基于化學(xué)吸附的氣相脫汞方法及其專用裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及化學(xué)吸附工藝及其裝置技術(shù)領(lǐng)域，是一種基于化學(xué)吸附的氣相脫汞方法及其專用裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]汞蒸氣的排放將造成大氣環(huán)境的污染，它還可以在生物體內(nèi)累積，并沿著食物鏈富集，具備長距離傳輸污染的特征，因而是全球高度關(guān)注的問題，重金屬具有不可降解，一旦排放，其污染具有長期性，國家環(huán)保部編制的“重金屬污染綜合防治十二五規(guī)劃”將砷、鉛、汞、鉻、鎘等重金屬列入重點(diǎn)防治對象，國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》GB16297-1996明確規(guī)定，汞及其化合物最高排放濃度要求小于12 μ g/m3。
[0003]天然氣集輸、處理加工系統(tǒng)涵蓋面廣，涉及到天然氣脫水脫烴、凝析油分餾穩(wěn)定、乙二醇提濃再生和生產(chǎn)污水排放等，乙二醇作為水化物抑制劑，在天然氣脫水、脫烴低溫分離工藝上得到廣泛應(yīng)用，天然氣的采集、處理和輸配是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)控制工程，隨著開發(fā)年限的延長，部分氣田采出天然氣開始出現(xiàn)汞，對于含汞氣田，部分汞會伴隨天然氣一并采出，含汞天然氣在脫水脫烴工藝的站場采用低溫分離法進(jìn)行低溫分離時(shí)，大量的汞將被冷凝下來，進(jìn)入到液烴、乙二醇\水系統(tǒng)，吸水后的乙二醇富液循環(huán)使用時(shí)需加熱再生提濃，提濃時(shí)90%以上的汞將隨不凝氣排出，造成塔頂排放氣汞含量嚴(yán)重超標(biāo)，目前都是采取提高原料氣脫汞深度來降低乙二醇系統(tǒng)汞含量。化學(xué)吸附法在經(jīng)濟(jì)性、脫汞效果和環(huán)保等方面都優(yōu)于其它方法，在國內(nèi)外氣相脫汞裝置中得到廣泛應(yīng)用，國內(nèi)外常用的脫汞吸附劑有載硫活性炭、負(fù)載型金屬硫化物和金屬氧化物，吸附劑性能對游離水、液滴非常敏感，而乙二醇再生塔頂不凝氣低壓、高溫、過飽和含水，因而直接采用吸附法難以滿足要求。另對于高壓含汞氣田，現(xiàn)有低溫分離工藝難以解決乙二醇系統(tǒng)再生不凝氣高含汞脫除問題，不得不選擇投資高、運(yùn)行成本高、操作復(fù)雜的其它脫水脫烴工藝，氣田自身能量得不到充分利用，降低了氣田開發(fā)經(jīng)濟(jì)效益。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供了一種基于化學(xué)吸附的氣相脫汞方法及其專用裝置，克服了上述現(xiàn)有技術(shù)之不足，其能有效解決低壓、高溫、過飽和含水氣相在采用化學(xué)吸附法進(jìn)行脫汞時(shí)存在吸附劑性能對游離水、液滴非常敏感而造成難以脫除汞的問題。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案之一是通過以下措施來實(shí)現(xiàn)的:一種基于化學(xué)吸附的氣相脫汞方法，按下述步驟進(jìn)行:原料氣先進(jìn)行降溫至35攝氏度至55攝氏度，然后冷卻后的原料氣進(jìn)入分液罐進(jìn)行氣液分離分別得到含汞污水和含汞氣，將含汞氣送至干燥過濾器內(nèi)進(jìn)行干燥過濾，經(jīng)過干燥過濾后的含汞氣在含汞氣壓力大于30千帕的情況下加熱至45攝氏度至60攝氏度后得到含汞不凝氣，將含汞不凝氣送入吸附塔內(nèi)，含汞不凝氣與吸附塔內(nèi)的吸附劑發(fā)生反應(yīng)將汞脫除得到脫汞不凝氣。