CN210012339U - 粉煤加压气化甲醇装置co2回收自动调节净化气系统 - Google Patents
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Abstract
一种粉煤加压气化甲醇装置CO2回收自动调节净化气系统，通过喷射器和压缩机将低甲硫化氢浓缩塔和低甲二氧化碳解析塔产生的低压高浓度CO2回收加压后进行充分利用，可以有效减少碳排放，同时可补充粉煤输送系统用高压CO2的不足，避免氮气进入系统造成有效气的排放损失，经济效益可观。将回收的CO2补充至甲醇合成系统新鲜气中调节气体成分，保证了甲醇合成反应的效率和质量，同时解放了低温甲醇洗操作，避免了甲醇液置换造成的损失及风险，综合效益显著。减少了甲醇置换量，降低了制造成本，减少碳排放。流程简单、操作安全可靠、易于实现自动化控制，且过程能耗低，利用推广应用。
Description
技术领域
本实用新型涉及煤粉气化甲醇合成领域，具体涉及一种粉煤加压气化甲醇装置CO2回收自动调节净化气系统。
背景技术
粉煤加压气化甲醇合成装置中的净化工艺目前普遍采用低温甲醇洗技术，低温甲醇洗是一种典型的物理吸收过程，利用各种气体在甲醇中的溶解度不同，在低温、高压下吸收原料气中大部分的H2S和CO2，达到净化气体的目的。而甲醇合成工艺要求低温甲醇洗在彻底吸收H2S的同时需要保留一定的CO2（3-4%），一次操作条件比较苛刻，并且粉煤加压气化工艺比水煤浆气化工艺操作压力要低2.0MPa左右，在3.0MPa下操作对低甲要求更高，特别是当甲醇循环液质量有所下降后要彻底净化H2S必须加大循环量，因此无法保证CO2含量，造成甲醇合成新鲜气中CO2含量偏低，不仅影响甲醇合成率，同时也会造成粗甲醇质量下降。从目前了解到的情况，多数粉煤加压气化甲醇生产装置中低甲操作都面临这一问题，为保证工艺操作达标，需要定期对甲醇液进行置换，而每月几百吨的甲醇废液外卖造成较大的经济损失，也存在较大的安全风险。
粉煤加压气化工艺中煤粉输送需要大量的CO2，一部分放空，一部分进入系统，当系统满负荷运行时，低甲闪蒸的CO2产品气与气化粉煤输送用量基本平衡，但当系统减量至90%以下负荷时，由于使用量基本不变，产出量减少，因此必须补充部分氮气满足粉煤输送使用，但补入的氮气进入后系统会造成甲醇合成惰性气含量升高，增大系统放空势必造成有效气浪费损失，而且系统负荷越低，氮气补充量越大，放空浪费越明显。低甲系统H2S浓缩塔顶部闪蒸的CO2气体浓度高（浓度高于现有产品气），但压力低（0.05MPa）无法直接利用只能放空。一边是CO2气体的无效排放浪费，一边是CO2用量不平衡，矛盾比较突出。
发明内容
本实用新型为了克服以上技术的不足，提供了一种将低甲系统排放的高浓度低压CO2气体回收利用，确保粉煤输送用高压CO2产品气用量的同时，自动调节甲醇合成新鲜气中CO2含量，解放低温甲醇洗操作，减少有效气的浪费和甲醇置换的损失的粉煤加压气化甲醇装置CO2回收自动调节净化气系统。
本实用新型克服其技术问题所采用的技术方案是：
一种粉煤加压气化甲醇装置CO2回收自动调节净化气系统，包括：
输气管路Ⅰ，其一端连接于低甲硫化氢浓缩塔2的CO2出口，其另一端连接于放空筒8，所述输气管路Ⅰ上设置有压力阀Ⅰ，调节回路Ⅰ一端与邻近低甲硫化氢浓缩塔的输气管路Ⅰ相连，其另一端连接于压力阀Ⅰ的进气端；
喷射器，其四周密闭，内部设置有空腔，喷射器的顶部设置有与空腔相连的高压进气口，喷射器的中间部位设置有与空腔相连的低压进气口，喷射器的底部设置有与空腔相连的出气口；
