CN106984099B - 一种低温甲醇洗尾气回收利用系统、方法及应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种低温甲醇洗尾气回收利用系统、方法及应用，它解决了低温甲醇洗尾气处理成本高的问题，具有工艺流程简单，参数主要为风机出口风压，需要控制的工艺参数少易调节；低温甲醇洗放空尾气替代磨煤机密封氮气，废物利用，节约资源，同时节省了低温甲醇洗尾气处理的投资的效果。其技术方案为：低温甲醇洗尾气回收利用系统，包括尾气源、分离器、风机和磨煤机，尾气源经过分离器除液滴后，通过风机加压输送至磨煤机份密封风通道中起密封作用，所述尾气源为低温甲醇洗尾气源。

Description

一种低温甲醇洗尾气回收利用系统、方法及应用
技术领域
本发明属于尾气利用领域，具体涉及一种低温甲醇洗尾气回收利用系统、方法及应用。
背景技术
目前，对于大型煤制合成氨、合成甲醇等项目配套的低温甲醇洗工艺中CO2回收率仅达65％左右。低温甲醇洗尾气工段排放的尾气主要为CO2(含量达70％以上)和氮气，还有少量的CO、H2S、H2和甲醇气体均直接排放至大气中，因此，放空尾气中CO2的回收利用倍受业界的关注。目前，广泛采用的二氧化碳气体回收利用方法主要为吸附精馏法和变压吸附方法。但是吸附精馏法是将原料气经缓冲分水后进入压缩机增压，然后冷却分离分水，再进行干燥吸附脱硫、脱甲醇和硫化氢，再经过冷却降温，吸附脱水，最后原料气经预冷器、氨冷液化器冷却液化、闪蒸，闪蒸分离出来的液态CO2经节流降压，制得CO2产品。可见，该吸附精馏法中使用的工艺系统较繁琐，包括的设备较多，大大增加了系统的固定投资与维护费用。而如果直接将低温甲醇洗尾气排入大气中，不仅会对环境造成污染，还会浪费大量的宝贵资源。
综上所述，现有技术中对于低温甲醇洗尾气处理成本高的问题，尚缺乏有效的解决方法。
发明内容
现有技术中对低温甲醇洗尾气的处理方法都是尝试将尾气中的CO2分离出来，将纯净的CO2用于工业生产，如用于石油开采、化工、农业及食品等方面，由于这些方面对CO2纯度的要求较高，所以这种处理方法的成本较高，发明人想寻找一种成本低的处理方法。
发明人注意到，低温甲醇洗尾气中的CO2的含量在70％以上，氮气的含量在20％以上，仅仅有少量的CO、H2、H2S和甲醇气体，而CO2和氮气都是惰性气体，所以，低温甲醇洗尾气是一种较为纯净的惰性气体混合物，如果不对低温甲醇尾气进行分离，直接进行利用，则是一种低成本的处理方法，而如何直接利用这种惰性气体混合物成为亟需解决的问题。
发明人根据自己的工作经验和查阅资料获知，磨煤机在磨煤过程中一般会通入密封气体，该密封气体分为三路，一路由密封耳轴进入各个磨辊支座，最后在磨辊油封处起吹扫、密封作用；另一路通往弹簧加装装置，保证内部压力其密封作用；第三路去到出口插板门处，起吹扫作用。主要就是防止各部位煤粉的外漏，影响环境卫生。为了保证煤粉磨制过程的安全性，往往采用氮气作为密封气体，主要利用了氮气的惰性特征。但是现有氮气的制备方法主要为深冷空分制氮、变压吸附制氮、膜分离空分制氮等，这些工艺方法均会造成蒸汽消耗和电力消耗，提高生产成本，而且这些方法制备的氮气量有限，难以满足磨煤机磨煤过程中大量的氮气的需求。
针对上述现有技术中存在的技术问题，本发明的目的是提供一种低温甲醇洗尾气回收利用系统，包括尾气源、分离器、风机和磨煤机，尾气源经过分离器除液滴后，通过风机加压输送至磨煤机份密封风通道中起密封作用，所述尾气源为低温甲醇洗尾气源。
发明人首次提出将低温甲醇洗尾气替代氮气应用到磨煤机密封中，并且经过实际操作验证了该系统的可行性和安全性。将低温甲醇洗尾气作为密封风通入磨煤机中，避免了尾气直接排入空气中，不用增加处理系统对尾气进行处理，又能降低氮气的使用量，降低了氮气的生产成本。
进一步的，所述回收利用系统还包括除尘器和循环风机，除尘器的入口与磨煤机的密封风出口连通，循环风机的入口与除尘器的出口连通，循环风机的出口与磨煤机的密封风进口连通，循环风机将除尘后的尾气循环回磨煤机。
将流出磨煤机的尾气除尘后，循环利用，避免了尾气排放对环境的污染，还节省了大量的氮气，具有积极的经济效益。循环风机还对循环尾气起到加压的作用，为磨煤机的密封提供足够的密封压强。
更进一步的，所述循环风机与磨煤机密封风进口之间还连接有热风炉。通过燃料气的燃烧将惰性循环气体升温后形成热风将磨制的煤粉进行烘干，可以提高煤粉的质量。同时，热风炉可以对惰性循环气体进行加热，其中的CO、H2和H2S气体会与空气中的氧气反应，既保证了惰性循环气体的惰性气氛，提高了安全系数，又处理了尾气中的难处理的污染组分。
