CN104353343B - 一种低浓度co2的脱除工艺 - Google Patents
一种低浓度co2的脱除工艺 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104353343B CN104353343B CN201410617279.8A CN201410617279A CN104353343B CN 104353343 B CN104353343 B CN 104353343B CN 201410617279 A CN201410617279 A CN 201410617279A CN 104353343 B CN104353343 B CN 104353343B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- tower
- alkali
- absorption
- low concentration
- alkaline
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 37
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims abstract description 92
- 239000003513 alkali Substances 0.000 claims abstract description 84
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 71
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 claims abstract description 48
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 claims abstract description 48
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 31
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate dianion Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 30
- 230000001172 regenerating Effects 0.000 claims abstract description 23
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 15
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims abstract description 13
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 11
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 claims abstract description 9
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 claims abstract description 6
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 4
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 claims abstract description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 31
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 28
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 150000005323 carbonate salts Chemical class 0.000 claims description 10
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 claims description 8
- 235000015450 Tilia cordata Nutrition 0.000 claims description 8
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 claims description 8
- 239000004571 lime Substances 0.000 claims description 8
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 7
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 5
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 3
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052756 noble gas Inorganic materials 0.000 claims description 3
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 claims description 2
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 claims description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxyl anion Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N potassium Chemical group [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011591 potassium Substances 0.000 claims description 2
- KEAYESYHFKHZAL-UHFFFAOYSA-N sodium Chemical compound [Na] KEAYESYHFKHZAL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims description 2
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-M Bicarbonate Chemical compound OC([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims 1
- 125000004435 hydrogen atoms Chemical class [H]* 0.000 claims 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 8
- 239000012530 fluid Substances 0.000 abstract description 5
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 27
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 15
- 229960004424 Carbon Dioxide Drugs 0.000 description 13
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 12
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 8
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium monoxide Chemical group [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 6
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 5
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 5
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 5
- 229960003563 Calcium Carbonate Drugs 0.000 description 4
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 description 4
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 4
- 239000007792 gaseous phase Substances 0.000 description 4
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 4
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 4
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 3
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000002335 preservative Effects 0.000 description 3
- 239000003755 preservative agent Substances 0.000 description 3
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 3
- 230000000903 blocking Effects 0.000 description 2
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 description 2
- 239000004035 construction material Substances 0.000 description 2
- 238000005261 decarburization Methods 0.000 description 2
- -1 hydrogen Chemical class 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N oxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N oxygen atom Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 2
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229960005069 Calcium Drugs 0.000 description 1