低压管路，一端连接于输气管路Ⅰ，其另一端连接于低压进气口；
输气管路Ⅱ，其一端连接于低甲二氧化碳解析塔的CO2出口，其另一端连接于压缩机的进气口，压缩机的一二级压缩端的出气口通过高压管路连接于高压进气口；
输气管路Ⅲ，其一端连接于压缩机的三四级压缩端的出气口，其另一端连接于气化煤粉输送系统；
输气管路Ⅳ，其一端连接于输气管路Ⅲ，其另一端连接于放空筒，所述输气管路Ⅳ上设置有压力阀Ⅳ，调节回路Ⅱ一端与输气管路Ⅲ相连，其另一端与压力阀Ⅳ的进气口相连；
输气管路Ⅵ，其一端连接于低甲系统的净化气出口，其另一端连接于甲醇合成系统的新鲜气进口；以及
输气管路Ⅴ，其一端连接于输气管路Ⅲ，其另一端连接于输气管路Ⅵ，所述输气管路Ⅴ上设置有压力阀Ⅵ上设置有压力阀Ⅵ，调节回路Ⅲ一端连接于压力阀Ⅵ的进气端，其另一端经二氧化碳浓度分析仪连接于输气管路Ⅵ。
为了方便检修，还包括设置于输气管路Ⅰ上的截止阀Ⅰ和截止阀Ⅱ，所述截止阀Ⅰ和截止阀Ⅱ分别位于压力阀Ⅰ的两侧。
为了便于调整压力，上述低压管路上设置有截止阀Ⅲ，所述高压管路上设置有压力阀Ⅱ。
为了便于控制流量，上述喷射器的顶部设置有与进气口相连的流量阀。
为了防止气体逆流，上述喷射器的出气口与输气管路Ⅱ之间设置有止逆阀Ⅰ。
为了便于调整压力，上述输气管路Ⅱ上设置有压力阀Ⅲ。
为了便于调整压力，上述输气管路Ⅲ上设置有压力阀Ⅴ。
为了方便检修，还包括设置于输气管路Ⅳ上的截止阀Ⅳ和截止阀Ⅴ，所述截止阀Ⅰ与截止阀Ⅴ分别位于压力阀Ⅰ的两侧。
为了方便检修，还包括设置于输气管路Ⅴ上的截止阀Ⅵ和截止阀Ⅶ，所述截止阀Ⅵ和截止阀Ⅶ分别位于压力阀Ⅵ的两侧，所述输气管路Ⅴ上设置有止逆阀Ⅲ。
为了防止气体逆流，上述输气管路Ⅲ上且位于压缩机的三四级压缩端与压力阀Ⅴ之间设置有止逆阀Ⅱ。
本实用新型的有益效果是：通过喷射器和压缩机将低甲硫化氢浓缩塔和低甲二氧化碳解析塔产生的低压高浓度CO2回收加压后进行充分利用，可以有效减少碳排放，同时可补充粉煤输送系统用高压CO2的不足，避免氮气进入系统造成有效气的排放损失，经济效益可观。将回收的CO2补充至甲醇合成系统新鲜气中调节气体成分，保证了甲醇合成反应的效率和质量，同时解放了低温甲醇洗操作，避免了甲醇液置换造成的损失及风险，综合效益显著。减少了甲醇置换量，降低了制造成本，减少碳排放。流程简单、操作安全可靠、易于实现自动化控制，且过程能耗低，利用推广应用。
附图说明
图1为本实用新型的系统结构示意图；
图2为本实用新型的喷射器结构示意图；
图中，1.喷射器 2.低甲硫化氢浓缩塔 3.输气管路Ⅰ 4.调节回路Ⅰ 5.截止阀Ⅰ 6.压力阀Ⅰ 7.截止阀Ⅱ 8.放空筒 9.低压管路 10.截止阀Ⅲ 11.高压管路 12.压力阀Ⅱ13.压缩机 14.一二级压缩端 15.三四级压缩端 16.输气管路Ⅱ 17.止逆阀Ⅰ 18.低甲二氧化碳解析塔 19.压力阀Ⅲ 20.输气管路Ⅲ 21.输气管路Ⅳ 22.压力阀Ⅳ 23.调节回路Ⅱ 24.截止阀Ⅳ 25.截止阀Ⅴ 26.止逆阀Ⅱ 27.压力阀Ⅴ 28.气化煤粉输送系统 29.输气管路Ⅴ 30.调节回路Ⅲ 31.截止阀Ⅵ 32.压力阀Ⅵ 33.止逆阀Ⅲ 34.二氧化碳浓度分析仪 35.低甲系统 36.输气管路Ⅵ 37.甲醇合成系统 38.截止阀Ⅶ 101.低压进气口102.高压进气口 103.流量阀 104.出气口。
具体实施方式
下面结合附图1、附图2对本实用新型做进一步说明。
