CN107519732A - 一种用于强化相变吸收剂脱硫脱碳后有机相的再生方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于强化相变吸收剂脱硫脱碳后有机相的再生方法，属于气体净化技术。来自分离器中的有机相先经过煮沸器中的驻波声场处理器，将超声的位移效应、空化效应和共振效应作用于有机相，易于有机相中氨基甲酸盐键断链，生成有机胺和二氧化碳，二氧化碳从再生塔底端送至再生气分离器，再生后的有机胺则经贫液泵返回至吸收塔进行吸收。其中，超声波的位移效应能使有机相再生物质不断向波腹或波节移动、碰撞、凝聚；空化效应产生的强大的冲击力及高速微射流可以减小有机相待再生物质在碰撞凝聚和沉降过程中的摩擦阻力，同时产生的热效应可以起到降粘的效果。

Description

一种用于强化相变吸收剂脱硫脱碳后有机相的再生方法
技术领域
本发明涉及一种用于强化相变吸收剂脱硫脱碳后有机相的再生方法，属于材料化学、气体分离或净化等领域。
背景技术
化学吸收法用于气体脱硫脱碳技术是目前最为成熟的方法之一，但面临的一个普遍问题就是能耗较高。针对此问题，目前主要从新吸收剂开发和工艺改进或新工艺研究两方面来开展工作。对新的吸收剂的研究思路主要为开发新型的化学吸收剂。
近年来一些研究者转换思维方式，开始研究相变吸收剂用于脱硫脱碳过程，以此来解决再生能耗较高的问题。据文献报道，与传统的化学吸收法相比，相同的处理效果下，该工艺可以减少进入解吸塔的液量，从而降低再生能耗。但是，相变吸收剂进行脱硫脱碳后的有机相由于黏度较高，流动性和传质传热性能差，因此，会影响其再生过程。若采用常规的方法（如添加化学降粘剂）又会给相变吸收剂带来腐蚀、降解、杂质不易处理等一系列问题，影响吸收剂整体脱硫脱碳效果。而超声波用于有机相再生可以认为是一种很有发展前景的方法。超声波的位移效应能使目标再生物质不断向波腹或波节移动、碰撞、凝聚；“空化效应”产生的强大冲击力及高速微射流可以减小目标再生物质在碰撞凝聚和沉降过程中的摩擦阻力，同时产生的热效应可以起到降粘的效果；共振效应可以让需再生有机相的自振频率与超声频率一致，产生共振，使超声能量得到充分利用，从而进一步加剧分子键的断裂，从而实现有机相再生。
目前，该技术主要是用于水处理的杀菌以及原油的破乳等领域，未提及相变吸收剂用于脱硫脱碳后有机相再生方面的应用，特别是针对超声用于再生过程中的处理工艺参数的优化研究。
发明内容
本发明的目的是针对目前脱硫脱碳过程中普遍存在吸收剂的再生过程比较缓慢，再生效率较低，会影响后续的再生过程以及影响再生后贫液的吸收性能等问题，而提出的一种用于强化相变吸收剂脱硫脱碳后有机相的再生方法。
本发明的主要技术方案：来自分离器的有机相，先经过煮沸器中的驻波声场处理器，将超声的位移效应、空化效应和共振效应作用于有机相，强化有机相中氨基甲酸盐键断链，生成有机胺和二氧化碳，其中，二氧化碳从再生塔底端送至再生气分离器，再生后的有机胺则经贫液泵返回至吸收塔进行吸收。
一般地，所述的驻波声场处理器包括超声发生器、超声换能器。
所述超声发生器为槽式处理器。
所述超声换能器为压电陶瓷超声波换能器或磁致伸缩超声波换能器。
所述超声换能器安装在煮沸器的底端，超声发生器能形成不同频率的声波。
所述超声换能器发声轴线与有机相主流动轴线平行，形成的是驻波声场环境。
所述驻波声场处理器，在单频条件下对相变吸收剂富液进行再生，或者在混频条件下对相变吸收剂富液进行再生。
