一种处理粉煤气化放空二氧化碳中甲醇的系统和方法与流程

文档序号:13748777阅读:489来源:国知局

本发明涉及煤化工技术领域,尤其涉及一种处理粉煤气化放空二氧化碳中甲醇的系统和方法。



背景技术:

现代煤化工在我国的发展很迅速,煤制油(煤炭直接液化、间接液化)、煤制烯烃(MTO、MTP)、煤制芳烃、煤制天然气、煤制乙二醇、煤制二甲醚等,均已取得重要成果。除煤炭直接液化外,现代煤化工产业链几乎都是以煤炭气化为工艺源头。因此,煤气化技术是现代煤化工的基础核心。粉煤加压气化是一种重要的煤气化技术。

近年来,我国持续出现大范围雾霾天气,大气环境引发的关注日益升温。而在粉煤加压的过程中会排放大量的二氧化碳,CO2中甲醇含量高达200~300ppm,直接排放会对环境造成污染,所以客观上需要一种经济可行的处理CO2中甲醇超标的系统和方法。



技术实现要素:

本发明的目的是针对现有技术中粉煤加压过程中排放的二氧化碳中甲醇含量超标的问题,提供一种流程简单、自动化程度高、经济可行的处理粉煤气化放空二氧化碳中甲醇的系统,保证了放空二氧化碳满足环保或者回收利用的要求。

本发明是通过以下技术方案实现:

一种处理粉煤气化放空二氧化碳中甲醇的系统,包括:冷却装置,包括放空二氧化碳气体的进气端和氨冷器;洗涤装置,包括水洗塔。

进一步地,所述冷却装置还包括液氨贮罐,所述液氨贮罐通过节流阀与氨冷器连接。

进一步地,所述水洗塔中设有脱盐水流量调节阀和液位调节阀。

进一步地,所述水洗塔为填料塔。

同时,本发明还提供了一种处理粉煤气化放空二氧化碳中甲醇的方法,该方法包括以下步骤:

1)将放空二氧化碳气体冷却至30℃以下;

2)将冷却后的二氧化碳气体与脱盐水充分接触洗涤。

本发明的方法所使用的流程如图1所示,下面将进一步详述本发明的方法。

来自甲醇洗工段的含甲醇的二氧化碳气体经过二氧化碳缓冲罐对煤气化装置煤锁斗进行加压,煤锁斗泄压过程排放的二氧化碳气体经过限流孔板或者减压阀,排放至粉煤袋式过滤器,过滤除去二氧化碳夹带的绝大部分粉煤,使放空二氧化碳气体含尘量小于或等于10mg/L,此时的放空二氧化碳气体温度为80℃左右。

将80℃左右的放空二氧化碳气体经过氨冷器进行冷却至低于30℃,优选低于25℃,更优选低于20℃。

被冷却后的含有甲醇的二氧化碳气体从下方进入水洗塔,脱盐水进入水洗塔顶部,二者在水洗塔内充分接触混合洗涤,洗涤掉二氧化碳中大部分的甲醇,使甲醇进入到脱盐水中,使从塔顶出来的二氧化碳中甲醇含量小于50mg/L,从而满足环保的要求。从塔顶洗涤出的二氧化碳气体可以直接排放至空气或者回收利用。

来自液氨贮罐的液氨经过节流阀进入氨冷器,进行闪蒸变为气氨,同时吸收大量的热,从而冷却进入氨冷器的二氧化碳。气氨经过压缩进行循环利用。

脱盐水通过流量调节阀,进入水洗塔的顶部,与来自水洗塔底部含有甲醇的二氧化碳气体进行充分混合洗涤,使甲醇进入脱盐水中,含有甲醇的脱盐水从水洗塔底部流出,进入气化装置回收利用,通过流量调节阀控制脱盐水的流量。

由于来自袋式过滤器的放空二氧化碳气体A1,流量为周期性变化,为了提高除甲醇的效率并节约原料,脱盐水C1流量与A1流量做成比例控制,根据A1流量调节脱盐水的流量,脱盐水与放空二氧化碳气体的质量比为0.02~0.1之间,脱盐水流量不小于使水洗塔的干板最小流量。

