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煙道氣或合成氣中CO2脫除方法及裝置與流程

文檔序號(hào):11186358閱讀:676來源:國知局
煙道氣或合成氣中CO2脫除方法及裝置與流程
本發(fā)明涉及煙氣凈化
技術(shù)領(lǐng)域
,具體涉及煙道氣或合成氣中co2脫除方法及裝置。
背景技術(shù)
:大氣中溫室氣體不斷增加是導(dǎo)致氣候變暖的直接原因。隨著現(xiàn)代工業(yè)快速發(fā)展,大量化石燃料燃燒產(chǎn)生的二氧化碳是造成溫室效應(yīng)的主要根源,為了減少二氧化碳增加而引起的環(huán)境污染和自然災(zāi)害,就必須吸收富集二氧化碳,減少向大氣中排放二氧化碳排放量,保護(hù)人類生存環(huán)境,促進(jìn)生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展。相關(guān)技術(shù)中,吸收二氧化碳的方法主要有物理吸收法、化學(xué)吸收法、膜吸收法和低溫分餾法等。其中化學(xué)吸收法回收尾氣中的二氧化碳成本最低的方法,以氨水為吸收液的化學(xué)吸收法具有吸收能力強(qiáng)、腐蝕性小、再生能耗小、補(bǔ)充成本低,能同時(shí)脫除多種酸性氣體污染物的特點(diǎn),成為脫碳工藝較為成熟的技術(shù),近年來得到廣泛應(yīng)用。然而,氨法脫碳工藝實(shí)際應(yīng)用中,吸收液的濃度越高,解吸過程中會(huì)出現(xiàn)解吸不完全,co2解吸率越低,導(dǎo)致再生吸收液的吸收能力降低,同時(shí)容易造成氨逸出等問題,提高了工藝運(yùn)行成本。因此,有必要提供一種新的技術(shù)解決上述技術(shù)問題。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:本發(fā)明的目的是克服上述技術(shù)問題,提供一種煙道氣或合成氣中co2脫除方法,將從煤焦油或煤直接液化油中提取酚類物質(zhì)和co2的吸收結(jié)合于一體,其中提取酚類物質(zhì)中產(chǎn)生的含酚有機(jī)胺溶液作為吸收co2的吸收液,吸收后的溶液在解吸工藝中解吸完全,再生的吸收液吸收效果好,且降低了工藝運(yùn)行成本。本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種煙道氣或合成氣中co2脫除方法,包括如下步驟:co2吸收:將經(jīng)過脫硫除塵冷卻后的煙道氣或合成氣引入吸收塔內(nèi),與吸收液逆流接觸進(jìn)行脫碳處理,排出的氣相為脫co2煙道氣或合成氣,液相為co2富集液;其中所述吸收液為以有機(jī)胺溶液為萃取劑提取煤焦油或煤直接液化油中酚類物質(zhì)所獲得的含酚有機(jī)胺溶液;酚再生:在co2富集液中通入過量的二氧化碳,使co2富集液進(jìn)一步酸化,溶液靜置分層得到粗酚油和含co2有機(jī)胺溶液;co2再生:將所述含co2有機(jī)胺溶液加熱解吸,釋放出的co2部分用于酚再生步驟的co2富集液酸化,再生的有機(jī)胺溶液作為萃取煤焦油或煤直接液化油中酚類物質(zhì)的萃取劑循環(huán)使用。優(yōu)選的,co2吸收步驟中,吸收液吸收煙道氣或合成氣中co2的吸收溫度為30-55℃。優(yōu)選的,酚再生步驟中,co2富集液酸化溫度為30-60℃。優(yōu)選的,在co2吸收步驟中吸收的二氧化碳與有機(jī)胺的摩爾比為0.01-2:1,在co2再生步驟中,通入所述co2富集液中循環(huán)的co2量與有機(jī)胺的摩爾比為0.01-2:1。優(yōu)選的,co2再生步驟中,含co2有機(jī)胺溶液加熱解吸的溫度為120-150℃。優(yōu)選的,其特征在于,co2吸收步驟中,所述吸收液中有機(jī)胺的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%-80%,酚的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%-40%,水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%-30%。