进一步的，所述分离器的上方设置有丝网除沫器。丝网除沫器可以除去低温甲醇洗尾气中的液滴，提高尾气的密封效果。
进一步的，所述风机为罗茨风机。
进一步的，所述除尘器为袋式过滤器。袋式过滤器体积小、操作简便灵活、节能高效，投资成本低。
上述低温甲醇洗尾气回收利用系统在磨煤机密封系统中的应用。
针对上述现有技术中存在的技术问题，本发明还提供了一种低温甲醇洗尾气回收利用方法，包括如下步骤：
1)将低温甲醇洗尾气通入分离器分离除去其中携带的液滴；
2)使用风机将除液后的尾气加压至30-50KPa；
3)增压后的尾气通入磨煤机的密封系统对磨煤机进行密封。
为了将低温甲醇洗尾气用于磨煤机的密封系统，发明人对尾气的压强进行了试验，发现，当低温甲醇洗尾气的压强增压至30-50KPa时，可以对磨煤机实现良好的密封效果。
进一步的，所述回收利用方法还包括将从磨煤机中流出的尾气进行过滤后重复使用的步骤。
更进一步的，经过除尘后的尾气中粉尘含量降至30mg/m3以下。
当尾气中的粉尘含量较少时，具有更好的密封性能，而且不会造成安全隐患。
本发明的有益效果为：
1、本发明的工艺流程简单，参数主要为风机出口风压，需要控制的工艺参数少易调节。
2、低温甲醇洗放空尾气替代磨煤机密封氮气，废物利用，节约资源，同时节省了低温甲醇洗尾气处理的投资；
3、有效解决了氮气供应量不足的缺陷，能够实现甲醇洗尾气的回收利用。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。
图1为本发明的工艺流程示意图。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
术语解释部分：
磨煤机，是将煤块破碎并磨成煤粉的机械，是煤粉炉的重要辅助设备。
风机，是依靠输入的机械能提高气体压力并排送气体的机械，是一种从动的流体机械。
丝网除沫器，是一种气液分离装置，是分别由丝网、丝网格栅而组成的丝网块和固定丝网块的支承装置组成。
除尘器，是把粉尘从烟气中分离出来的设备。
如图1所示，一种甲醇洗尾气综合利用装置，包括依次连接的分离器、风机和磨煤机，分离器的气体进口与低温甲醇洗尾气源连通，袋式过滤器的入口与磨煤机的气体出口连通，袋式过滤器的出口与循环风机的入口连通，循环风机的出口与热风炉的入口连通，热风炉的出口与磨煤机的密封系统入口连通。
所述分离器为气液分离器，分离器上方设置有丝网除沫器，可以捕捉低温甲醇洗尾气中的液滴，风机出口风压控制在30-50KPa；热风炉设置有自动点火装置，可以实现自动远程点火；袋式过滤器采用滤袋将循环惰性气体中的粉尘含量降低至30mg/m3以下。
在热风炉的加热作用下惰性循环气体中的CO、H2和H2S与氧气直接接触发生化学反应CO+O2→CO2、H2+O2→H2O、H2S+O2→H2O+SO2，无需催化剂或吸附剂或洗涤剂，节约成本，有效解决了甲醇洗尾气中硫化氢气体难处理的问题，变废为宝、环保高效，达到了提高企业效益的目的。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种低温甲醇洗尾气回收利用系统，其特征在于：包括尾气源、分离器、风机和磨煤机，尾气源经过分离器除液滴后，通过风机加压输送至磨煤机密封风通道中起密封作用，所述尾气源为低温甲醇洗尾气源；
还包括除尘器和循环风机，除尘器的入口与磨煤机的密封风出口连通，循环风机的入口与除尘器的出口连通，循环风机的出口与磨煤机的密封风进口连通，循环风机将除尘后的尾气循环回磨煤机；
所述循环风机与磨煤机密封风进口之间还连接有热风炉。
2.根据权利要求1所述的低温甲醇洗尾气回收利用系统，其特征在于：所述分离器的上方设置有丝网除沫器。
3.根据权利要求1所述的低温甲醇洗尾气回收利用系统，其特征在于：所述风机为罗茨风机。
4.根据权利要求1所述的低温甲醇洗尾气回收利用系统，其特征在于：所述除尘器为袋式过滤器。
5.权利要求1-4任一所述低温甲醇洗尾气回收利用系统在磨煤机密封系统中的应用。
6.根据权利要求1-4任一项所述的低温甲醇洗尾气回收利用系统的尾气回收利用方法，其特征在于：包括如下步骤：
1)将低温甲醇洗尾气通入分离器分离除去其中携带的液滴；
2)使用风机将除液后的尾气加压至30-50KPa；
3)增压后的尾气通入磨煤机的密封系统对磨煤机进行密封。
7.根据权利要求6所述的尾气回收利用方法，其特征在于：所述回收利用方法还包括将从磨煤机中流出的尾气进行过滤后重复使用的步骤。
8.根据权利要求6所述的尾气回收利用方法，其特征在于：经过除尘后的尾气中粉尘含量降至30mg/m3以下。
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