所述驻波声场处理器，频率为10～500kHz的任一频率超声，超声声强为0.01 W·cm-2~10 W·m-2，优选地，超声频率为50 kHz～80 kHz，超声声强为0.1 W·m-2~1.0 W·m-2。
本发明的关键技术是需再生的有机相在超声的位移效应、空化效应和共振效应下，易于有机相（氨基甲酸盐）中分子键的断裂，同时，提高溶液的传质传热效率，解决再生速率缓慢的问题，为系统装置的平稳运行提供了关键性的技术保障。
本发明的有益效果：
（1）通过超声的位移效应、空化效应和共振效应，提高了有机相的流动性，大大降低了溶液的粘稠性。
（2）与常规加热再生效果相比，此法所需的再生时间会大幅度降低，再生速率增加，并提高相变吸收剂的吸收和再生性能。
附图说明
图1本发明实施例中驻波声场处理器的俯视剖面图。
图中：1-超声发生器；2-低频超声换能器；3-高频超声换能器；4-再生塔。
具体实施方案
下面通过实例进一步说明本发明的特点，但本专利的保护范围并不受实施例的限制。
以下实施例采用的驻波声场处理器结构参考附图1。
实施例 1
对烟气含量中CO2(体积比)为12.5%，其余都是空气的气源条件下进行试验。在气体流量为10 L/min，吸收温度为40℃，相变吸收剂的胺浓度（质量比）为20%，溶液循环量0.05 L/min，再生塔中驻波声场频率为80 kHz，超声声强为0.3 W/cm2，再生温度105.8℃，实验结果表明，利用本技术，有机相的再生率达到85%。
实施例 2
对烟气含量中SO2(体积比)为1.8 %，其余都是空气的气源条件下进行试验。在气体流量为100 mL/min，吸收温度为40℃，相变吸收剂的胺浓度（质量比）为20%，煮沸器中驻波声场频率为50 kHz，超声声强为0.8 W/cm2，实验结果表明，利用本技术，超声辐照时间为5min，吸收剂中有机相再生率达到70%。
实施例 3
考虑到吸收温度与超声的协同作用，提高吸收温度进行了试验。对烟气含量中CO2(体积比)为12.5%，其余都是空气的气源条件下进行试验。在气体流量为10 L/min，吸收温度为60℃，相变吸收剂的胺浓度（质量比）为20%，溶液循环量0.05 L/min，煮沸器中驻波声场频率为80 kHz，超声声强为0.3 W/cm2，再生温度106.0℃，实验结果表明，利用本技术，有机相的再生率达到76.6%。
实施例 4
从原理上分析，空化效应的强度和超声频率有关，因此，研究超声频率对相变吸收剂有机相的再生很有必要。选用超声频率为150kHz进行试验，反应条件为：对烟气含量中SO2(体积比)为1.8 %，其余都是空气的气源条件下进行试验。在气体流量为100 mL/min，吸收温度为40℃，相变吸收剂的胺浓度（质量比）为20%，煮沸器中驻波声场声强为0.8 W/cm2，实验结果表明，吸收剂中有机相再生率达到63.2%。低频超声对吸收剂的有机相的再生效果要优于高频超声，可能是因为频率越高，产生的空化气泡越小，空化强度就越弱。
实施例 5
空化效应的强度除了和超声频率有关外，和超声声强也紧密相关。基于这点考虑，通过研究不同超声声强与再生效果的关系来进行验证。试验选取对烟气含量中SO2(体积比)为1.8 %，其余都是空气的气源条件下进行试验。在超声频率为150kHz，气体流量为100 mL/min，吸收温度为40℃，相变吸收剂的胺浓度（质量比）为20%，煮沸器中驻波声场声强为2.5 W/cm2，超声辐照时间为8min，再生效果下降明显。

