一种nhd脱碳富液的气提系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种NHD脱碳富液的气提系统，包括气提塔、低压闪蒸槽、空气过滤器、换热器、罗茨鼓风机；所述低压闪蒸槽为立式填料式闪蒸槽，设置于气提塔顶部，气提塔的入气口通过气体管道依次连接进气气液分离器、换热器和空气过滤器，气提塔的排气口通过气体管道连接气液分离器、换热器和罗茨鼓风机。本发明NHD脱碳富液的气提系统高、低压闪蒸槽之间没有富液泵，仅通过高、低压闪蒸槽之间的压差将脱碳富液从高压闪蒸槽压入低压闪蒸槽；罗茨鼓风机引风提起，使气提塔中为微负压操作，降低了系统中带入的水分，减轻脱水系统压力和蒸汽消耗；能够降低能耗，提高生产效率。
【专利说明】一种NHD脱碳富液的气提系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种脱碳富液的气提系统，特别涉及一种引风气提的脱碳富液的气提系统。
【背景技术】
[0002]NHD (聚乙烯二醇二甲醚)溶液是一种物理吸收剂，广泛用于沼气，合成气、天然气、燃料气和城市煤气等混合气体中H2S、C02、C0S、硫醇等的吸收。利用NHD溶液在-5°c至5°C左右时选择性吸收二氧化碳气体，使气体中的二氧化碳降低至0.2%以符合要求。待脱碳的气体从塔底进入脱碳塔，自下而上与从塔顶来的NHD贫液逆流接触，气体中的二氧化碳被溶液吸收，从而得到脱碳净化气体，而脱碳富液经过气提解析二氧化碳，重新成为脱碳贫液。
[0003]NHD脱碳富液进行解析二氧化碳重新利用是脱碳工艺的关键步骤。离开吸收塔塔底的高压脱碳富液进入高压闪蒸槽，通过低压闪蒸槽后再通过富液泵泵入气提塔顶部，就造成了高压闪蒸槽富液压力能的浪费。而为降低NHD富液中的残量，气提塔通常采用罗茨鼓风机进行气提，在运行过程中，发现夏季风机出口温度在45 °C以上，再经过板翅式换热器进入气提塔空气温度一般在20度以上，存在以下弊端:脱碳液温度通过冷冻机组控制在1-3°C，空气温度高使得系统中NHD吸收热量温度偏高，导致冷机组用电负荷增大；空气温度高，空气中水的饱和蒸汽压高，空气中带入到NHD溶液中水分增大，NHD溶液中水分含量一般在5-6%，造成吸收塔中CO2指标超标和脱水负荷增大。
【发明内容】
[0004]NHD脱碳富液从脱碳塔底部排出，经过高压闪蒸槽、低压闪蒸槽、气提塔、氨冷器，最后进入碳塔顶部循环利用。
[0005]本发明旨在提供一种引风气提脱碳富液的气提系统，利用压差将富液从高压闪蒸槽压进低压闪蒸槽，并降低了系统中带入的水分，减轻脱水系统压力和蒸汽消耗。
[0006]本发明的技术方案为:一种NHD脱碳富液的气提系统,包括气提塔、低压闪蒸槽、空气过滤器、气液分离器、换热器、罗茨鼓风机；所述气提塔顶部具有富液入口和排气口，底部具有贫液出口和入气口 ；所述低压闪蒸槽为立式填料式闪蒸槽，设置于气提塔顶部，低压闪蒸槽的出液端并与气提塔顶部富液入口管道连接，进液端通过闸阀与高压闪蒸槽管道连接；气提塔的入气口通过气体管道依次连接进气气液分离器、换热器和空气过滤器，气提塔的排气口通过气体管道连接气液分离器、换热器和罗茨鼓风机。
[0007]所述气提塔的直径为1400_、高度为40000_的填料塔，塔内四组高度6000_填料层。所述低压闪蒸槽体积均为18m3。
[0008]所述进气气液分离器与出气气液分离器结构相同，包括气体冷凝腔室、冷凝片、压缩机、热交换金属管、真空水泵、位于气体冷凝腔室前后两端的压力传感器；所述气体冷凝腔室为圆管形，底部具有导水槽，两端分别连接具有阀门的气体输送管道，所述导水槽连接有具有角阀的排出管，所述排出管连接真空水泵；所述冷凝片的平面形状为优弓形，所述优弓形为弓形的弧大于半圆的弓形，其圆弧边与气体冷凝腔室壁配合接触，冷凝片内盘绕热交换金属管，所述冷凝片为多个，相邻两个冷凝片上下对称将冷凝片分为两组，交错固定在气体冷凝腔室内；所述压缩机有两台，分别与上下对称的两组冷凝片的热交换金属管连接。
[0009]所述冷凝片的圆心与其直线边的垂直距离为其半径的1/2?1/4 ;优选为1/3。所述冷凝片的个数为8?12个；优选为10个。相邻冷凝片之间的距离为冷凝片半径的1/3?1/5 ;优选为1/4。