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-N Carbonic acid Chemical compound OC(O)=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 1
- KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N Sodium oxide Chemical compound [O-2].[Na+].[Na+] KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001854 alkali hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000008044 alkali metal hydroxides Chemical class 0.000 description 1
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910002090 carbon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000005587 carbonate group Chemical group 0.000 description 1
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- 230000002427 irreversible Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory Effects 0.000 description 1
- 229910001948 sodium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 230000001502 supplementation Effects 0.000 description 1
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 description 1
Abstract
一种低浓度CO2脱除新工艺，它主要是由低浓度CO2吸收脱除系统和碱再生反应系统组成。含有低浓度CO2的原料气体进入高性能吸收塔的塔底并向上流动，与从塔顶和塔中间进入的碱性吸收液逆向接触流动，CO2转化为碳酸盐，净化气由吸收塔顶送出。塔底的碱性吸收液由循环泵输送，一部分送至塔中部，在塔下部形成以循环吸收液为主吸收剂的充分吸收区；一部分循环液送至碱混合罐与再生碱液混合，从塔顶送入吸收塔，从而在塔上部形成以再生碱液为主，辅以循环吸收液的强化吸收区，通过循环吸收处理后的净化气中的CO2摩尔浓度可低于0.03%。含有碳酸盐的吸收液则从塔底经管路送入碱再生反应器内，与碱再生剂发生碱交换反应，再生利用。
Description
技术领域
本发明属于气体纯化领域，具体涉及到原料气体中低浓度CO2脱除的技术。
背景技术
近年来，随着科技与经济的快速发展，高新技术的应用不断增多，各行各业对高纯原料气体的需求也日益增加，例如冶金，电子行业，油气生产，食品，气相色谱等。尤其在冶金行业中涉及到金属脱碳过程，在使用惰性气体作为保护气时，对其中二氧化碳的含量要求极高，使原料气体中二氧化碳的脱除显得尤为重要。
目前对气体进行脱碳净化处理的方法主要有：物理吸收法、化学吸收法、变压吸附法和膜分离法。以上方法中物理吸附法、变压吸附法虽然生产过程绿色环保，无三废产生，可以生产出高质量的高纯氮，但由于涉及温度与压强，对能源的消耗和设备材料的要求较高，成本压力大。而膜分离方法工业化大批量生产上应用还不广泛，且需要从国外进口装置，成本较高，净化后的原料气体品质也难以令人满意。一般的化学吸收法如工业中常用的氨水吸收二氧化碳，虽然价格便宜，成本较低，解吸方便，但由于化学平衡的关系，导致无法有效去除低浓度的二氧化碳，只能作为初步吸收。低浓度的二氧化碳的去除一般需要采用碱性吸收液，通过不可逆反应生成碳酸盐类，以保证净化气中CO2的含量极低。氢氧化钾、氢氧化钠等碱性水溶液的吸收能力极强，但吸收过程中碱浓度较低（一般低于30%），使得吸收获得低浓度的碳酸盐溶液处理困难，容易造成二次污染。而石灰水虽然能够生成碳酸钙沉淀，但吸收过程中容易在吸收元件结垢，形成堵塞，影响吸收过程。
针对以上问题，我们提出一种高效，低成本脱碳的技术，该技术以氢氧化钠等可溶性碱为吸收剂吸收二氧化碳，含有碳酸盐的吸收液与石灰水反应使碱液再生，从而使吸收过程中通过消耗石灰水来实现二氧化碳的脱除。本技术成本低廉，工业化程度高，产量大，碱液可重复利用，产生的固渣还能回收用作工业原料，从而做到物尽其用，绿色环保。
发明内容
本发明的目标是提供一种高效，成本低廉，绿色环保同时可以重复利用碱液的低浓度CO2 脱除的技术，为实现以上目标，本发明的技术方案如下：
一种低浓度CO2脱除工艺，它主要由低浓度CO2吸收脱除系统和碱再生反应系统组成。工艺流程如图1所示，基本步骤为：
步骤1、含有低浓度CO2的原料气体从吸收塔2的塔底进入，自下而上流动，与从塔中部进入的循环碱性吸收液以及从塔顶进入的再生碱性吸收液在塔内逆向接触反应，吸收塔内CO2与碱性吸收液发生化学反应转化为碳酸盐，处理后的气体从塔顶气相管道13排出；
步骤2、到达塔底的碱性吸收液由循环泵P1分别送至塔顶和塔中部后再次进入吸收塔中与原料气体逆向接触反应；
步骤3、将吸收塔塔底含可溶性碳酸盐的碱性吸收液输送至再生反应器5内，所述可溶性碳酸盐与再生反应器中的碱再生剂反应生成不溶性碳酸盐和再生碱性吸收液，该不溶性碳酸盐经固液分离后排出再生反应器，再生碱性吸收液输送至碱调节罐6中，该再生碱性吸收液与碱调节罐中补加的新鲜碱性吸收液混合后输送至塔顶进而进入吸收塔。
其中，所述碱性吸收液为可溶性强碱性氢氧化物的水溶液，所述碱再生剂为石灰水。