来自袋式过滤器的放空二氧化碳,流量为周期性变化,一个周期为30min~60min,所以水洗塔优先选择填料塔,但不仅限于填料塔。

其中,填料塔的填料包括规整填料M125Y或鲍尔环不锈钢散堆填料。

为了克服管道阻力和水洗塔的压降,放空二氧化碳气体A1的压力不小于0.03MPag。

本发明的有益效果如下:

本发明提供一套流程简单、自动化程度高、经济可行的处理粉煤气化放空二氧化碳中含有的甲醇的系统和方法,保证了放空二氧化碳满足环保或者回收利用的要求,本发明的系统和方法可将放空气中的甲醇浓度降低至50mg/L以下,对放空二氧化碳中甲醇的去除效果可达到90%以上。

附图说明

图1为本发明的工艺流程图;

其中,V-01为液氨贮罐,E-01为氨冷器,C-01为水洗塔;PV-01为液氨节流阀,FV-01为脱盐水流量调节阀,LV-01为水洗塔液位调节阀;A1为来自袋式过滤器的放空二氧化碳气体,A2为冷却后的含有甲醇的二氧化碳气体,A3为满足环保要求的二氧化碳气体;B1为液氨,B2气氨,B3经过氨冷器的气氨,C1为脱盐水,C2为含有甲醇的脱盐水。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明,下面结合优选实施例对本发明做进一步的说明。本领域技术人员应当理解,下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的,不应以此限制本发明的保护范围。

实施例1

本发明提供的处理粉煤气化放空二氧化碳中甲醇的系统,包括冷却装置和洗涤装置。所述冷却装置包括放空二氧化碳气体的进气端和氨冷器,所述氨冷器用于将粉煤气化过程中产生的放空二氧化碳气体冷却至30℃以下。所述洗涤装置包括水洗塔,所述水洗塔用于将冷却后的二氧化碳气体与脱盐水充分接触洗涤,具体为被冷却后的含有甲醇的二氧化碳气体从下方进入水洗塔,与从塔顶部进来的脱盐水充分接触,使得甲醇进入脱盐水中,洗涤掉二氧化碳中大部分的甲醇,含有甲醇的脱盐水从水洗塔底部流出,进入气化装置回收利用。

其中,所述水洗塔优选选择填料塔,但不仅限于填料塔,其填料可包括规整填料M125Y或鲍尔环不锈钢散堆填料。

所述水洗塔中还设有脱盐水流量调节阀和液位调节阀。脱盐水流量调节阀用于控制脱盐水的流量,使得脱盐水与二氧化碳气体的质量比为0.02~0.10;

液位调节阀位于水洗塔底部,当脱盐水与二氧化碳气体充分接触洗涤完成之后,含有甲醇的脱盐水从水洗塔底部流出,液位调节阀可控制含甲醇脱盐水的流量。

实施例2

来自甲醇洗工段的含甲醇的二氧化碳经过二氧化碳缓冲罐对煤气化装置煤锁斗进行加压,煤锁斗泄压过程排放的二氧化碳经过限流孔板或者减压阀,排放至粉煤袋式过滤器,过滤除去二氧化碳夹带的绝大部分粉煤,使二氧化碳含尘量小于或等于10mg/L,此时放空二氧化碳气体温度为80℃左右,测试该气体中甲醇含量为280ppm,气体压力为0.04MPag。

将甲醇含量为280ppm的放空二氧化碳气体,经过氨冷至30℃后从下部进入水洗塔,与从塔顶部进来的脱盐水充分接触洗涤,其中控制脱盐水与放空二氧化碳气体的质量比为0.05,并测试塔顶出来的二氧化碳中甲醇含量,结果为甲醇含量为46ppm。

实施例3

来自甲醇洗工段的含甲醇的二氧化碳经过二氧化碳缓冲罐对煤气化装置煤锁斗进行加压,煤锁斗泄压过程排放的二氧化碳经过限流孔板或者减压阀,排放至粉煤袋式过滤器,过滤除去二氧化碳夹带的绝大部分粉煤,使二氧化碳含尘量小于或等于10mg/L,此时放空二氧化碳气体温度为80℃左右,测试该气体中甲醇含量为260ppm,气体压力为0.04MPag。