[0010]NHD溶液脱碳塔压力一般为1.3?2.5MPa，底部脱碳富液具有较高的压力，可以通过透平泵回收能量，而高压闪蒸槽内的压力为0.55?0.65MPa，与低压闪蒸槽之间存在压差(0.5MPa左右)，依靠此压差将富液从高压闪蒸槽“压进”低压闪蒸槽，然后低压闪蒸槽中闪蒸后的溶液依靠液位差流人气提塔内。通过取消高低压闪蒸槽之间的富液泵，节约脱碳用电，每月可减少电耗成本约2.6万元；同时避免离心泵造成的NHD溶剂的温升，减小脱碳系统冷负荷，降低冷冻机用电负荷；提高高压闪蒸效率和CO2气体纯度。
[0011]气提使用的空气由罗茨鼓风机经换热器冷却，经气液分离器排除冷凝水后，进人气提段底部，气提空气向上流经填料层时，脱碳富液中二氧化碳被解吸出来，气提空气以及被解吸的二氧化碳一起，从气提塔顶离开，经换热器交换热量后由罗茨鼓风机放空。
[0012]在进行脱碳富液气提时，气提塔中为微负压操作，压力可降低20KPa，降低了系统中带入的水分，减轻脱水系统压力和蒸汽消耗。
[0013]本发明的有益效果:
1、高、低压闪蒸槽之间没有富液泵，仅通过高、低压闪蒸槽之间的压差将脱碳富液从高压闪蒸槽压入低压闪蒸槽。
[0014]2、罗茨鼓风机的空气直接放空，热量没有带入系统中，减少了冷冻量。
[0015]3、罗茨鼓风机引风提起，使气提塔中为微负压操作，降低了系统中带入的水分，减轻脱水系统压力和蒸汽消耗。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1为本发明NHD脱碳富液气体系统结构示意图；
图2为本发明气液分离器示意图；
图3为本发明气液分离器的气体冷凝腔室截面结构示意图。
【具体实施方式】
[0017]如图1所示:本发明的NHD溶液脱碳系统包括气提塔1、低压闪蒸槽2、出气气液分离器3、进气气液分离器4、换热器5、空气过滤器6、闸阀7、罗茨鼓风机8。低压闪蒸槽通过闸阀与高压闪蒸槽8连接，高压闪蒸槽具有高压闪其排空阀10。如图2，3所示，本发明的气液分离器包括气体冷凝腔室11、冷凝片12、压缩机13、热交换金属管14、阀门15、角阀16、真空水泵17、导水槽18、压力传感器19。
[0018]高低压闪蒸槽体积均为18m3，气提塔为直径为1400mm，高度为40000mm的填料塔，塔内设置四组高度为6000mm填料层，将低压闪蒸移至气提塔顶部，改为立式填料式闪蒸槽。由于高压闪蒸槽余压为0.6MPa左右，与低压闪蒸槽之间存在压差(0.5MPa左右)，依靠此压差将富液从高压闪蒸槽“压进”低压闪蒸槽，然后低压闪蒸槽中闪蒸后的溶液依靠液位差流人气提塔内。取消富液泵，节约脱碳用电，每月可减少电耗成本约2.6万元；避免离心泵造成的NHD溶剂的温升，减小脱碳系统冷负荷，降低冷冻机用电负荷；提高高压闪蒸效率和CO2气体纯度。高低压闪蒸槽之间设置闸阀。
[0019]一种NHD脱碳富液的气提系统，包括气提塔、低压闪蒸槽；所述气提塔顶部具有富液入口和排气口，底部具有贫液出口和入气口 ；所述低压闪蒸槽为立式填料式闪蒸槽，设置于气提塔顶部，低压闪蒸槽的出液端并与气提塔顶部富液入口管道连接，进液端通过闸阀与高压闪蒸槽管道连接；气提塔的入气口通过气体管道依次连接进气气液分离器、换热器和空气过滤器，气提塔的排气口通过气体管道连接气液分离器、换热器和罗茨鼓风机。
[0020]所述气提塔的直径为1400mm、高度为40000mm的填料塔，塔内四组高度6000mm填料层。所述低压闪蒸槽体积均为18m3。
[0021]所述进气气液分离器与出气气液分离器结构相同，包括气体冷凝腔室、冷凝片、压缩机、热交换金属管、真空水泵、位于气体冷凝腔室前后两端的压力传感器；所述气体冷凝腔室为圆管形，底部具有导水槽，两端分别连接具有阀门的气体输送管道，所述导水槽连接有具有角阀的排出管，所述排出管连接真空水泵；所述冷凝片的平面形状为优弓形，所述优弓形为弓形的弧大于半圆的弓形，其圆弧边与气体冷凝腔室壁配合接触，冷凝片内盘绕热交换金属管，所述冷凝片为多个，相邻两个冷凝片上下对称将冷凝片分为两组，交错固定在气体冷凝腔室内；所述压缩机有两台，分别与上下对称的两组冷凝片的热交换金属管连接。