进一步地，所述的原料气体中CO2的浓度为0.1～1%（摩尔含量），气体压强为0.1～2MPa，碱性吸收液的pH大于10，优选pH为14~16；吸收温度5～40℃，优选为8～20℃。
进一步地，所述工艺中含低浓度CO2的气体在吸收塔内与碱性吸收液反应后转化为可溶性碳酸盐，含有可溶性碳酸盐的吸收液送入碱再生反应器内，与碱再生剂发生碱交换反应，获得再生碱液重新用做吸收液，形成循环吸收过程。
进一步地，所述工艺中含有可溶性碳酸盐的吸收液，在再生反应器内与碱再生剂发生碱交换反应，生成不溶性碳酸盐和再生碱液，经固液分离后，再生碱液送回吸收塔，不溶性碳酸盐脱水处理，以回收其中的碱液。
进一步地，所述氢氧化物的阳离子为钾、钠或强碱性季铵离子。所述含低浓度CO2的原料气体中包括氮气、甲烷、氢气、氧气及惰性气体中的一种或几种。
进一步地，碱调节罐内补加的新鲜碱液量为再生碱液的3～10%。
进一步地，步骤2中所述塔底的碱性吸收液由循环泵输送，一部分送至塔中部，在塔下段形成以循环碱性吸收液为主吸收剂的充分吸收区，喷淋密度为10～30m3/（m2h）；另一部分送至与吸收塔塔顶相连的碱混合罐（14）中与再生碱性吸收液混合获得强化吸收液后送入塔顶，在吸收塔上部形成以再生碱性吸收液为主吸收剂的强化吸收区，喷淋密度为8～20m3/（m2h），再生碱液与循环碱液混合后吸收液pH不低于14。
进一步地，所述吸收塔底的液位由液位计3调节，吸收塔底含碳酸盐的吸收液由管道4进入再生反应器5内再生，也可在管道4发生堵塞或检修时由泵P1经管道7送入再生反应器5。碱再生反应器中由管道8加入碱再生剂，可溶性碳酸盐与碱再生剂发生碱交换反应并生成不溶性碳酸盐，实现固碳，同时获得再生的碱液。
进一步地，步骤3中碱再生反应生成的不溶性碳酸盐经固液分离后排出反应器外收集待处理，可作为建筑材料用。
通过吸收和再生操作，使用高性能的强碱性溶液，如氢氧化钠，在吸收塔内脱除二氧化碳，以保证吸收效果，保障吸收元件不结垢，而整个过程中主要消耗廉价易得的石灰水，以降低操作成本， 避免了二次污染。
通过上述步骤之后，原料气体中的CO2的含量可控制在：CO2≤0.03%(mol)。
本发明的优点为：
首先，本工艺中采用的碱性吸收液与CO2生成可溶性的碳酸盐，该碳酸盐溶解度较大，可有效防止其在塔器内结垢堵塞，同时提高CO2的吸收效率。
其次，本工艺采用两段吸收法，将循环吸收液送至吸收塔中段，在塔的下部构建大喷淋量的吸收过程，可以去除大部分CO2。一部分循环液送至碱混合罐与再生碱混合形成高pH吸收液，以高效脱除塔下部未吸收的CO2。通过强化吸收，可使得CO2的浓度降低到0.03 %（mol）以下。
再者，再生反应内使用廉价的碱再生剂如石灰水来进行固碳，而将更为昂贵的碱性吸收液置换出来以循环使用，期间只需补充少量的碱液即可，从而降低了成本，避免了资源浪费和碱液废料对环境的污染。
最后，再生反应器中置换反应得到的固体废渣，容易分离，可用作建筑材料、涂料原料，从而做到物尽其用，避免了资源浪费。
附图说明
图1为本专利发明实施采用的流程图。其中：1为原料气体进口管道；2为高性能吸收塔；3为自动液位控制系统；4为碱液排放管道；5为再生反应器；6为碱调节罐； 7为碱液输送管道（备用）；8为碱再生剂输入管道；9为碱液补充管道；10、11为碱液循环管道；12再生碱液输送管道；13为净化气出口管道；14为碱混合罐；15为塔顶进液管道；P1、P2为循环泵。
具体实施方式
实施例1
某高纯氮生产厂家，待处理气量为300000Nm3/h，原料氮气中含CO2 为0.10%（摩尔分数）。采用本发明工艺流程，原料氮气经过输送管道进入高性能吸收塔与NaOH吸收液进行反应吸收。吸收塔采用填料塔，吸收压力在0.65MPa，操作温度为20℃。吸收塔底部的吸收液通过输送泵送至吸收塔中部，一部分送至碱混合罐与再生NaOH吸收液混合以吸收二氧化碳。收塔上部液相喷淋密度为18m3/(m2·h)，中段液相喷淋密度为30m3/(m2·h)。经吸收后的净化气由从塔顶气相管道输出，进入下游工序，而CO2则在吸收塔内与NaOH吸收液反应生成碳酸盐。吸收一段时间后，待塔底吸收液pH低于10后，将含有碳酸盐的吸收液送至再生反应器。同时向再生反应器中加入石灰水与碳酸盐发生置换反应，搅拌使其充分反应，得到固体碳酸盐沉淀。再生反应器中的液相即为再生的NaOH吸收液，随后再生的NaOH吸收液溢流至槽罐内，同时为保持NaOH吸收液的浓度，补充300kg/h10%的NaOH溶液后通过输送泵P2送至碱混合罐与循环液混合后，获得pH为15的吸收液，经管道15送入高性能吸收塔塔顶中再次进行吸收二氧化碳。
通过上述步骤之后，经检测，原料氮气中的CO2的摩尔含量降低为0.022%左右。
吸收塔直径6000mm，总高10000mm，其内设置规整丝网填料8000mm，共分5段，强化吸收段3段，充分吸收段2段，液体循环量500000kg/h。碱再生反应器体积50m3，作防腐处理，氧化钙耗量 850kg/h，碳酸钙沉淀在再生反应器底部，定期清出。碱调节罐体积20 m3。
实施例2
高纯氢气生产厂家，待处理气量为400000Nm3/h，原料氢气中含CO2 为1.0%（摩尔分数）。 采用本发明工艺流程，原料氢气经过输送管道进入高性能吸收塔与KOH吸收液进行反应吸收。吸收塔采用填料塔，吸收压力在2MPa，操作温度为15℃。吸收塔底部的吸收液通过输送泵送至吸收塔中部，一部分送至碱混合罐与再生KOH吸收液混合以吸收二氧化碳。收塔上部液相喷淋密度为20m3/(m2·h)，中段液相喷淋密度为25m3/(m2·h)。经吸收后的净化气由从塔顶气相管道输出，进入下游工序，而CO2则在吸收塔内与KOH吸收液反应生成碳酸盐。吸收一段时间后，待塔底吸收液pH低于10后，将含有碳酸盐的吸收液送至再生反应器。同时向再生反应器中加入石灰水与碳酸盐发生置换反应，搅拌使其充分反应，得到固体碳酸盐沉淀。再生反应器中的液相即为再生的KOH吸收液，随后再生的KOH吸收液溢流至槽罐内，同时为保持碱性吸收液的浓度，补充500 kg/h 10%的KOH溶液后通过输送泵P2送至碱混合罐与循环液混合后，获得pH为16的吸收液，经管道15送入高性能吸收塔塔顶中再次进行吸收二氧化碳。