一种粉煤加压气化甲醇装置CO2回收自动调节净化气系统，包括：输气管路Ⅰ 3，其一端连接于低甲硫化氢浓缩塔2的CO2出口，其另一端连接于放空筒8，输气管路Ⅰ 3上设置有压力阀Ⅰ 6，调节回路Ⅰ 4一端与邻近低甲硫化氢浓缩塔2的输气管路Ⅰ 3相连，其另一端连接于压力阀Ⅰ 6的进气端；喷射器1，其四周密闭，内部设置有空腔，喷射器1的顶部设置有与空腔相连的高压进气口102，喷射器1的中间部位设置有与空腔相连的低压进气口101，喷射器1的底部设置有与空腔相连的出气口104；低压管路9，一端连接于输气管路Ⅰ 3，其另一端连接于低压进气口101；输气管路Ⅱ 16，其一端连接于低甲二氧化碳解析塔18的CO2出口，其另一端连接于压缩机13的进气口，压缩机13的一二级压缩端14的出气口通过高压管路11连接于高压进气口102；输气管路Ⅲ 20，其一端连接于压缩机13的三四级压缩端15的出气口，其另一端连接于气化煤粉输送系统28；输气管路Ⅳ 21，其一端连接于输气管路Ⅲ20，其另一端连接于放空筒8，输气管路Ⅳ 21上设置有压力阀Ⅳ 22，调节回路Ⅱ 23一端与输气管路Ⅲ 20相连，其另一端与压力阀Ⅳ 22的进气口相连；输气管路Ⅵ 36，其一端连接于低甲系统35的净化气出口，其另一端连接于甲醇合成系统37的新鲜气进口；以及输气管路Ⅴ 29，其一端连接于输气管路Ⅲ 20，其另一端连接于输气管路Ⅵ 36，输气管路Ⅴ 29上设置有压力阀Ⅵ 32上设置有压力阀Ⅵ 32，调节回路Ⅲ 30一端连接于压力阀Ⅵ 32的进气端，其另一端经二氧化碳浓度分析仪34连接于输气管路Ⅵ 36。通过压力阀Ⅰ 6调节压力，低甲硫化氢浓缩塔2产生的低压CO2气体一路通过输气管路Ⅰ 3至放空筒8放空，一部分低压CO2气体通过低压管路9进入喷射器1中，低甲二氧化碳解析塔18产生的CO2气体通过压力阀Ⅲ19调节压力后利用输气管路Ⅱ 16输送至压缩机13中，经过压缩机13的一二级压缩端14压缩后的CO2气体通过高压管路11经压力阀Ⅱ 12调压后进入喷射器1中高压CO2气体带动低压管路9输入的低压CO2气体从喷射器1的出气口104流入输气管路Ⅱ 16后再次进入压缩机13内压缩，有效对低甲硫化氢浓缩塔2排出的CO2气体回收，补充系统使用高压CO2气体产品气的不足。通过压缩机13的三四级压缩端15压缩形成的高压CO2气体经过输气管路Ⅲ 20一路输送至气化煤粉输送系统28处供其使用，如果输气管路Ⅲ 20内的气体压力高于压力阀Ⅳ22的设定压力，高压CO2气体经调节回路Ⅱ 23流入输气管路Ⅳ 21中，最终通过放空筒8放空，另一路高压CO2气体通过压力阀Ⅵ 32调压后进入输气管路Ⅵ 36中并与低甲系统35产生的净化器混合后进入甲醇合成系统37中供其使用。输气管路Ⅵ 36中的混合气体经调节回路Ⅲ 30输送至二氧化碳浓度分析仪34处在线分析CO2气体含量，如果CO2气体含量不达标，通过压力阀Ⅵ 32调节CO2气体，使其满足要求。通过喷射器1和压缩机13将低甲硫化氢浓缩塔2和低甲二氧化碳解析塔18产生的低压高浓度CO2回收加压后进行充分利用，可以有效减少碳排放，同时可补充粉煤输送系统用高压CO2的不足，避免氮气进入系统造成有效气的排放损失，经济效益可观。将回收的CO2补充至甲醇合成系统37新鲜气中调节气体成分，保证了甲醇合成反应的效率和质量，同时解放了低温甲醇洗操作，避免了甲醇液置换造成的损失及风险，综合效益显著。改造后每月可减少甲醇置换量约200吨，全年可节省费用超过200万元，减少碳排放8万吨。流程简单、操作安全可靠、易于实现自动化控制，且过程能耗低，利用推广应用。