優(yōu)選的,所述有機(jī)胺為乙二胺、一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、三乙胺、n-甲基二乙醇胺中的至少一種。本發(fā)明還提供一種煙道氣或合成氣中co2脫除裝置。所述煙道氣或合成氣中co2脫除裝置包括用于萃取煤焦油或煤直接液化油中酚類物質(zhì)以獲得含酚有機(jī)胺溶液的萃取塔;與所述萃取塔連接且以所述含酚有機(jī)胺溶液作為吸收液,吸收煙道氣或合成氣中co2的吸收塔;與所述吸收塔連接且用于將所述吸收塔排放的co2富集液進(jìn)一步酸化,釋放其中所含酚類物質(zhì)的酚再生塔;與所述酚再生塔連接且用于將其排出的物質(zhì)靜置分離得到粗酚油和含co2有機(jī)胺溶液的分離器;與所述分離器連接且用于將含co2有機(jī)胺溶液進(jìn)行co2再生解吸的有機(jī)胺脫碳塔,再生的二氧化碳部分引入所述酚再生塔,再生的有機(jī)胺溶液作為萃取劑返回所述萃取塔內(nèi)。與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明提供的煙道氣或合成氣中co2脫除方法及裝置,具有如下有益效果:一、煙道氣或合成氣中co2脫除方法中,吸收co2的吸收液來自于以有機(jī)胺溶液為萃取劑提取煤焦油或煤直接液化油中酚類物質(zhì)所產(chǎn)生的含酚有機(jī)胺溶液,吸收co2后的吸收液先后進(jìn)行酚再生和co2再生工藝,再生得到的有機(jī)胺溶液作為萃取煤焦油或煤直接液化油中酚類物質(zhì)的萃取劑循環(huán)使用。由此使從煤焦油或煤直接液化油中提取酚類物質(zhì)和co2的吸收結(jié)合于一體,降低了工藝運(yùn)行成本;且有機(jī)胺溶液再生工藝中co2解吸率高,再生的吸收液吸收效果好,有機(jī)胺溶液補(bǔ)充量少。二、煙道氣或合成氣中co2脫除方法中,將含co2有機(jī)胺溶液解吸后,釋放出的co2部分用于酚再生工藝中,可完全置換出co2富集液中的酚類物質(zhì),提高酚類物質(zhì)的提取率,且降低再生有機(jī)胺溶液中的酚含量,進(jìn)一步保證有機(jī)胺溶液萃取酚類物質(zhì)的效率。附圖說明圖1為本發(fā)明提供的煙道氣或合成氣中co2脫除裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。具體實(shí)施方式下面將結(jié)合附圖和實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。請(qǐng)結(jié)合參閱圖1,為本發(fā)明提供的煙道氣或合成氣中co2脫除裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。所述煙道氣或合成氣中co2脫除裝置100包括萃取塔11、吸收塔12、酚再生塔13、分離器14及有機(jī)胺脫碳塔15。其中:所述萃取塔11用于萃取煤焦油或煤直接液化油中酚類物質(zhì),萃余相為脫酚油,萃取相為含酚有機(jī)胺溶液。所述吸收塔12與所述萃取塔11連接,且所述萃取塔11內(nèi)的萃取相作為所述吸收塔12內(nèi)吸收co2的吸收液。吸收co2后,氣相為為脫co2煙道氣或合成氣,液相為co2富集液。所述酚再生塔13與所述吸收塔12連接,所述吸收塔12內(nèi)排出的co2富集液引入到所述酚再生塔13中,采用二氧化碳繼續(xù)酸化,使co2富集液中的酚類物質(zhì)完全釋放。所述分離器14與所述酚再生塔13連接,co2富集液進(jìn)一步酸化后流至所述分離器14內(nèi),在所述分離器14內(nèi)靜置分層,得到粗酚油和含co2有機(jī)胺溶液。所述有機(jī)胺脫碳塔15與所述分離器14連接,含co2有機(jī)胺溶液排至所述有機(jī)胺脫碳塔15內(nèi),在所述有機(jī)胺脫碳塔15內(nèi)進(jìn)行co2再生,釋放的co2一部分循環(huán)引入所述酚再生塔13內(nèi)用于co2富集液進(jìn)一步酸化,一部分用于合成尿素或做其它用途;再生的有機(jī)胺溶液作為萃取劑返回所述萃取塔11內(nèi),以循環(huán)使用。