专利名称：一种富集回收二氧化碳气体的装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于气体分离技术领域，涉及到一种富集回收二氧化碳气体的装置。
背景技术：
由于二氧化碳的大量排放而引起的温室效应，已经使得地球的气候环境日益恶 劣。“哥本哈根气候大会”的召开预示着二氧化碳减排已到了迫在眉睫的程度。然而目前全 球的主要能源消耗仍然是化石能源，还没找到可完全替代的清洁能源，为此减缓二氧化碳 的排放是现阶段的主要任务，而二氧化碳的分离回收、储存、利用是控制碳排放的一个行之 有效的办法。二氧化碳的分离回收的方法主要有吸收法、吸附法、膜分离法等。其中吸收法主 要分为化学溶剂吸收法和物理溶剂吸收法，前者主要应用于气源情况复杂的烟道气中低浓 度二氧化碳的回收，采用加热的方法再生循环，需要进行脱硫脱氮，工艺比较复杂；后者主 要针对气体组成简单且具有较高压力的二氧化碳气源，采用在压吸收、降压解吸的方法再 生循环，工艺比较简单、实用，能耗较低，应用范围广。传统工艺中使用的物理溶剂吸收法所采用的溶剂为聚乙二醇二甲醚(NHD)，该溶 剂具有很强的亲水性，因此回收的工艺气体中需要进行脱水；吸收剂在高压下进行二氧化 碳吸收，通过闪蒸罐和气提塔进行减压和空气吹扫再生。实用新型专利ZL200820069819. 3，提供了一种以NHD为溶剂回收烟道气中二氧 化碳的工艺装置，该装置在脱硫和再生工艺中会引入较多的水，这会降低NHD溶剂对二氧 化碳的吸收效率。发明专利ZL200310106564. 5，提供了一种高压脱除硫化物和二氧化碳方法，该工 艺中也采用了脱硫塔和气提塔，也会引入大量水分；所采用的NHD配方中没有考虑溶剂吸 收过程中对设备的腐蚀作用、溶剂的降解以及溶剂的凝聚，一定程度上限制了其针对二氧 化碳富集回收的应用。因此，减少装置外水分的进入、提高装置NHD溶剂的利用效率、降低系统运行的能 耗是目前NHD物理溶剂法回收二氧化碳装置中有待改进的地方。
发明内容本实用新型的目的在于简化目前工业上以聚乙二醇二甲醚(NHD)为物理吸收溶 剂的二氧化碳回收装置，降低系统能量消耗，提高二氧化碳回收效率，扩大其应用范围。本实用新型的技术方案是富集回收二氧化碳气体的装置由气体换热器1、分水 器2、15、吸收塔3、吸附罐4、闪蒸塔5、真空泵6、中间储槽7、贫液泵8、氨冷器9、压缩机10、 液体分离罐11、12、13、14组成；各部件的连接关系是原料气首先在分水器15分水，分水 出气口管道与气体换热器1连接，气体换热器1出气口管道与分水器2进气口连接，分水器 2出气口管道与吸收塔3底部进气口连接，吸收塔底部溶剂出口管道与闪蒸塔5中下部连 接，吸收塔3顶部出口管道与吸附罐4连接，吸附罐4出气口管道与换热器1连接，闪蒸塔5中上部的出口管道与真空泵6连接，闪蒸塔顶部的出气口管道与换热器1连接，闪蒸塔中下 部出口管道与中间储槽7连接，中间储槽出口管道与贫液泵8连接，贫液泵出口管道与氨冷 器9连接，氨冷器出口管道与吸收塔上端进口管道连接，闪蒸塔顶部的出口管道与真空泵 出口管道通过三通连接后再与压缩机10连接；其中，闪蒸塔上中下三个部分分别为低压 闪蒸罐、真空闪蒸罐、高压闪蒸罐；高压闪蒸罐下部与低压闪蒸罐上部连接，低压闪蒸罐下 部与真空闪蒸罐上部连接；闪蒸塔5中下部的出口管道为高压闪蒸气管道，管道上连接有 液体分离罐11 ；吸收塔顶出口管道与液体分离罐14连接，液体分离罐14与吸附罐4相连， 顺吸附罐进入换热器1后出来的管道为脱碳气管道；真空泵6出口管道为真空闪蒸气管道， 真空泵与真空闪蒸塔间连有液体分离罐12 ；闪蒸塔5顶部出口管道为低压闪蒸气管道，管 道上连接有液体分离罐13，低压闪蒸气管道与换热器1连接；流程中没有气提塔、脱水塔、 空气鼓风机和换热器；整个过程构成富集回收二氧化塔的装置。本实用新型主要应用于制氢气、天然气、变换气、合成氨气、甲醇合成气等具有较 高压力的气源中的二氧化碳富集回收。溶剂采用单体数为2至8的聚乙二醇二甲醚(NHD) 并加入一定量的缓蚀剂、抗降解剂和阻凝剂，提高设备的抗腐蚀能力，提高NHD的使用寿命 以及低温下的使用性能。本实用新型省去了传统工艺中的气提塔，杜绝了空气中的水分、热量和灰尘的带 入，同时也省去了鼓风机、空气过滤器、空气冷却器，脱水装置。这样大大降低了整个系统的 投资和能耗。本实用新型的效果和益处是工艺过程简单，所用溶剂对二氧化碳的吸收效率有 所提高，溶剂稳定性和应用性得到加强，相对传统工艺降低了系统的能耗，具有广阔的应用 前景。
