CN212609586U - 一种脱烃净化装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种脱烃净化装置及其脱烃方法，脱烃净化装置包括脱烃净化塔、第一燃烧热回收器和催化燃烧炉，脱烃净化塔连接有二氧化碳回收装置，脱烃净化塔内连有热量回收器，热量回收器连接催化燃烧炉内。脱烃方法为：二氧化碳回收装置正常运行时，原料CO₂流入脱烃净化塔内进行脱烃反应，释放大量热量，热量回收器吸收的反应热引出至催化燃烧炉内；当二氧化碳回收装置停产时，放空的原料CO₂流入催化燃烧炉，以催化燃烧炉内储存的热能对其进行脱烃反应。该装置占地面积小，脱烃过程中产生的热量充分回收利用，节省成本。

Description

一种脱烃净化装置

技术领域

本实用新型属于各种领域含二氧化碳放空气回收脱烃技术领域，具体涉及一种脱烃净化装置。

背景技术

合成氨、乙二醇、酒精、煤制气、甲醇制氢等装置都可排放含二氧化碳的工业废气，这些废气中含有苯、甲醇、甲烷、乙烷、丙烷、等各种C₂以上烃类杂质，这些杂质可通过催化燃烧的方法脱除，经过进一步液化提纯，可得到高纯度国家标准、食品级、以及超高纯电子级二氧化碳标准产品加以利用。

现有技术中采取催化燃烧的办法除烃，在补充氧气和催化剂存在的情况下，将各种烃类转化成水和二氧化碳。由于催化剂的起活温度高，因此在含烃气体进入脱烃反应器之前，需要经电炉升温、脱烃预热器加热后进入脱烃反应器内，烃类在催化剂床层发生反应。反应过程中放出大量热，出口气体温度高达450～480℃。二氧化碳的液化提纯要在中压低温工况中进行，因此，脱烃反应器出口的气体再经过脱烃水冷器冷却降温后，进入下个工序。

现有脱烃反应技术中，有以下几点弊端：

1、需要大量的热能才能将原料气加热，气量越大，加热所需的能量越大，配套的设备繁多，从而增加了成本。

2、这些能量中大部分都用于加热原料气中不参与反应的组分二氧化碳，浪费大量能源。脱烃反应后，因反应温升大，脱烃反应器出口的气体温度高，后续要将气体冷却降温后送至下一工序，热量损失严重。

3、含二氧化碳放空气的回收，都是来源于其它生产装置的放空废气，近年来环保要求越来越高，对排放废气中的各种污染物排放量指标控制严格，二氧化碳回收利用非常有效的解决了这一难题，但同时会有一个新的问题，如果二氧化碳回收装置需要临时性停产，此时CO₂原料放空气就需要直接放空排放，此时烃类指标有可能出现超标而不能直排。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种脱烃净化装置及其脱烃方法，装置占地面积小，脱烃过程中产生的热量充分回收利用，节省成本。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

一种脱烃净化装置，其特征在于：包括脱烃净化塔、第一燃烧热回收器和催化燃烧炉，脱烃净化塔连接有二氧化碳回收装置，脱烃净化塔内连有热量回收器，热量回收器连接催化燃烧炉内。脱烃净化塔内进行原料CO₂的脱烃反应，脱烃净化塔内的热量通过热量回收器引出至催化燃烧炉内，将反应热以蓄热的方式储存。

进一步，催化燃烧炉连接第一燃烧热回收器，第一燃烧热回收器与二氧化碳回收装置连接。放空的原料CO₂流至催化燃烧炉进行脱烃反应之后，再通过第一燃烧热回收器进行热量回收。

进一步，脱烃净化塔内自下而上依次设有预热器、床层和热量回收器，床层和催化燃烧炉内载有催化剂。脱烃净化塔内实现预热、反应和换热的步骤，减少了预热装置和换热装置，节省了设备制造费用，并且节省现场占地面积及管道安装，仪表设置等，节省投资费用。

进一步，脱烃净化塔的顶部外连冷激气体调温管道，当催化剂床层反应热剧烈放热时，此管道可通过床层温度调节进气流量，作为冷激气体维持放热过程的稳定。

进一步，脱烃净化塔的底部连有第二燃烧热回收器。原料CO₂在脱烃净化塔内反应完全后流至底部，通过第二燃烧热回收器进行热量回收。

进一步，床层处连有层板温度指示计。层板温度指示计显示催化剂床层的温度，监控各不同点处的床层温度，以方便及时调节防止床层温度过高。

原料气直接在脱烃净化塔的床层中升温，几乎没有热损失。一旦温度到反应的起活温度，反应在床层中开始反应，反应热就可以提供给后续原料气加热，节省电炉能耗。催化燃烧炉储存脱烃净化塔内的反应热量，当二氧化碳回收装置停产时可以继续脱烃反应，解决了放空的原料CO₂中烃组分可能超标而造成不能达标排放的问题。

由于采用上述技术方案，本实用新型具有以下有益效果：

1、改进脱烃净化塔的结构，将原料气预热系统中电炉、热交换器改进为高效新型换热器并置于脱烃反应器之内。原料气直接在脱烃反应器床层中升温，几乎没有热损失。一旦温度到反应的起活温度，反应在床层中开始反应，反应热就可以提供给后续原料气加热，节省电炉能耗。减少了电炉、热交换器两台设备，节省了设备制造费用，并且节省现场占地面积及管道安装，仪表设置等，节省投资费用。

