一種零碳排放工藝氣凈化方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于混合氣體凈化領(lǐng)域，具體涉及一種零碳排放工藝氣凈化方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]煤氣化工藝生產(chǎn)的粗煤氣中除含⑶、H2、⑶2外，還有少量H2S和⑶S等成分。低溫甲醇洗單元就是脫除C02、H2S、C0S等酸性氣體，使C02含量可降至20ppm、總硫含量降至0.1ppm以下，以滿足后續(xù)生產(chǎn)工段的要求?，F(xiàn)有低溫甲醇吸收工藝是50年代初由德國(guó)林德公司和魯奇公司聯(lián)合開(kāi)發(fā)的一種氣體凈化工藝。該工藝以低溫甲醇為吸收劑，利用甲醇在低溫下對(duì)C02、H2S、C0S等酸性氣體溶解度極大的優(yōu)良特性，采用物理吸收脫除原料氣中的C02、H2S、COS等酸性氣體。低溫甲醇吸收法工藝技術(shù)成熟，在工業(yè)上有著很好的應(yīng)用業(yè)績(jī)，被廣泛應(yīng)用于合成氨、合成甲醇和其它羰基合成、天然氣、工業(yè)制氫和天然氣脫硫等氣體凈化裝置中。相關(guān)專利有 ZL 94101447.9,ZL 01138812.9，G.Hochgesand，Rectol and Purisol,Industrial an Engineering Chemistry,Vol.62,N0.7.37(1970)；Rainer ZelIer,G.:Gasificat1n of Coal and Rectisol-ffash Processes；Linde Reports on Science andTechnology ,30/1979。其過(guò)程為用甲醇吸收混合氣中的酸性氣，通常為⑶2和H2S，再經(jīng)減壓解析，氣提、加熱使甲醇與酸性氣分離，達(dá)到分離回收的目的，但氣提后CO2尾氣基本高空排放。
[0003]近年來(lái)隨著石油、煤、天然氣等化工原料的大量使用，使排放大氣中CO2的含量逐年增加，不僅造成嚴(yán)重的環(huán)境污染，又浪費(fèi)了碳資源。目前，對(duì)于大型煤制合成氨、合成甲醇、煤制氣等項(xiàng)目配套的低溫甲醇吸收工藝中CO2的回收率僅達(dá)65%左右，放空尾氣中0)2含量仍高達(dá)70%以上。因此，低溫甲醇吸收尾氣中CO2回收利用倍受業(yè)界的關(guān)注。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷提供一種零碳排放工藝氣凈化方法及裝置，該方法采用低溫甲醇吸收工藝氣中COdPH2S,用胺液吸收低溫甲醇吸收裝置排放尾氣中的C02，再經(jīng)加熱解析得到高純度的CO2產(chǎn)品氣，貧液回到CO2再吸收塔重新吸收C02，尾氣經(jīng)胺液吸收后的凈化惰性氣體回到低溫甲醇吸收裝置的氣提塔循環(huán)利用。本發(fā)明成套技術(shù)可以凈化工藝氣、零碳排放，同時(shí)可循環(huán)利用氣提惰性氣、節(jié)約能源。
[0005]本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0006]—種零碳排放工藝氣凈化裝置，該裝置包括入口分離罐，CO2再吸收塔和解析塔，低溫甲醇吸收裝置處理后的尾氣通過(guò)管道與入口分離罐的下部相連;所述的入口分離罐的頂部與CO2再吸收塔的下部相連，CO2再吸收塔的頂部與低溫甲醇吸收裝置的氣提塔的底部相連，所述的CO2再吸收塔的底部通過(guò)貧富液換熱器與解析塔的中部相連;所述解析塔的底部依次通過(guò)貧富液換熱器和貧液冷卻器和CO2再吸收塔的上部相連，所述的解析塔的頂部與冷凝器相連，冷凝器的輸出端為(》2產(chǎn)品氣。
[0007]在一些實(shí)施方案中:入口分離罐頂部通過(guò)壓縮機(jī)與CO2再吸收塔的下部相連。