进一步的，还包括设置于输气管路Ⅰ 3上的截止阀Ⅰ 5和截止阀Ⅱ 7，截止阀Ⅰ 5和截止阀Ⅱ 7分别位于压力阀Ⅰ 6的两侧。关闭截止阀Ⅰ 5和截止阀Ⅱ 7后，输气管路Ⅰ 3与调节回路Ⅰ 4中的CO2气体不能进入放空筒8中，方便管路进行检修。开启截止阀Ⅰ 5和截止阀Ⅱ 7后低甲硫化氢浓缩塔2产生的CO2气体直接通过输气管路Ⅰ 3进入放空筒8。关闭截止阀Ⅰ 5，开启截止阀Ⅱ 7后如果输气管路Ⅰ 3中的CO2气体通过压力阀Ⅰ 6调节到设定压力后至输气管路Ⅰ 3内。
进一步的，低压管路9上设置有截止阀Ⅲ 10，高压管路11上设置有压力阀Ⅱ 12。关闭截止阀Ⅲ 10后输气管路Ⅰ 3中的CO2气体就不会进入喷射器1的低压进气口101内，可以方便对喷射器1进行检修，通过压力阀Ⅱ 12可以方便调节从压缩机13的一二级压缩端14输出到喷射气球1的高压进气口102的CO2气体的气压，气压可以调为2.0MPa。
优选的，喷射器1的顶部设置有与进气口102相连的流量阀103。通过调节流量阀103可以调整回收的CO2气体的气量，喷射器1的出气口104压力优选为0.1-0.15Mpa，略高于压缩机进口压力，确保低压管路9中低压CO2气体的正常输送。
进一步的，上述喷射器1的出气口104与输气管路Ⅱ 16之间设置有止逆阀Ⅰ 17。通过设置止逆阀Ⅰ 17，可以防止输气管路Ⅱ 16中的CO2气体倒串入喷射器1内。
优选的，上述输气管路Ⅱ 16上设置有压力阀Ⅲ 19。通过调节压力阀Ⅲ 19可以调节低甲二氧化碳解析塔18输出到输气管路Ⅱ 16中的CO2气体的气压。
进一步的，上述输气管路Ⅲ 20上设置有压力阀Ⅴ 27。通过压力阀Ⅴ 27可以方便调节输送到气化煤粉输送系统28处的CO2气体的气压。
进一步的，还包括设置于输气管路Ⅳ 21上的截止阀Ⅳ 24和截止阀Ⅴ 25，截止阀Ⅰ 5与截止阀Ⅴ 25分别位于压力阀Ⅰ 6的两侧。关闭截止阀Ⅳ 24和截止阀Ⅴ 25后即可方便对输气管路Ⅳ 21进行检修。开启截止阀Ⅳ 24和截止阀Ⅴ 25后可以直接将输气管路Ⅲ20中的高压CO2气体通过输气管路Ⅳ 21输送至放空筒8处放空，将截止阀Ⅴ 25关闭将截止阀Ⅳ 24打开后当输气管路Ⅲ 20中的高压CO2气体通过压力阀Ⅳ 22调节刀设定压力后至输气管路Ⅳ 21中。
进一步的，还包括设置于输气管路Ⅴ 29上的截止阀Ⅵ 31和截止阀Ⅶ 38，截止阀Ⅵ 31和截止阀Ⅶ 38分别位于压力阀Ⅵ 32的两侧，输气管路Ⅴ 29上设置有止逆阀Ⅲ 33。关闭截止阀Ⅵ 31和止逆阀Ⅲ 33后即可方便对输气管路Ⅴ 29进行检修，当截止阀Ⅵ 31和止逆阀Ⅲ 33全部开启时，输气管路Ⅲ 20中的高压CO2气体通过输气管路Ⅴ 29直接进入输气管路Ⅵ 36中，当截止阀Ⅵ 31开启，截止阀Ⅶ 38关闭时，输气管路Ⅴ 29中的CO2气体经过压力阀Ⅵ 32调节到合适的设定压力后，通过调节回路Ⅲ 30输送至输气管路Ⅵ 36处。止逆阀Ⅲ 33可以防止输气管路Ⅵ 36内的气体倒串入输气管路Ⅲ 20内。
优选的，输气管路Ⅲ 20上且位于压缩机13的三四级压缩端15与压力阀Ⅴ 27之间设置有止逆阀Ⅱ 26。通过设置止逆阀Ⅱ 26可以防止输气管路Ⅲ 20中的高压CO2气体倒串入压缩机中。
Claims (10)
1.一种粉煤加压气化甲醇装置CO2回收自动调节净化气系统，其特征在于，包括：
输气管路Ⅰ（3），其一端连接于低甲硫化氢浓缩塔（2）的CO2出口，其另一端连接于放空筒（8），所述输气管路Ⅰ（3）上设置有压力阀Ⅰ（6），调节回路Ⅰ（4）一端与邻近低甲硫化氢浓缩塔（2）的输气管路Ⅰ（3）相连，其另一端连接于压力阀Ⅰ（6）的进气端；