即所述有機(jī)胺脫碳塔15內(nèi)釋放的co2分為兩條支路,一條支路與所述酚再生塔13連接,另一條支路排出的二氧化碳用于尿素合成或做其它用途。其中,煙道氣的主要組成為氮?dú)?、二氧化碳、氧和水蒸氣和硫化物;合成氣主要組成為氫氣、一氧化碳、二氧化碳、甲烷和氮?dú)?。酚類化合物為苯酚、鄰甲酚、?duì)甲酚、間甲酚、乙基苯酚、二乙基苯酚、二甲基苯酚、對(duì)苯基苯酚中的一種或者多種?;谒鰺煹罋饣蚝铣蓺庵衏o2脫除裝置100,本發(fā)明提供一種煙道氣或合成氣中co2脫除方法。以下通過具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明提供的煙道氣或合成氣中co2脫除方法進(jìn)行詳細(xì)闡述。實(shí)施例1一種煙道氣或合成氣中co2脫除方法,包括如下步驟:步驟s1:co2吸收以有機(jī)胺溶液為萃取劑,對(duì)煤焦油或煤直接液化油中的酚類物質(zhì)進(jìn)行提取,獲得萃取相為含酚有機(jī)胺溶液;將經(jīng)過脫硫除塵冷卻后的煙道氣或合成氣引入所述吸收塔12內(nèi),并將所述含酚有機(jī)胺溶液作為吸收液引入所述吸收塔12內(nèi),與煙道氣或合成氣逆流接觸進(jìn)行脫碳處理,排出的氣相為脫co2煙道氣或合成氣,液相為co2富集液;具體的,所述含酚有機(jī)胺溶液中的成分包括有機(jī)胺、酚和水,其中有機(jī)胺的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%-80%,酚的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%-40%,水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%-30%;所述有機(jī)胺為乙二胺、一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、三乙胺、n-甲基二乙醇胺中的至少一種。本實(shí)施例中,含酚有機(jī)胺溶液中各成分的質(zhì)量百分比為:有機(jī)胺60%,酚20%,水20%。煤焦油或煤直接液化油的餾程為120-340℃,含酚量為50.42%;萃取條件為:溫度25℃,常壓條件下進(jìn)行;煙道氣或合成氣中co2的含量為15%;含酚有機(jī)胺溶液吸收co2條件:吸收溫度為30℃,氣液流量比為18:1,常壓條件下進(jìn)行;吸收的二氧化碳與有機(jī)胺的摩爾比為0.5;步驟s2:酚再生在co2富集液中通入過量的二氧化碳,使co2富集液進(jìn)一步酸化,溶液靜置分層得到粗酚油和含co2有機(jī)胺溶液;具體的,co2富集液酸化溫度為60℃;步驟s3:co2再生將所述含co2有機(jī)胺溶液加熱解吸,釋放出的co2部分用于酚再生步驟的co2富集液酸化,再生的有機(jī)胺溶液作為萃取煤焦油或煤直接液化油中酚類物質(zhì)的萃取劑;具體的,含co2有機(jī)胺溶液加熱解吸的溫度為120℃,壓力為常壓;通入所述co2富集液中循環(huán)的co2量與有機(jī)胺的摩爾比為0.6。以施例1的所述煙道氣或合成氣中co2脫除方法為基礎(chǔ),通過改變具體參數(shù),形成實(shí)施例2-9的所述煙道氣或合成氣中co2脫除方法,具體的實(shí)施條件如表1:表1:實(shí)施例2-9的實(shí)施條件對(duì)實(shí)施例1-9的試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行檢測,如表2:表2:實(shí)施例1-9試驗(yàn)效果數(shù)據(jù)粗酚油純度粗酚油收率co2吸收率co2解析率實(shí)施例195.37%53.74%99.9%99.9%實(shí)施例295.84%54.36%98.85%97.6%實(shí)施例396.21%58.27%99.6%99.1%實(shí)施例496.78%60.54%94.2%98.2%實(shí)施例595.78%55.42%88.6%98.7%實(shí)施例696.53