[0008]在一些實(shí)施方案中:解析塔的底部通過(guò)貧液栗與貧富液換熱器相連。
[0009]本發(fā)明技術(shù)方案所述的低溫甲醇吸收裝置包括原料氣冷卻器、原料氣緩沖罐、吸收塔、再吸收塔、熱再生塔和甲醇水分離塔，所述原料氣冷卻器下部的輸出端通過(guò)原料氣緩沖罐與吸收塔的下部相連；
[0010]所述吸收塔底部的輸出端與含硫甲醇閃蒸罐相連，吸收塔頂部的輸出端通過(guò)原料氣冷卻器與凈化氣輸出管道相連，吸收塔中部的一個(gè)輸出端與富甲醇閃蒸罐的下部相連；所述含硫甲醇閃蒸罐底部的輸出端與再吸收塔的中部相連，所述的富甲醇閃蒸罐底部的輸出端與再吸收塔的上部相連；
[0011]所述再吸收塔頂部的輸出端通過(guò)原料氣冷卻器與入口分離罐的下部相連，再吸收塔上部的輸出端與吸收塔的上部相連，再吸收塔中部的輸出端依次通過(guò)貧甲醇冷卻器、甲醇/甲醇換熱器I和再吸收塔中下部相連，再吸收塔底部的輸出端通過(guò)甲醇/甲醇換熱器II和氣提塔的底部相連；
[0012]所述氣提塔的上部與再吸收塔的下部相連，氣提塔底部的輸出端通過(guò)貧/富甲醇換熱器與熱再生塔的上部相連，熱再生塔底端的輸出端與貧甲醇栗相連，貧甲醇栗輸出端分為兩個(gè)支路，一個(gè)支路依次通過(guò)貧/富甲醇換熱器、甲醇/甲醇換熱器I1、貧甲醇冷卻器與吸收塔的上部相連，另一個(gè)支路通過(guò)甲醇/水分離塔換熱器與甲醇水分離塔的上部相連。
[0013]在一些優(yōu)選的技術(shù)方案中:低溫甲醇吸收裝置中吸收塔(3)中部的另一個(gè)輸出端通過(guò)H2S吸收進(jìn)料冷卻器(8)與吸收塔(3)的中下部相連。
[0014]在一些優(yōu)選的技術(shù)方案中:低溫甲醇吸收裝置中所述含硫甲醇閃蒸罐和富甲醇閃蒸罐頂部的輸出端均與原料氣的輸入管道相連。
[0015]在一些優(yōu)選的技術(shù)方案中:低溫甲醇吸收裝置中原料氣緩沖罐底端的輸出端通過(guò)甲醇/水分離塔換熱器與甲醇水分離塔的中部相連；甲醇水分離塔頂部的輸出端與熱再生塔的中部相連。
[0016]—種利用上述裝置實(shí)現(xiàn)零碳排放工藝氣凈化方法，該方法是將低溫甲醇吸收裝置處理后的尾氣輸送至入口分離罐的下部，經(jīng)分離后通過(guò)壓縮機(jī)進(jìn)行增壓，增壓后的尾氣進(jìn)入CO2再吸收塔的底部，與頂部的胺液逆流接觸吸收，吸收后從CO2再吸收塔頂部輸出的凈化氣輸送至低溫甲醇吸收裝置的氣提塔的底部，吸收后的吸收液通過(guò)換熱器與解析塔中的吸收液進(jìn)行換熱，換熱后的吸收液溫度為75?85°C，將該溫度的吸收液輸送至解析塔的中部并進(jìn)行減壓，減壓后的氣體與底部蒸汽混合后在解析塔內(nèi)向上流動(dòng)，并從解析塔的頂部輸出，輸出后進(jìn)行冷凝氣液分離，從而得到濃度99%以上的CO2氣體。
[0017]上述所述的零碳排放工藝氣凈化方法中:低溫甲醇吸收裝置處理后的尾氣溫度為10?35°C，壓力為0.04?0.15Mpa，且尾氣中含有68?85%的⑶2，15?30%的N2，0.01?0.05 ^CH3OH0
[0018]上述所述的零碳排放工藝氣凈化方法中:增壓后的尾氣壓力為0.2?0.4Mpa，溫度為30?50°C
[0019]本發(fā)明的有益效果:
[0020]本發(fā)明技術(shù)方案可以減少N2消耗、脫鹽水消耗，降低能耗70%。有效回收了尾氣中的0)2及犯，達(dá)到一個(gè)零碳排放，減少了環(huán)境污染，并將產(chǎn)生巨大的環(huán)境效益，帶來(lái)可觀的經(jīng)濟(jì)效益。將尾氣中回收的CO2可用于原油生產(chǎn)中驅(qū)油技術(shù)，提高石油采收率;或固態(tài)CO2作為人工降雨劑應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以解決干旱地區(qū)的農(nóng)田灌溉問(wèn)題，或作為焊接保護(hù)氣應(yīng)用于焊接工藝中來(lái)提高焊接質(zhì)量等等。