2、将脱烃净化塔内的热量通过热量回收器引出至催化燃烧炉内，将反应热以蓄热的方式储存。放空的原料CO₂流至催化燃烧炉进行脱烃反应之后，再通过第一燃烧热回收器进行热量回收。有效解决二氧化碳生产装置停产时，放空的原料CO₂中烃组分可能超标而造成不能达标排放的问题。

附图说明

下面根据附图对本实用新型作进一步说明。

图1为本实用新型一种脱烃净化装置的流程图。

具体实施方式

如图1所示的一种脱烃净化装置，包括脱烃净化塔1、第一燃烧热回收器2和催化燃烧炉3。脱烃净化塔1内自下而上依次设有预热器4、床层5和热量回收器6，床层5和催化燃烧炉3内载有催化剂。脱烃净化塔1的底部连有第二燃烧热回收器7。原料CO₂在脱烃净化塔1内反应完全后流至底部，通过第二燃烧热回收器7进行热量回收。脱烃净化塔1内实现预热、反应和换热的步骤，减少了预热装置和换热装置，节省了设备制造费用，并且节省现场占地面积及管道安装，仪表设置等，节省投资费用。

脱烃净化塔1连接有二氧化碳回收装置(图中未画出)，脱烃净化塔1内连有热量回收器6，热量回收器6连接催化燃烧炉3内。催化燃烧炉3连接第一燃烧热回收器2，第一燃烧热回收器2与二氧化碳回收装置连接。脱烃净化塔1内进行原料CO₂的脱烃反应，脱烃净化塔1内的热量通过热量回收器6引出至催化燃烧炉3内，将反应热以蓄热的方式储存。放空的原料CO₂流至催化燃烧炉3进行脱烃反应之后，再通过第一燃烧热回收器2进行热量回收。

脱烃净化塔1的顶部外连通有冷激气体调温管道8，本实施例中设有两个预热器4，位于上方的预热器4同样连有冷激气体调温管道8。当催化剂床层5反应热剧烈放热时，此管道可通过床层5温度调节进气流量，作为冷激气体维持放热过程的稳定。根据床层5温度的不同可选择通入脱烃净化塔1的顶部或者通入位于上方的预热器4。

未充分反应的原料CO₂经过顶部的热量回收器6之后可通过冷激气体调温管道流至预热器4，再一次上升经过床层5与催化剂反应，使原料CO₂的充分反应。床层5处连有层板温度指示计9。层板温度指示计9显示催化剂床层5的温度，监控各不同点处的床层5温度，以方便及时调节防止床层5温度过高。

一种使用脱烃净化装置的脱烃方法，包括如下步骤：

(1)二氧化碳回收装置正常运行时，原料CO₂流入脱烃净化塔1内，原料CO₂先经过预热器4预热，预热器4的预热温度为250-280℃，在床层5与催化剂发生反应，催化剂的起活温度为350-420℃，释放大量热量；

(2)原料CO₂到达脱烃净化塔1时可通过冷激气体调温管道流至预热器4，从而跟床层5载有的催化剂进行多次反应；

(3)原料CO₂经过热量回收器6冷却后从脱烃净化塔1的底部流出至第二燃烧回收器进行热量回收后，实现达标排放；

(4)热量回收器6吸收的反应热通过热量回收器6引出至催化燃烧炉3内，将反应热以蓄热的方式储存；

(5)若层板温度指示计9显示床层5温度过高时，将原料CO₂从冷激气体调温管道8通入脱烃净化塔1内，根据床层5温度情况选择将原料CO₂通入脱烃净化塔1内的顶部或者通入位于上方的预热器4内；

(6)二氧化碳回收装置停产时，放空的原料CO₂流入催化燃烧炉3，以催化燃烧炉3内储存的热能对其进行脱烃反应；

(7)反应后的气体进入第一燃烧热回收器2内进行热量回收后，实现达标排放。

原料气直接在脱烃净化塔1的床层5中升温，几乎没有热损失。一旦温度到反应的起活温度，反应在床层5中开始反应，反应热就可以提供给后续原料气加热，节省电炉能耗。催化燃烧炉3储存脱烃净化塔1内的反应热量，当二氧化碳回收装置停产时可以继续脱烃反应，解决了放空的原料CO₂中烃组分可能超标而造成不能达标排放的问题。

以上仅为本实用新型的具体实施例，但本实用新型的技术特征并不局限于此。任何以本实用新型为基础，为解决基本相同的技术问题，实现基本相同的技术效果，所作出地简单变化、等同替换或者修饰等，皆涵盖于本实用新型的保护范围之中。

Claims (6)

1.一种脱烃净化装置，其特征在于：包括脱烃净化塔、第一燃烧热回收器和催化燃烧炉，所述脱烃净化塔连接有二氧化碳回收装置，所述脱烃净化塔内连有热量回收器，所述热量回收器连接所述催化燃烧炉内。

2.根据权利要求1所述一种脱烃净化装置，其特征在于：所述催化燃烧炉连接所述第一燃烧热回收器，所述第一燃烧热回收器与所述二氧化碳回收装置连接。

3.根据权利要求1所述一种脱烃净化装置，其特征在于：所述脱烃净化塔内自下而上依次设有预热器、床层和所述热量回收器，所述床层和所述催化燃烧炉内载有催化剂。

4.根据权利要求3所述一种脱烃净化装置，其特征在于：所述脱烃净化塔的顶部外连冷激气体调温管道。

5.根据权利要求1所述一种脱烃净化装置，其特征在于：所述脱烃净化塔的底部连有第二燃烧热回收器。

6.根据权利要求3所述一种脱烃净化装置，其特征在于：所述床层连有层板温度指示计。

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