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案之二是通過以下措施來實(shí)現(xiàn)的:一種基于化學(xué)吸附的氣相脫汞方法的專用裝置，包括熱能回收器、空冷器、分液罐、干燥過濾器、吸附塔；熱能回收器的熱介質(zhì)進(jìn)口上固定安裝有原料氣管線，熱能回收器的熱介質(zhì)出口與空冷器的進(jìn)口之間固定安裝有空冷器進(jìn)料管線，空冷器與分液罐的進(jìn)料口之間固定安裝有分液罐進(jìn)料管線，分液罐的底部固定安裝有污水排放管線，分液罐的頂部與干燥過濾器的進(jìn)料口之間固定安裝有含汞氣管線，干燥過濾器的出料口與熱能回收器的冷介質(zhì)進(jìn)口之間固定安裝有干燥含汞氣管線，熱能回收器的冷介質(zhì)出口與吸附塔的進(jìn)料口之間固定安裝有含汞不凝氣管線，吸附塔的頂部固定安裝有脫汞不凝氣管線。
[0007]下面是對上述發(fā)明技術(shù)方案之二的進(jìn)一步優(yōu)化或/和改進(jìn):
上述專用裝置還包括備用吸附塔，含汞不凝氣管線與備用吸附塔之間固定安裝有備用吸附塔進(jìn)料管線，在備用吸附塔與脫汞不凝氣管線之間固定安裝有備用吸附塔出料管線。
[0008]上述在備用吸附塔進(jìn)料管線與吸附塔之間的含汞不凝氣管線上設(shè)置有閥門，在吸附塔與備用吸附塔出料管線之間的脫汞不凝氣管線上設(shè)置有閥門，在備用吸附塔進(jìn)料管線和備用吸附塔出料管線上分別設(shè)置有閥門。
[0009]上述在干燥含汞氣管線上固定安裝有風(fēng)機(jī)。
[0010]上述干燥過濾器內(nèi)填裝有硅膠或分子篩或活性氧化鋁。
[0011 ] 上述在吸附塔的出口處設(shè)置有取樣口，在吸附塔上設(shè)置有差壓檢測裝置，在分液罐上設(shè)置有差壓檢測裝置、液位檢測裝置和液位控制裝置。
[0012]上述還包括撬裝底座，熱能回收器、空冷器、分液罐、干燥過濾器、吸附塔、備用吸附塔和風(fēng)機(jī)均設(shè)置在撬裝底座上。
[0013]本發(fā)明有效解決了高溫、低壓、高含水氣相脫汞難題，尤其是乙二醇再生塔頂不凝氣高溫、低壓、高含水脫汞難題，具有較強(qiáng)的適應(yīng)性、運(yùn)行成本低、可靠性高的特點(diǎn)，極大降低了氣田生產(chǎn)成本，節(jié)省能耗，為國內(nèi)已建乙二醇再生裝置氣相脫汞提供了技術(shù)支撐，為今后低溫分離法脫水脫烴工藝在含汞氣田應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。
【附圖說明】
[0014]附圖1為本發(fā)明實(shí)施例的工藝流程結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]附圖中的編碼分別為:1為熱能回收器，2為空冷器，3為分液罐，4為干燥過濾器，5為吸附塔，6為原料氣管線，7為空冷器進(jìn)料管線，8為分液罐進(jìn)料管線，9為污水排放管線，
10為含汞氣管線，11為干燥含汞氣管線，12為含汞不凝氣管線，13為脫汞不凝氣管線，14為備用吸附塔，15為備用吸附塔進(jìn)料管線，16為備用吸附塔出料管線，17為閥門，18為風(fēng)機(jī)。