将甲醇含量为260ppm的放空二氧化碳气体,经过氨冷至25℃后从下部进入水洗塔,与从塔顶部进来的脱盐水充分接触洗涤,其中控制脱盐水与放空二氧化碳气体的质量比为0.06,并测试塔顶出来的二氧化碳中甲醇含量,结果为甲醇含量为19ppm。

实施例4

来自甲醇洗工段的含甲醇的二氧化碳经过二氧化碳缓冲罐对煤气化装置煤锁斗进行加压,煤锁斗泄压过程排放的二氧化碳经过限流孔板或者减压阀,排放至粉煤袋式过滤器,过滤除去二氧化碳夹带的绝大部分粉煤,使二氧化碳含尘量小于或等于10mg/L,此时放空二氧化碳气体温度为80℃左右,测试该气体中甲醇含量为260ppm,气体压力为0.04MPag。

将甲醇含量为260ppm的放空二氧化碳气体,经过氨冷至20℃后从下部进入水洗塔,与从塔顶部进来的脱盐水充分接触洗涤,其中控制脱盐水与放空二氧化碳气体的质量比为0.06,并测试塔顶出来的二氧化碳中甲醇含量,结果为甲醇含量为1ppm。

实施例5

来自甲醇洗工段的含甲醇的二氧化碳经过二氧化碳缓冲罐对煤气化装置煤锁斗进行加压,煤锁斗泄压过程排放的二氧化碳经过限流孔板或者减压阀,排放至粉煤袋式过滤器,过滤除去二氧化碳夹带的绝大部分粉煤,使二氧化碳含尘量小于或等于10mg/L,此时放空二氧化碳气体温度为80℃左右,测试该气体中甲醇含量为280ppm,气体压力为0.06MPag。

将甲醇含量为280ppm的放空二氧化碳气体,经过氨冷至18℃后从下部进入水洗塔,与从塔顶部进来的脱盐水充分接触洗涤,其中控制脱盐水与放空二氧化碳气体的质量比为0.02,并测试塔顶出来的二氧化碳中甲醇含量,结果为甲醇含量为24ppm。

实施例6

来自甲醇洗工段的含甲醇的二氧化碳经过二氧化碳缓冲罐对煤气化装置煤锁斗进行加压,煤锁斗泄压过程排放的二氧化碳经过限流孔板或者减压阀,排放至粉煤袋式过滤器,过滤除去二氧化碳夹带的绝大部分粉煤,使二氧化碳含尘量小于或等于10mg/L,此时放空二氧化碳气体温度为80℃左右,测试该气体中甲醇含量为260ppm,气体压力为0.03MPag。

将甲醇含量为260ppm的放空二氧化碳气体,经过氨冷至15℃后从下部进入水洗塔,与从塔顶部进来的脱盐水充分接触洗涤,其中控制脱盐水与放空二氧化碳气体的质量比为0.10,并测试塔顶出来的二氧化碳中甲醇含量,结果为甲醇含量为19ppm。

对比实施例

来自甲醇洗工段的含甲醇的二氧化碳经过二氧化碳缓冲罐对煤气化装置煤锁斗进行加压,煤锁斗泄压过程排放的二氧化碳经过限流孔板或者减压阀,排放至粉煤袋式过滤器,过滤除去二氧化碳夹带的绝大部分粉煤,使二氧化碳含尘量小于或等于10mg/L,此时放空二氧化碳气体温度为80℃左右,气体压力为0.04MPag。

将甲醇含量为260ppm的放空二氧化碳气体不经冷却步骤,直接从下部进入水洗塔,与从塔顶部进来的脱盐水充分接触洗涤,其中控制脱盐水与放空二氧化碳气体的质量比为0.05,并测试塔顶出来的二氧化碳中甲醇含量,结果为甲醇含量为180ppm。

显然,本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例,而并非是对本发明的实施方式的限定,对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动,这里无法对所有的实施方式予以穷举,凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

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