本發(fā)明涉及一種胺法氣體凈化溶劑再生系統(tǒng)與方法，屬于工業(yè)氣體凈化分離領域。
背景技術：
隨著化石燃料的大量使用，大量的二氧化碳溫室氣體被排放到大氣中，全球氣候變暖造成的惡劣天氣和環(huán)境破壞日益加劇，胺法脫碳技術以其捕集燃燒后煙氣中的低分壓二氧化碳的優(yōu)勢正在受到越來越多的重視，而傳統(tǒng)的胺法脫碳技術，胺法碳捕集過程中的能耗占了碳捕集成本的70%以上，如何降低碳捕集過程的能耗，是碳捕集技術推廣的一個瓶頸，為了有效降低再生能耗，有必要開發(fā)新型溶劑再生技術。
膜蒸餾技術利用疏水型脫氣膜能夠通過氣相攔截液體的特性，在膜兩側酸性氣體氣相分壓差的推動下，對溶劑中溶解的酸性氣體進行分離，到達溶劑再生的目的。專利cn101822931a提供了一種富二氧化碳吸收劑溶液中空纖維膜接觸器減壓再生方法，通過真空減壓再生配合蒸汽吹掃的方法，實現(xiàn)溶劑在較低溫度下的再生，該技術存在的問題是低溫減壓再生僅僅克服酸性氣脫離溶劑的物理溶解作用力，無法克服化學吸收溶劑再生所必須的化學能耗，僅能適用于帶壓物理吸收及再生過程；專利cn101524613b提供了一種用于吸收劑再生的方法，將膜組件做為一個單元設備，富液在殼程，氣體走管程，通過真空泵在2.5-20kpa絕壓下進行氣液再生分離，操作溫度30-70℃，該方法除了再生溫度低難以克服化學阻力外，對真空依賴度高，而真空抽負壓蒸餾從能耗角度講比常壓蒸餾能耗更高，此外溶液走殼程大幅降低了溶液的傳質(zhì)比表面積，再生效率低。
多效蒸發(fā)利用后效的操作壓強比前效低的特點，引入前效的二次蒸汽作為后效的加熱介質(zhì)，即后效的加熱室成為前效的二次蒸汽冷凝器，僅第一效需要消耗蒸汽，這種操作能夠大幅降低再生能耗。專利cn102179057b提供了一種用于多效蒸發(fā)系統(tǒng)的局部強制循環(huán)脫鹽方法，該方法可將料液中析出的固體鹽類及時從多效蒸發(fā)系統(tǒng)中轉(zhuǎn)移出來，可用于有固體析出的多效蒸發(fā)系統(tǒng)的非均相物系分離過程；專利cn102976538a提供了一種升膜與降膜式多效蒸餾水機，采用升膜與降膜蒸發(fā)的技術結構，是將原料水通過一效或一、二效蒸發(fā)器的底部，進水管程中并自然實現(xiàn)均勻分布的蒸發(fā)方式。
技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明結合以上兩種技術的優(yōu)點，采取多級膜再生的方法分離溶劑中的酸性氣體，具有操作溫度和壓力范圍廣，能耗低，溶劑損失小等特點，可以廣泛地適用于氣體凈化的物理再生、化學再生、物理化學再生等操作過程。
本發(fā)明提供的裝置包括多級連續(xù)的脫氣膜和換熱器以及配套的抽氣泵連接，溶劑在換熱器中吸熱,在脫氣膜中脫氣再生,再生氣作為下一效的熱源由抽氣泵輸送。
本發(fā)明用于氣體凈化溶劑再生的方法，其特點是采用上述裝置，由一組連續(xù)的脫氣膜和換熱器連接，采用多效膜蒸餾的方法使得溶劑中的酸性氣體從溶液中分離。吸收酸氣后的溶液首先進入第一級換熱器（2），由進入換熱器的蒸汽（3）加熱，加熱后的溶液（5）進入膜再生裝置中（6），溶液由中空疏水膜的腔內(nèi)進入，溶液中的酸性氣和水蒸氣透過疏水膜進入膜的腔外，分離后的氣體（9）由抽氣泵（28）輸送到下一效再生的換熱器（8）中作為再生熱源加熱從一級膜組件（6）脫氣后的溶液（7），二次加熱后的溶液（10）進入二級膜組件（11）中，溶液中的酸性氣和水蒸氣透過疏水膜進入膜的腔外，分離后的氣體（17）由抽氣泵（29）輸送到下一效再生的換熱器（18）中作為再生熱源加熱從一級膜組件（11）脫氣后的溶液（16），按照這一途徑依次進行多效膜蒸餾；換熱后的再生蒸汽經(jīng)過冷凝分離，獲得高純度的二氧化碳，冷凝水與溶液合并，保持體系的水平衡。