Claims (9)

1.一种用于强化相变吸收剂脱硫脱碳后有机相的再生方法，其特征在于：来自吸收塔的富液先经过分离器分离后，将有机相先经过煮沸器中的驻波声场处理器，强化有机相中氨基甲酸盐键的断链，生成有机胺和二氧化碳；二氧化碳从再生塔底端送至再生气分离器，再生后的有机胺经贫液泵返回至吸收塔进行吸收。
2.根据权利要求1所述用于强化相变吸收剂脱硫脱碳后有机相的再生方法，其特征在于，所述的驻波声场处理器包括超声发生器、超声换能器。
3.根据权利要求2所述用于强化相变吸收剂脱硫脱碳后有机相的再生方法，其特征在于，所述超声发生器为槽式处理器。
4.根据权利要求2所述用于强化相变吸收剂脱硫脱碳后有机相的再生方法，其特征在于，所述超声换能器为压电陶瓷超声波换能器或磁致伸缩超声波换能器。
5.根据权利要求2所述用于强化相变吸收剂脱硫脱碳后有机相的再生方法，其特征在于，所述的超声换能器安装在煮沸器的底端，超声发生器能形成不同频率的声波。
6.根据权利要求5所述用于强化相变吸收剂脱硫脱碳后有机相的再生方法，其特征在于，所述超声换能器发声轴线与有机相主流动轴线平行，形成的是驻波声场环境。
7.根据权利要求1所述用于强化相变吸收剂脱硫脱碳后有机相的再生方法，其特征在于，所述驻波声场处理器，在单频条件下对相变吸收剂富液进行再生，或者在混频条件下对相变吸收剂富液进行再生。
8.根据权利要求1所述用于强化相变吸收剂脱硫脱碳后有机相的再生方法，其特征在于，所述驻波声场处理器，频率为10～500kHz的任一频率超声，超声声强为0.01 W·cm-2~10 W·m-2。
9.根据权利要求8所述用于强化相变吸收剂脱硫脱碳后有机相的再生方法，其特征在于，超声频率为50 kHz～80 kHz，超声声强为0.1 W·m-2~1.0 W·m-2。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112295363A (zh) * 2020-08-31 2021-02-02 中石化南京化工研究院有限公司 一种用于强化相变吸收剂相分离的方法

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101314102A (zh) * 2008-05-30 2008-12-03 西安热工研究院有限公司 燃煤电厂烟气中二氧化碳捕集方法和装置
CN101716458A (zh) * 2010-01-14 2010-06-02 中电投远达环保工程有限公司 燃煤电厂烟气中二氧化碳捕集系统及处理方法
CN102228772A (zh) * 2011-07-11 2011-11-02 中国石油化工集团公司 一种胺溶液膜吸收法捕集烟气中二氧化碳的工艺方法
CN102612402A (zh) * 2009-04-28 2012-07-25 胡亮 用于酸性气体分离的自浓缩吸收剂
CN103241738A (zh) * 2012-02-06 2013-08-14 通用电气公司 用于捕获二氧化碳的系统和方法
US20130333560A1 (en) * 2010-12-17 2013-12-19 Doosan Babcock Limited Apparatus and method for processing a gas stream
CN103638780A (zh) * 2013-11-26 2014-03-19 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 一种二氧化碳捕集溶液强化再生系统与方法
CN103826723A (zh) * 2011-06-27 2014-05-28 阿克工程及技术股份公司 一种胺吸收剂和捕集co2的方法
CN104902982A (zh) * 2012-12-21 2015-09-09 埃克森美孚研究工程公司 通过胺-co2产物的相分离捕集co2
CN105561787A (zh) * 2014-10-14 2016-05-11 中国石油化工股份有限公司 一种富含so2的有机胺溶液的再生方法

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101314102A (zh) * 2008-05-30 2008-12-03 西安热工研究院有限公司 燃煤电厂烟气中二氧化碳捕集方法和装置
CN102612402A (zh) * 2009-04-28 2012-07-25 胡亮 用于酸性气体分离的自浓缩吸收剂
CN101716458A (zh) * 2010-01-14 2010-06-02 中电投远达环保工程有限公司 燃煤电厂烟气中二氧化碳捕集系统及处理方法
US20130333560A1 (en) * 2010-12-17 2013-12-19 Doosan Babcock Limited Apparatus and method for processing a gas stream
CN103826723A (zh) * 2011-06-27 2014-05-28 阿克工程及技术股份公司 一种胺吸收剂和捕集co2的方法
CN102228772A (zh) * 2011-07-11 2011-11-02 中国石油化工集团公司 一种胺溶液膜吸收法捕集烟气中二氧化碳的工艺方法
CN103241738A (zh) * 2012-02-06 2013-08-14 通用电气公司 用于捕获二氧化碳的系统和方法
CN104902982A (zh) * 2012-12-21 2015-09-09 埃克森美孚研究工程公司 通过胺-co2产物的相分离捕集co2
CN103638780A (zh) * 2013-11-26 2014-03-19 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 一种二氧化碳捕集溶液强化再生系统与方法
CN105561787A (zh) * 2014-10-14 2016-05-11 中国石油化工股份有限公司 一种富含so2的有机胺溶液的再生方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112295363A (zh) * 2020-08-31 2021-02-02 中石化南京化工研究院有限公司 一种用于强化相变吸收剂相分离的方法

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