通过上述步骤之后，经检测，原料氢气中的CO2的摩尔含量降低为0.016%左右。
吸收塔直径7000mm，总高11000mm，其内设置规整丝网填料8500mm，共分5段，强化吸收段3段，充分吸收段2段，液体循环量600000kg/h。碱再生反应器体积55m3，作防腐处理，氧化钙耗量 900kg/h，碳酸钙沉淀在再生反应器底部，定期清出。碱调节罐体积25 m3。
实施例3
高纯氧气生产厂家，待处理气量为150000Nm3/h，原料氧气中含CO2 为0.1%（摩尔分数）。 采用本发明工艺流程，原料氧气经过输送管道进入高性能吸收塔与(CH3)4NOH吸收液进行反应吸收。吸收塔采用填料塔，吸收压力在0.1MPa，操作温度为8℃。吸收塔底部的吸收液通过输送泵送至吸收塔中部，一部分送至碱混合罐与再生与(CH3)4NOH吸收液混合以吸收二氧化碳。收塔上部液相喷淋密度为8m3/(m2·h)，中段液相喷淋密度为10m3/(m2·h)。经吸收后的净化气由从塔顶气相管道输出，进入下游工序，而CO2则在吸收塔内与与(CH3)4NOH吸收液反应生成碳酸盐。吸收一段时间后，待塔底吸收液pH低于10后，将含有碳酸盐的吸收液送至再生反应器。同时向再生反应器中加入石灰水与碳酸盐发生置换反应，搅拌使其充分反应，得到固体碳酸盐沉淀。再生反应器中的液相即为再生的(CH3)4NOH吸收液，随后再生的(CH3)4NOH吸收液溢流至槽罐内，同时为保持(CH3)4NOH吸收液的浓度，补充200 kg/h 3%的(CH3)4NOH溶液后通过输送泵P2送至碱混合罐与循环液混合后，获得pH为14的碱性吸收液，经管道15送入高性能吸收塔塔顶中再次进行吸收二氧化碳。
通过上述步骤之后，经检测，原料氧气中的CO2的摩尔含量降低为0.017%左右。
吸收塔直径3000mm，总高6000mm，其内设置规整丝网填料4500mm，共分4段，强化吸收段2段，充分吸收段2段，液体循环量160000kg/h。碱再生反应器体积20m3，作防腐处理，氧化钙耗量 300kg/h，碳酸钙沉淀在再生反应器底部，定期清出。碱调节罐体积10 m3。
Claims (10)
1.一种低浓度CO2的脱除工艺，其特征包括以下步骤：
步骤1、含有低浓度CO2的原料气体从吸收塔（2）的塔底进入，自下而上流动，与从塔中部进入的循环碱性吸收液以及从塔顶进入的再生碱性吸收液在塔内逆向接触反应，吸收塔内CO2与碱性吸收液发生化学反应转化为碳酸盐，处理后的气体从塔顶排出；
步骤2、到达塔底的碱性吸收液由循环泵（P1）分别送至塔顶和塔中部后再次进入吸收塔中与原料气体逆向接触反应；
步骤3、将吸收塔塔底含可溶性碳酸盐的碱性吸收液输送至再生反应器（5）内，所述可溶性碳酸盐与再生反应器中的碱再生剂反应生成不溶性碳酸盐和再生碱性吸收液，该不溶性碳酸盐经固液分离后排出再生反应器，再生碱性吸收液输送至碱调节罐（6）中，该再生碱性吸收液与碱调节罐中补加的新鲜碱性吸收液混合后输送至塔顶进而进入吸收塔。
2.根据权利要求1所述的低浓度CO2的脱除工艺，其特征是：所述碱性吸收液为可溶性强碱性氢氧化物的水溶液，所述碱再生剂为石灰水。
3.根据权利要求1所述的低浓度CO2的脱除工艺，其特征是：所述的原料气体中CO2的摩尔含量浓度为0.1～1%，气体压强为0.1～2MPa，碱性吸收液的pH大于10，吸收温度5～40℃。
4.根据权利要求3所述的低浓度CO2的脱除工艺，其特征是：所述碱性吸收液的pH为14～16，吸收温度为8～20℃。
5.根据权利要求1所述的低浓度CO2的脱除工艺，其特征是：含低浓度CO2的气体在吸收塔内与碱性吸收液反应后转化为可溶性碳酸盐，含有可溶性碳酸盐的吸收液送入碱再生反应器内，与碱再生剂发生碱交换反应，获得再生碱液重新用做吸收液，形成循环吸收过程。
6.根据权利要求1所述的低浓度CO2的脱除工艺，其特征是：含有可溶性碳酸盐的吸收液，在再生反应器内与碱再生剂发生碱交换反应，生成不溶性碳酸盐和再生碱液，经固液分离后，再生碱液送回吸收塔，不溶性碳酸盐脱水处理，回收其中的碱液。
7.根据权利要求1所述的低浓度CO2的脱除工艺，其特征是：所述氢氧化物的阳离子为钾、钠或强碱性季铵离子。
8.根据权利要求1所述的低浓度CO2的脱除工艺，其特征是：碱调节罐内补加的新鲜碱液量为再生碱液的3～10%。
9.根据权利要求1所述的低浓度CO2的脱除工艺，其特征是：含低浓度CO2的原料气体中包括氮气、甲烷、氢气、氧气及惰性气体中的一种或几种。
10.根据权利要求1所述的低浓度CO2的脱除工艺，其特征是：步骤2中所述塔底的碱性吸收液由循环泵输送，一部分送至塔中部，在塔下段形成以循环碱性吸收液为主吸收剂的充分吸收区，喷淋密度为10～30m3/（m2•h）；另一部分送至与吸收塔塔顶相连的碱混合罐（14）中与再生碱性吸收液混合获得强化吸收液后送入塔顶，在吸收塔上部形成以再生碱性吸收液为主吸收剂的强化吸收区，喷淋密度为8～20m3/（m2•h），再生碱液与循环碱液混合后吸收液pH不低于14。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410617279.8A CN104353343B (zh) | 2014-11-06 | 一种低浓度co2的脱除工艺 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410617279.8A CN104353343B (zh) | 2014-11-06 | 一种低浓度co2的脱除工艺 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN104353343A CN104353343A (zh) | 2015-02-18 |
| CN104353343B true CN104353343B (zh) | 2017-01-04 |
Family
ID=