%59.25%85.4%98.5%實(shí)施例795.84%50.48%98.85%97.6%實(shí)施例896.21%51.61%99.6%99.1%實(shí)施例996.78%58.67%94.2%98.2%根據(jù)上述試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出,在相同的萃取條件下,不同的吸收溫度、氣液流量比對(duì)co2的吸收率有較大影響,其中當(dāng)吸收溫度在30-45℃時(shí)對(duì)co2的吸收率較高;而co2的再生工藝中,加熱溫度在120-150℃之間對(duì)co2的解析率影響較小,說明以有機(jī)胺溶液作為吸收液吸收co2后,解吸效果良好。co2吸收步驟中,含酚有機(jī)胺溶液吸收co2的同時(shí),被co2酸化,使其中的酚部分釋放;酚再生步驟中,循環(huán)引入的co2有助于酚的進(jìn)一步釋放置換。當(dāng)co2吸收步驟中吸收的二氧化碳和有機(jī)胺的摩爾比為0.8:1,co2再生步驟中,通入co2富集液中循環(huán)的co2量與有機(jī)胺的摩爾比為0.4:1時(shí),可有效提高粗酚油的收率;co2富集液酸化溫度對(duì)粗酚油的收率有一定的影響,當(dāng)其酸化溫度為60℃時(shí)對(duì)應(yīng)的粗酚油收率高于溫度為30℃時(shí)對(duì)應(yīng)的粗酚油收率。以實(shí)施例1的所述煙道氣或合成氣中co2脫除方法為基礎(chǔ),將上述最優(yōu)技術(shù)參數(shù)作為定量,通過改變作為萃取劑的有機(jī)胺溶液濃度的進(jìn)一步闡述有機(jī)胺溶液的濃度對(duì)co2脫除效果的影響形成實(shí)施例10-14,如表3。需要說明的是:為了便于檢測有機(jī)胺濃度對(duì)co2吸收率的影響,本發(fā)明中以吸收液中有機(jī)胺的濃度作為實(shí)際檢測數(shù)據(jù)。表3:實(shí)施例10-14的實(shí)施條件和試驗(yàn)結(jié)果根據(jù)實(shí)施例10-14的試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出,有機(jī)胺濃度對(duì)co2吸收率的吸收率和粗酚油的收率具有較大的影響,吸收液中有機(jī)胺溶液的最佳濃度為60-80%。與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明提供的煙道氣或合成氣中co2脫除方法及裝置,具有如下有益效果:一、煙道氣或合成氣中co2脫除方法中,吸收co2的吸收液來自于以有機(jī)胺溶液為萃取劑提取煤焦油或煤直接液化油中酚類物質(zhì)所產(chǎn)生的含酚有機(jī)胺溶液,吸收co2后的吸收液先后進(jìn)行酚再生和co2再生工藝,再生得到的有機(jī)胺溶液作為萃取煤焦油或煤直接液化油中酚類物質(zhì)的萃取劑循環(huán)使用。由此使從煤焦油或煤直接液化油中提取酚類物質(zhì)和co2的吸收結(jié)合于一體,降低了工藝運(yùn)行成本;且有機(jī)胺溶液再生工藝中co2解吸率高,再生的吸收液吸收效果好,有機(jī)胺溶液補(bǔ)充量少。二、煙道氣或合成氣中co2脫除方法中,將含co2有機(jī)胺溶液解吸后,釋放出的co2部分用于酚再生工藝中,可完全置換出co2富集液中的酚類物質(zhì),提高酚類物質(zhì)的提取率,且降低再生有機(jī)胺溶液中的酚含量,進(jìn)一步保證有機(jī)胺溶液萃取酚類物質(zhì)的效率。以上所述僅為本發(fā)明的實(shí)施例,并非因此限制本發(fā)明的專利范圍,凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換,或直接或間接運(yùn)用在其它相關(guān)的
技術(shù)領(lǐng)域
,均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。當(dāng)前第1頁12
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