附图是一种富集回收二氧化碳气体的装置的结构示意图。图中1气体换热器；2分水器；3吸收塔；4吸附罐；5闪蒸塔；6真空泵；7中间储 槽；8贫液泵；9氨冷器；10压缩机；11液体分离罐；12液体分离罐；13液体分离罐；14液 体分离罐；15分水器。
具体实施方式
以下结合技术方案和附图详细叙述本实用新型的具体实施方式
。实施例回收制氢气中二氧化碳，二氧化碳气源来自变压吸附制氢气气源的分流管道，压 力为2. 5MPa，温度40°C，气量21000Nm7h，气体组成如下
权利要求1.一种富集回收二氧化碳气体的装置，其特征在于富集回收二氧化碳气体的装置由 气体换热器(1)、分水器(2、15)、吸收塔(3)、吸附罐(4)、闪蒸塔(5)、真空泵(6)、中间储槽 (7)、贫液泵(8)、氨冷器(9)、压缩机(10)、液体分离罐(11、12、13、14)组成；各部件的连接 关系是原料气首先在分水器(1 分水，分水出气口管道与气体换热器(1)连接，气体换热 器(1)出气口管道与分水器( 进气口连接，分水器O)出气口管道与吸收塔C3)底部进 气口连接，吸收塔底部溶剂出口管道与闪蒸塔( 中下部连接，吸收塔C3)顶部出口管道与 吸附罐(4)连接，吸附罐(4)出气口管道与换热器(1)连接，闪蒸塔(5)中上部的出口管道 与真空泵(6)连接，闪蒸塔顶部的出气口管道与换热器(1)连接，闪蒸塔中下部出口管道与 中间储槽(7)连接，中间储槽出口管道与贫液泵(8)连接，贫液泵出口管道与氨冷器(9)连 接，氨冷器出口管道与吸收塔上端进口管道连接，闪蒸塔顶部的出口管道与真空泵出口管 道通过三通连接后再与压缩机(10)连接，整个过程构成富集回收二氧化塔的装置。
2.根据权利要求1所述的一种富集回收二氧化碳气体的装置，其特征在于富集回收二 氧化碳气体的装置以单体数为2至8的聚乙二醇二甲醚(NHD)为二氧化碳吸收溶剂。
3.根据权利要求1所述的一种富集回收二氧化碳气体的装置，其特征在于闪蒸塔上中 下三个部分分别为低压闪蒸罐、真空闪蒸罐、高压闪蒸罐；高压闪蒸罐下部与低压闪蒸罐上 部连接，低压闪蒸罐下部与真空闪蒸罐上部连接。
4.根据权利要求1所述的一种富集回收二氧化碳气体的装置，其特征在于闪蒸塔(5) 中下部的出口管道为高压闪蒸气管道，管道上连接有液体分离罐(11)；吸收塔顶出口管 道与液体分离罐(14)连接，液体分离罐(14)与吸附罐(4)相连，顺吸附罐进入换热器(1) 后出来的管道为脱碳气管道；真空泵(6)出口管道为真空闪蒸气管道，真空泵与真空闪蒸 塔间连有液体分离罐(1 ；闪蒸塔( 顶部出口管道为低压闪蒸气管道，管道上连接有液 体分离罐(13)，低压闪蒸气管道与换热器(1)连接。
5.根据权利要求1所述的一种富集回收二氧化碳气体的装置，其特征在于流程中没有 气提塔、脱水塔、空气鼓风机和换热器。
专利摘要一种富集回收二氧化碳气体的装置，属于气体分离技术领域。其特征是该装置包括气体换热器、分水器、吸收塔、吸附罐、闪蒸塔、真空泵、中间储槽、贫液泵、氨冷器、压缩机，装置采用的溶剂是聚乙二醇二甲醚(NHD)，其中加入缓蚀剂、抗降解剂、阻凝剂。本实用新型采用的NHD利用效率高、工艺简单、能耗低，适合制氢气、天然气、变换气、合成氨气、甲醇合成气等具有较高压力的气源中的二氧化碳富集回收。本实用新型的效果和益处是改进了传统的NHD工艺，二氧化碳制回收浓度可达98％以上，具有广阔的应用前景。
文档编号C01B31/20GK201894900SQ20102014294
公开日2011年7月13日 申请日期2010年3月24日 优先权日2010年3月24日
发明者张永春, 李桂民, 陈绍云 申请人:大连理工大学