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1475298A (zh) * | 2003-07-10 | 2004-02-18 | 浙江大学 | 浓碱双碱法烟气脱硫工艺 |
| CN1491894A (zh) * | 2003-08-20 | 2004-04-28 | 北京科技大学 | 一种利用工业烟气湿式固碳法生产微细碳酸钙的方法 |
| WO2006034339A1 (en) * | 2004-09-23 | 2006-03-30 | Joe David Jones | Removing carbon dioxide from waste streams through co-generation of carbonate and/or bicarbonate minerals |
| CN201445896U (zh) * | 2009-03-31 | 2010-05-05 | 西安热工研究院有限公司 | 一种分级吸收再生的烟气脱碳系统 |
| CN102008881A (zh) * | 2010-11-01 | 2011-04-13 | 徐艺峰 | 一种除去工业废气中二氧化碳的方法 |
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1475298A (zh) * | 2003-07-10 | 2004-02-18 | 浙江大学 | 浓碱双碱法烟气脱硫工艺 |
| CN1491894A (zh) * | 2003-08-20 | 2004-04-28 | 北京科技大学 | 一种利用工业烟气湿式固碳法生产微细碳酸钙的方法 |
| WO2006034339A1 (en) * | 2004-09-23 | 2006-03-30 | Joe David Jones | Removing carbon dioxide from waste streams through co-generation of carbonate and/or bicarbonate minerals |
| CN201445896U (zh) * | 2009-03-31 | 2010-05-05 | 西安热工研究院有限公司 | 一种分级吸收再生的烟气脱碳系统 |
| CN102008881A (zh) * | 2010-11-01 | 2011-04-13 | 徐艺峰 | 一种除去工业废气中二氧化碳的方法 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| 原料气中少量二氧化碳的脱除;姜圣阶;《合成氨工学》;19760331;第311-316页 * |
| 原料气中少量二氧化碳的脱除;赵育祥等;《合成氨生产工艺第2版》;北京化工工业出版社;19980331;第246-248页 * |
| 清除原料气中残余的一氧化碳和二氧化碳;石油化工工业部化工设计院;《氨肥工业》;北京石油化学工业出版社;19750831;第173-177页 * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101502744B (zh) | 一种利用赤泥作为吸收剂脱除烟气中的酸性气体的方法 | |
| CN100546698C (zh) | 一种塔外氧化石灰/电石渣-石膏法脱硫工艺及装置 | |
| CN102343199B (zh) | 一种强化矿物碳酸化固定co2的方法及其装置 | |
| CN103977689B (zh) | 两步加碱再生亚硫酸钠法脱除烟气中二氧化硫装置与方法 | |
| CN103588226A (zh) | 一种以烟道气补充co2制备纯碱的方法 | |
| CN101696036B (zh) | 仲钨酸铵的制备工艺 | |
| CN110813027A (zh) | 一种从气流中去除二氧化碳的方法和装置 | |
| CN110683544A (zh) | 一种提高石灰回转窑尾气二氧化碳浓度的方法 | |
| CN108686477A (zh) | 一种降低氨和脱硫液逃逸的脱硫工艺与设备 | |
| CN101480577A (zh) | 利用赤泥作为吸收剂的鼓泡法脱硫工艺 | |
| CN104138703B (zh) | 间/对苯二甲酰氯生产中废气处理工艺及装置 | |
| CN101480576B (zh) | 一种利用赤泥作为吸收剂的喷射鼓泡法脱硫方法 | |
| CN202427348U (zh) | 脱除烟气中二氧化碳并制备硫酸铵复合肥和轻质碳酸钙的系统 | |
| CN202161921U (zh) | 氨再生脱硫装置 | |
| CN104353343B (zh) | 一种低浓度co2的脱除工艺 | |
| CN104803465A (zh) | 利用烟道气降低碱性含氨污水pH值的装置和方法 | |
| CN205517223U (zh) | 一种烟气脱硫零排放资源处理系统 | |
| CN102671523B (zh) | 利用腐植酸盐和脱硫石膏固定co2副产轻质碳酸钙的方法 | |
| CN102614768B (zh) | 脱硫反应器装置 | |
| CN112239684A (zh) | 一种基于络合铁催化剂的焦炉煤气脱硫净化工艺及装置 | |
| CN208943815U (zh) | 一种降低氨和脱硫液逃逸的脱硫设备 | |
| CN201366313Y (zh) | 利用电石渣进行烟气脱硫的处理装置 | |
| CN106241737A (zh) | 一种变换气变压吸附与氨水联合脱碳用于联碱生产的工艺 | |
| CN106925118A (zh) | 一种利用未脱水的脱硫石膏脱除电厂中co2的装置和方法 | |
| CN210814688U (zh) | 一种硫酸制备过程中尾气处理系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant |