CN103816690A - 一种nhd脱碳富液的气提系统 - Google Patents
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Abstract
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。
Description
技术领域
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
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、CO2、COS、硫醇等的吸收。利用NHD溶液在-5℃至5℃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。
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℃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℃,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
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
附图说明
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
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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℃,带入系统中水分含量降低,优化了生产工艺。
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。
Claims (7)
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1400mm、高度为40000mm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。
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