喷射器（1），其四周密闭，内部设置有空腔，喷射器（1）的顶部设置有与空腔相连的高压进气口（102），喷射器（1）的中间部位设置有与空腔相连的低压进气口（101），喷射器（1）的底部设置有与空腔相连的出气口（104）；
低压管路（9），一端连接于输气管路Ⅰ（3），其另一端连接于低压进气口（101）；
输气管路Ⅱ（16），其一端连接于低甲二氧化碳解析塔（18）的CO2出口，其另一端连接于压缩机（13）的进气口，压缩机（13）的一二级压缩端（14）的出气口通过高压管路（11）连接于高压进气口（102）；
输气管路Ⅲ（20），其一端连接于压缩机（13）的三四级压缩端（15）的出气口，其另一端连接于气化煤粉输送系统（28）；
输气管路Ⅳ（21），其一端连接于输气管路Ⅲ（20），其另一端连接于放空筒（8），所述输气管路Ⅳ（21）上设置有压力阀Ⅳ（22），调节回路Ⅱ（23）一端与输气管路Ⅲ（20）相连，其另一端与压力阀Ⅳ（22）的进气口相连；
输气管路Ⅵ（36），其一端连接于低甲系统（35）的净化气出口，其另一端连接于甲醇合成系统（37）的新鲜气进口；以及
输气管路Ⅴ（29），其一端连接于输气管路Ⅲ（20），其另一端连接于输气管路Ⅵ（36），所述输气管路Ⅴ（29）上设置有压力阀Ⅵ（32）上设置有压力阀Ⅵ（32），调节回路Ⅲ（30）一端连接于压力阀Ⅵ（32）的进气端，其另一端经二氧化碳浓度分析仪（34）连接于输气管路Ⅵ（36）。
2.根据权利要求1所述的粉煤加压气化甲醇装置CO2回收自动调节净化气系统，其特征在于：还包括设置于输气管路Ⅰ（3）上的截止阀Ⅰ（5）和截止阀Ⅱ（7），所述截止阀Ⅰ（5）和截止阀Ⅱ（7）分别位于压力阀Ⅰ（6）的两侧。
3.根据权利要求1所述的粉煤加压气化甲醇装置CO2回收自动调节净化气系统，其特征在于：所述低压管路（9）上设置有截止阀Ⅲ（10），所述高压管路（11）上设置有压力阀Ⅱ（12）。
4.根据权利要求1所述的粉煤加压气化甲醇装置CO2回收自动调节净化气系统，其特征在于：所述喷射器（1）的顶部设置有与进气口（102）相连的流量阀（103）。
5.根据权利要求1所述的粉煤加压气化甲醇装置CO2回收自动调节净化气系统，其特征在于：所述喷射器（1）的出气口（104）与输气管路Ⅱ（16）之间设置有止逆阀Ⅰ（17）。
6.根据权利要求1所述的粉煤加压气化甲醇装置CO2回收自动调节净化气系统，其特征在于：所述输气管路Ⅱ（16）上设置有压力阀Ⅲ（19）。
7.根据权利要求1所述的粉煤加压气化甲醇装置CO2回收自动调节净化气系统，其特征在于：所述输气管路Ⅲ（20）上设置有压力阀Ⅴ（27）。
8.根据权利要求2所述的粉煤加压气化甲醇装置CO2回收自动调节净化气系统，其特征在于：还包括设置于输气管路Ⅳ（21）上的截止阀Ⅳ（24）和截止阀Ⅴ（25），所述截止阀Ⅰ（5）与截止阀Ⅴ（25）分别位于压力阀Ⅰ（6）的两侧。
9.根据权利要求1所述的粉煤加压气化甲醇装置CO2回收自动调节净化气系统，其特征在于：还包括设置于输气管路Ⅴ（29）上的截止阀Ⅵ（31）和截止阀Ⅶ（38），所述截止阀Ⅵ（31）和截止阀Ⅶ（38）分别位于压力阀Ⅵ（32）的两侧，所述输气管路Ⅴ（29）上设置有止逆阀Ⅲ（33）。
10.根据权利要求1所述的粉煤加压气化甲醇装置CO2回收自动调节净化气系统，其特征在于：所述输气管路Ⅲ（20）上且位于压缩机（13）的三四级压缩端（15）与压力阀Ⅴ（27）之间设置有止逆阀Ⅱ（26）。
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