本發(fā)明所用脫氣膜為疏水性脫氣膜，其材質(zhì)可以是聚四氟乙烯中空纖維膜，也可以是經(jīng)過脫水改性的無機膜。
本發(fā)明所用的加熱蒸汽溫度在110-160℃，膜組件操作溫度60-130℃。
本法明所用做抽氣泵的設備可以是提供微負壓的風機，也可以是真空泵，脫氣膜表面操作壓力范圍是0.1-1大氣壓(絕對壓力)。本發(fā)明采用多效蒸餾為并流加料，且效數(shù)范圍為3-10。
和傳統(tǒng)的填料在生塔相比，本發(fā)明所提供的過程能夠有效減少夾帶溶劑損失；通過膜再生結合多效蒸發(fā)，能夠充分利用再生產(chǎn)生的蒸汽余熱，同時溶劑單程加熱，沒有填料塔的冷液回流，能夠大幅減少再生能耗。
附圖說明
圖1為本發(fā)明實施例方法流程示意圖。
圖中，1.吸收液進蒸汽換熱器，2.蒸汽加熱器，3.蒸汽進，4.蒸汽出，5.加熱后溶液進膜組件，6.一級再生膜組件，7.溶液出一級膜再生組件，8.二級換熱器，9.二次蒸汽進抽氣泵28，10.溶液進二級膜組件，11.二級膜組件，12.換熱后再生氣進冷凝器，13.換熱后再生氣混合，14.再生氣進冷凝器，15.冷凝器，16.溶液進三級換熱器，17.二次蒸汽進抽氣泵29，18.三級換熱器，19.溶液進三級膜組件，20.三級膜組件，21.再生氣進抽氣泵30，22.再生后溶液進混合器，23.再生氣分離器，24.再生氣出系統(tǒng)，25.再生氣冷凝液，26.混合器，27.再生后溶液，28.抽氣泵，29.抽氣泵，30.抽氣泵，31.再生氣出抽氣泵，32.再生氣出抽氣泵，33.再生氣出抽氣泵。
具體實施方式
下面結合實施例和附圖對本發(fā)明加以詳細描述。
以下實施例參見附圖1，由一組連續(xù)的脫氣膜和換熱器連接，采用多效膜蒸餾的方法使得溶劑中的酸性氣體從溶液中分離。吸收酸氣后的溶液首先進入第一級換熱器（2），由進入換熱器的蒸汽（3）加熱，加熱后的溶液（5）進入膜再生裝置中（6），溶液由中空疏水膜的腔內(nèi)進入，溶液中的酸性氣和水蒸氣透過疏水膜進入膜的腔外，分離后的氣體（9）由抽氣泵（28）輸送到下一效再生的換熱器（8）中作為再生熱源加熱從一級膜組件（6）脫氣后的溶液（7），二次加熱后的溶液（10）進入二級膜組件（11）中，溶液中的酸性氣和水蒸氣透過疏水膜進入膜的腔外，分離后的氣體（17）由抽氣泵（29）輸送到下一效再生的換熱器（18）中作為再生熱源加熱從一級膜組件（11）脫氣后的溶液（16），按照這一途徑依次進行多效膜蒸餾；換熱后的再生蒸汽經(jīng)過冷凝分離，獲得高純度的二氧化碳，冷凝水與溶液合并，保持體系的水平衡。
實施例1
某溶劑1m3，含mea（單乙醇胺）3.0mol/l，其中溶解co21.2mol/l，溫度95℃，壓力0.3mpa進入本發(fā)明所提供的三效膜再生裝置，操作方法同發(fā)明內(nèi)容所述，處理后溶劑co20.4mol/l，溫度40℃，共消耗139℃低壓蒸汽53公斤。
對比例1
某溶劑1m3，含mea（單乙醇胺）3.0mol/l，其中溶解co21.2mol/l，溫度95℃，壓力0.3mpa進入本發(fā)明所提供的三效膜再生裝置，操作方法同發(fā)明內(nèi)容所述，處理后溶劑co20.4mol/l，溫度40℃，共消耗139℃低壓蒸汽68公斤。
二者相比，采用三效的膜再生方法可節(jié)約蒸汽22%，采用本法明提供的方法能夠有效降低溶劑再生能耗。