【具體實(shí)施方式】
[0016]本發(fā)明不受下述實(shí)施例的限制，可根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案與實(shí)際情況來確定具體的實(shí)施方式。
[0017]在本發(fā)明中，為了便于描述，各部件的相對位置關(guān)系的描述均是根據(jù)說明書附圖的布圖方式來進(jìn)行描述的，如:上、下、左、右等的位置關(guān)系是依據(jù)說明書附圖的布圖方向來確定的。
[0018]下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步描述:
實(shí)施例1，該基于化學(xué)吸附的氣相脫汞方法按下述步驟進(jìn)行:原料氣先進(jìn)行降溫至35攝氏度至55攝氏度，然后冷卻后的原料氣進(jìn)入分液罐3進(jìn)行氣液分離分別得到含汞污水和含汞氣，將含汞氣送至干燥過濾器4內(nèi)進(jìn)行干燥過濾，經(jīng)過干燥過濾后的含汞氣在含汞氣壓力大于30千帕的情況下加熱至45攝氏度至60攝氏度后得到含汞不凝氣，將含汞不凝氣送入吸附塔5內(nèi)，含汞不凝氣與吸附塔5內(nèi)的吸附劑發(fā)生反應(yīng)將汞脫除得到脫汞不凝氣。本發(fā)明仍然采用化學(xué)吸附法脫汞，并結(jié)合汞的冷凝特性，采取先冷卻、在分離、接著加熱、最后化學(xué)吸附的組合氣相脫汞工藝，確保含汞氣達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，最后經(jīng)由吸附塔5內(nèi)出來的脫汞不凝氣中的含汞量小于12微克每立方。本發(fā)明方法適用于處理乙二醇再生塔頂來的不凝氣，具體做法是:乙二醇再生塔頂來高溫、低壓、高含水不凝氣經(jīng)空冷過后進(jìn)入到分液罐3，約80%的汞蒸汽被冷凝，分離出的含汞氣經(jīng)過濾干燥除去游離液滴，然后提升溫度后進(jìn)入到吸附塔5，與吸附塔5內(nèi)的吸附劑發(fā)生反應(yīng)后將汞脫除；干燥過濾后的含汞氣經(jīng)加熱至45攝氏度至60攝氏度再進(jìn)入吸附塔5，使得含汞氣無冷凝水析出，確保吸附塔5的吸附效果和使用壽命，含汞氣自下而上流經(jīng)吸附塔5床層并與床層吸附劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng)將汞脫除，脫汞不凝氣去焚燒或排放，裝置排出的含汞污水進(jìn)入到站場污水儲罐集中處理。
[0019]實(shí)施例2，如附圖1所示，該基于化學(xué)吸附的氣相脫汞方法的專用裝置，包括熱能回收器1、空冷器2、分液罐3、干燥過濾器4、吸附塔5;熱能回收器1的熱介質(zhì)進(jìn)口上固定安裝有原料氣管線6，熱能回收器1的熱介質(zhì)出口與空冷器2的進(jìn)口之間固定安裝有空冷器進(jìn)料管線7，空冷器2與分液罐3的進(jìn)料口之間固定安裝有分液罐進(jìn)料管線8，分液罐3的底部固定安裝有污水排放管線9，分液罐3的頂部與干燥過濾器4的進(jìn)料口之間固定安裝有含汞氣管線10，干燥過濾器4的出料口與熱能回收器1的冷介質(zhì)進(jìn)口之間固定安裝有干燥含汞氣管線11，熱能回收器1的冷介質(zhì)出口與吸附塔5的進(jìn)料口之間固定安裝有含汞不凝氣管線12，吸附塔5的頂部固定安裝有脫汞不凝氣管線13。原料氣經(jīng)由熱能回收器1后進(jìn)入空冷器2降溫至35攝氏度至55攝氏度，然后冷卻后的原料氣進(jìn)入分液罐3進(jìn)行氣液分離分別得到