[0022]所述冷凝片的圆心与其直线边的垂直距离为其半径的1/2?1/4 ;优选为1/3。所述冷凝片的个数为8?12个；优选为10个。相邻冷凝片之间的距离为冷凝片半径的1/3?1/5 ;优选为1/4。
[0023]在气提塔的进气和出气端设置气液分离器，其冷凝腔室两端连接气体管道以阀门截止，冷凝片的平面形状为优弓形，其圆弧边与气体冷凝腔室壁配合接触，冷凝片内盘绕热交换金属管，冷凝片为多个，相邻两个冷凝片上下对称将冷凝片分为两组，交错固定在气体冷凝腔室内。用于热交换的金属管可以为钢管、铜或者铜合金管、铝或者铝合金管，如邦迪管盘等。热交换金属管与压缩机相连通，由压缩机调节温度。当冷凝片结霜达到一定厚度时，通气性降低，使气体冷凝腔室前后两端的压力差达到5%时，关闭脱水冷凝室两端阀门，压缩机反向运转，向冷凝板供热化霜，同时启动真空水泵抽出水分和残留气体。为了方便观察，可在气体冷凝腔室壁上设置观察孔。
[0024]气提使用的空气由罗茨鼓风机经换热器冷却，经气液分离器排除冷凝水后，进入气提段底部，气提空气向上流经填料层时，脱碳富液中二氧化碳被解吸出来，气提空气以及被解吸的二氧化碳一起，从气提塔顶部离开，经气液分离器冷凝脱水、换热器交换热量后由罗茨鼓风机放空。
[0025]在进行脱碳富液气提时，气提塔中为微负压操作，压力可降低20KPa，降低了系统中带入的水分，减轻脱水系统压力和蒸汽消耗。通过引风气提稀土，罗茨鼓风机用电负荷大幅度下降，同时CO2分压大大降低，出塔解析气二氧化碳含量维持在99.7%以上，空气进口温度降低约5°C，带入系统中水分含量降低，优化了生产工艺。
[0026]以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
【权利要求】
1.一种NHD脱碳富液的气提系统，包括气提塔、低压闪蒸槽、空气过滤器、换热器、罗茨鼓风机；所述气提塔顶部具有脱碳富液入口和排气口，底部具有脱碳贫液出口和入气口 ；所述低压闪蒸槽为立式填料式闪蒸槽，设置于气提塔顶部，低压闪蒸槽的出液端并与气提塔顶部富液入口管道连接，进液端通过闸阀与高压闪蒸槽管道连接；气提塔的入气口通过气体管道依次连接进气气液分离器、换热器和空气过滤器，气提塔的排气口通过气体管道连接气液分离器、换热器和罗茨鼓风机。
2.如权利要求1所述的NHD脱碳富液的气提系统，其特征在于，所述气提塔的直径为1400_、高度为40000_的填料塔，塔内具有四组高度6000mm填料层。
3.如权利要求1所述的NHD脱碳富液的气提系统，其特征在于，所述低压闪蒸槽体积为18m3。
4.如权利要求1所述的NHD脱碳富液的气提系统，其特征在于，所述进气气液分离器与出气气液分离器结构相同，包括气体冷凝腔室(11)、冷凝片(12)、压缩机(13)、热交换金属管(14)、真空水泵(17)、位于气体冷凝腔室前后两端的压力传感器(19);所述气体冷凝腔室为圆管形，底部具有导水槽(18)，两端分别连接具有阀门的气体输送管道，所述导水槽连接有具有角阀的排出管，所述排出管连接真空水泵；所述冷凝片的平面形状为优弓形，所述优弓形为弓形的弧大于半圆的弓形，其圆弧边与气体冷凝腔室壁配合接触，冷凝片内盘绕热交换金属管，所述冷凝片为多个，相邻两个冷凝片上下对称将冷凝片分为两组，交错固定在气体冷凝腔室内；所述压缩机有两台，分别与上下对称的两组冷凝片的热交换金属管连接。
5.如权利要求4所述的NHD脱碳富液的气提系统，其特征在于，所述冷凝片的圆心与其直线边的垂直距离为其半径的1/2?1/4。
6.如权利要求4所述的NHD脱碳富液的气提系统，其特征在于，所述冷凝片的个数为8?12个。
7.如权利要求4所述的NHD脱碳富液的气提系统，其特征在于，相邻冷凝片之间的距离为冷凝片半径的1/3?1/5。
【文档编号】B01D3/06GK103816690SQ201410060889
【公开日】2014年5月28日 申请日期:2014年2月21日 优先权日:2014年2月21日
【发明者】邹亚卫 申请人:北京正拓气体科技有限公司