【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1為本發(fā)明零碳排放工藝氣凈化的裝置圖。
[0022]其中:1_原料氣冷卻器，2-原料氣緩沖罐，3-吸收塔，4-循環(huán)氣壓縮機(jī)，5-含硫甲醇閃蒸罐，6-富甲醇閃蒸罐，7-甲醇/甲醇換熱器I，S-H2S吸收進(jìn)料冷卻器，9-貧甲醇冷卻器，10-再吸收塔，11-富甲醇栗I，12-半貧甲醇栗，13-富甲醇栗II，14-甲醇/甲醇換熱器II，15-富甲醇栗III，16-貧/富甲醇換熱器，17-氣提塔，18-熱再生塔，19-貧甲醇栗，20-甲醇/水分離塔換熱器，21-甲醇水分離塔，22-入口分離罐，23-壓縮機(jī)，24-C02再吸收塔，25-貧液冷卻器，26-貧富液換熱器，27-解析塔，28-冷凝器，29-貧液栗。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于此:
[0024]實(shí)施例1
[0025]一種零碳排放工藝氣凈化裝置，該裝置包括入口分離罐(22)，C02再吸收塔(24)和解析塔(27)，低溫甲醇吸收裝置處理后的尾氣通過(guò)管道與入口分離罐(22)的下部相連;所述的入口分離罐(22)的頂部通過(guò)壓縮機(jī)(23)與CO2再吸收塔(24)的下部相連，CO2再吸收塔(24)的頂部與低溫甲醇吸收裝置的氣提塔(17)的底部相連，所述的CO2再吸收塔(24)的底部通過(guò)貧富液換熱器(26)與解析塔(27)的中部相連;所述解析塔(27)的底部依次通過(guò)貧液栗(29)、貧富液換熱器(26)、貧液冷卻器(25)和CO2再吸收塔(24)的上部相連，所述的解析塔(27)的頂部與冷凝器(28)相連，冷凝器(28)的輸出端為CO2產(chǎn)品氣。
[0026]所述的低溫甲醇吸收裝置包括原料氣冷卻器(1)、吸收塔(3)、再吸收塔(10)、熱再生塔(18)和甲醇水分離塔(21)，所述的原料氣冷卻器(I)下部的輸出端與吸收塔(3)的下部相連；
[0027]所述吸收塔(3)底部的輸出端與含硫甲醇閃蒸罐(5)相連，吸收塔(3)頂部的輸出端通過(guò)原料氣冷卻器(I)與凈化氣輸出管道相連，吸收塔(3)中部的一個(gè)輸出端通過(guò)甲醇/甲醇換熱器(7)與富甲醇閃蒸罐(6)的下部相連;所述含硫甲醇閃蒸罐(5)底部的輸出端與再吸收塔(10)的中部相連，所述的富甲醇閃蒸罐(6)底部的輸出端與再吸收塔(10)的上部相連；
[0028]所述的再吸收塔(10)頂部的輸出端通過(guò)原料氣冷卻器(I)與入口分離罐(22)的下部相連，再吸收塔(10)上部的輸出端通過(guò)半貧甲醇栗(12)與吸收塔(3)的上部相連，再吸收塔(10)中部的輸出端依次通過(guò)富甲醇栗1(11)、貧甲醇冷卻器(9)、甲醇/甲醇換熱器1(7)和再吸收塔(10)中下部相連，再吸收塔(10)底部的輸出端依次通過(guò)富甲醇栗Π (13)、甲醇/甲醇換熱器11(14)和氣提塔(17)的底部相連；
[0029]所述氣提塔(17)的上部與再吸收塔(10)的下部相連，氣提塔(17)底部的輸出端依次通過(guò)富甲醇栗ΙΠ(15)、貧/富甲醇換熱器(16)與熱再生塔(18)的上部相連，熱再生塔(18)底端的輸出端與貧甲醇栗(19)相連，貧甲醇栗(19)輸出端分為兩個(gè)支路，一個(gè)支路依次通過(guò)貧/富甲醇換熱器(16)、甲醇/甲醇換熱器11(14)、貧甲醇冷卻器(9)后與吸收塔(3)頂部相連，另一個(gè)支路通過(guò)甲醇/水分離塔換熱器(20)與甲醇水分離塔(21)的上部相連。
[0030]所述的吸收塔(3)中部的另一個(gè)輸出端通過(guò)H2S吸收進(jìn)料冷卻器(8)與吸收塔(3)的中下部相連。
[0031]所述的所述含硫甲醇閃蒸罐(5)和富甲醇閃蒸罐(6)頂部的輸