第一換熱器與從再生塔頂部出來的再生氣換熱，然后再進入第二換熱器與來自再生塔底部的貧液換熱后，從上部進入再生塔噴淋進行C02解吸；C02解吸所需熱量由設置在再沸塔底部的再沸器提供； 解吸后在再生塔的頂部得到含有大量水蒸氣、C02和少量MEA的再生氣送入第一換熱器與C02富液換熱后，進入第一冷卻器冷卻后進入氣液分離器，分離出水蒸氣和少量的MEA，得到純凈的C02，送出界區(qū)； 在再生塔底部得到的貧液送入第二換熱器與富液換熱后進入第二冷卻器換熱后進入吸收塔的上部噴淋； 所述的封閉冷卻循環(huán)系統(tǒng)包括冷水池、熱水池、涼水塔、熱水泵和冷水泵；從所述洗滌塔底部流出的污水先進入熱水池，污水在熱水池內沉淀污垢并初步冷卻后經熱水泵打入到涼水塔的進入管，進入涼水塔的上部噴淋，污水在涼水塔內降至室溫后從涼水塔的底部進入冷水池，然后由冷水泵打入洗滌塔。
2.根據權利要求I所述的煙道氣C02的回收エ藝，其特征在于所述涼水塔的進水管從所述涼水塔的底部進入到涼水塔內，所述進水管的出口位于所述涼水塔的頂部，所述涼水塔設置在所述冷水池的上方。
3.根據權利要求I或2所述的煙道氣C02的回收エ藝，其特征在于所述洗滌塔的底部設有供所述污水流出的出水管，該出水管的入口位于所述洗滌塔內部的最低液位處，并且所述出水管的上端設有水封罩。
4.根據權利要求I至3任ー權利要求所述的煙道氣C02的回收エ藝，其特征在于所述的再生氣走所述第一環(huán)熱器的殼程。
5.根據權利要求I至3任ー權利要求所述的煙道氣C02的回收エ藝，其特征在于所述的第一環(huán)熱器為內翅片換熱管式換熱器，所述的再生氣走換熱器的管程。
6.根據權利要求5所述的煙道氣C02的回收エ藝，其特征在于所述吸收塔和所述再生塔內采用矩鞍孔板波紋塔填料。
7.根據權利要求6所述的煙道氣C02的回收エ藝，其特征在于所述壓縮機為低壓透平壓縮機。
全文摘要
本發(fā)明涉及到一種煙道氣CO2的回收工藝，其特征在于包括下述步驟煙道氣首先從下部進入洗滌塔進行洗滌，洗滌后的污水進入封閉冷卻循環(huán)系統(tǒng)，洗滌后的煙道氣經壓縮機加壓后進入吸收塔，煙道氣中的CO2溶解在MEA溶液中；得到的CO2富液送去第一換熱器與從再生塔來的再生氣換熱，然后再進入第二換熱器與來自再生塔的貧液換熱后，進入再生塔噴淋進行CO2解吸；得到的再生氣經第一換熱器送入第一冷卻器進行氣液分離器，得到純凈的CO2，送出界區(qū)；所述的本工藝增加的封閉冷卻循環(huán)系統(tǒng)包括冷水池、熱水池、涼水塔、熱水泵和冷水泵。與現有技術相比較，本發(fā)明改善了流程中的換熱路線，提高了系統(tǒng)內熱量利用率；而獨立式封閉循環(huán)冷卻洗滌系統(tǒng)的應用，即節(jié)省了費用，又避免了對公用工程循環(huán)水系統(tǒng)的不良影響和污染。
文檔編號B01D53/14GK102671510SQ20111038716
公開日2012年9月19日 申請日期2011年11月29日 優(yōu)先權日2011年11月29日
發(fā)明者唐仲梅, 李克強 申請人:中國石化集團寧波工程有限公司, 中國石化集團寧波技術研究院, 中國石油化工股份有限公司