CN213294699U - 一种脱除输煤co2中甲醇的新系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种脱除输煤CO2中甲醇的新系统，包括依次连接的至少两组吸附前组件、甲醇吸附组件、压缩机三段，所述吸附前组件包括依次连接的分液罐、前压缩机、水冷器，所述甲醇吸附组件包括至少两个并行设置的甲醇吸附罐，甲醇吸附罐内设置有用以吸附甲醇的改性分子筛层。本实用新型所述的脱除输煤CO2中甲醇的新系统，与水洗法相比既可以降低输煤CO2中甲醇的含量，满足尾气排放标准，又不会增加其含水量，不会造成后续压缩机的腐蚀问题，整体设备较少，系统流程大大简化。
Description
技术领域
本实用新型属于脱除甲醇技术领域，尤其是涉及一种脱除输煤CO2中甲醇的新系统。
背景技术
根据《石油化学工业污染物排放标准》(GB 31571—2015)要求，排放气中甲醇质量浓度不能超过50mg/m3。某煤化工项目气化部分采用来自低温甲醇洗装置的CO2气输煤，CO2产品气中甲醇质量浓度238mg/m3，远大于国家标准要求，所以必须对该项目的输煤CO2气脱甲醇的系统方案进行研究，以满足环保要求。项目采用水洗法，水洗法是利用脱盐水对CO2气体进行洗涤，利用甲醇和水可以任意比互溶的特性，来吸收CO2产品气中的甲醇组分，从而达到净化CO2产品气的目的，但在此过程中，会使原本干燥的CO2产品气重新达到水饱和状态。通过计算，洗涤后CO2气中的水含量是洗涤前甲醇含量的几十倍，以该项目尾气为例，水洗前甲醇体积分数为0.0157％，水洗后虽然甲醇含量为0.00156％，但水的体积分数为0.58％，含水量在增加，导致后续操作时需要考虑压缩机腐蚀问题，在气化装置前采用此方法并不合理。
发明内容
有鉴于此，本实用新型旨在提出一种脱除输煤CO2中甲醇的新系统，与水洗法相比，既可以降低输煤CO2中甲醇的含量，满足尾气排放标准，又不会增加其含水量，不会造成后续压缩机的腐蚀问题，整体设备较少，系统流程大大简化。
为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：
一种脱除输煤CO2中甲醇的新系统，包括依次连接的至少两组吸附前组件、甲醇吸附组件、压缩机三段，所述吸附前组件包括依次连接的分液罐、前压缩机、水冷器，所述甲醇吸附组件包括至少两个并行设置的甲醇吸附罐，甲醇吸附罐内设置有用以吸附甲醇的改性分子筛层。
进一步的，所述甲醇吸附罐的进气口与氮气加热器连接，甲醇吸附罐的出气口与再生氮气出口连接。
进一步的，所述氮气加热器的进气口与再生氮气进口连接，氮气加热器的热源进口与中压蒸汽入口连接，氮气加热器的热源出口与蒸汽凝液出口连接。
进一步的，所述压缩机三段的出气口与CO2气出口连接。
进一步的，所述水冷器的进水口与循环冷却水上水口连接，水冷器的出水口与循环冷却水回水口连接。
进一步的，所述改性分子筛层为盐酸改性的13X分子筛层。
相对于现有技术，本实用新型所述的脱除输煤CO2中甲醇的新系统具有以下优势：
(1)本实用新型所述的脱除输煤CO2中甲醇的新系统，与水洗法相比，既可以降低输煤CO2中甲醇的含量，满足尾气排放标准，又不会增加其含水量，不会造成后续压缩机的腐蚀问题，整体设备较少，系统流程大大简化。
(2)本实用新型所述的脱除输煤CO2中甲醇的新系统，甲醇吸附罐内设置有用以吸附甲醇的改性分子筛层，吸附效果好，且可以利用高温氮气反吹进行再生，重复利用率高。
附图说明
构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
图1为本实用新型实施例所述的脱除输煤CO2中甲醇的新系统示意图。
附图标记说明：
1-吸附前组件；11-分液罐；12-前压缩机；13-水冷器；2-甲醇吸附组件；21-甲醇吸附罐；3-压缩机三段；4-氮气加热器；
A-低温甲醇洗CO2气入口；B-CO2气出口；C-再生氮气出口；D-再生氮气进口；E-蒸汽凝液出口；F-中压蒸汽入口；G-循环冷却水回水口；H-循环冷却水上水口。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。除非另有明确的规定和限定，术语“固定连接”可以是插接、焊接、螺纹连接、螺栓连接等常用的固定连接方式。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
如图所示，一种脱除输煤CO2中甲醇的新系统，包括依次连接的至少两组吸附前组件1、甲醇吸附组件2、压缩机三段3，所述吸附前组件1包括依次连接的分液罐11、前压缩机12、水冷器13，所述甲醇吸附组件2包括至少两个并行设置的甲醇吸附罐21，甲醇吸附罐21内设置有用以吸附甲醇的改性分子筛层。
并行设置的至少两个甲醇吸附罐21，其中一个用以吸附，其他几个备用；当使用后的甲醇吸附罐21需要使用氮气再生时，即可更换另一个甲醇吸附罐21进行吸附，第一个罐的再生与第二个罐的吸附可以同时进行，节约时间成本。
本新系统与水洗法相比，既可以降低输煤CO2中甲醇的含量，满足尾气排放标准，又不会增加其含水量，不会造成后续压缩机的腐蚀问题，整体设备较少，系统流程大大简化。
多级压缩才可以保证低温甲醇洗CO2气最终的压力符合输煤CO2的要求，所以至少有两组依次连接的吸附前组件1。
所述甲醇吸附罐21的进气口与氮气加热器4连接，甲醇吸附罐21的出气口与再生氮气出口C连接。
所述氮气加热器4的进气口与再生氮气进口D连接，氮气加热器4的热源进口与中压蒸汽入口F连接，氮气加热器4的热源出口与蒸汽凝液出口E 连接。
中压蒸汽提供热量来加热再生氮气，使得再生氮气升温后用于反吹甲醇吸附罐21，进行甲醇吸附罐21的再生。
所述压缩机三段3的出气口与CO2气出口B连接。
所述水冷器13的进水口与循环冷却水上水口H连接，水冷器13的出水口与循环冷却水回水口G连接。
经过压缩机后的气体温度升高，不满足继续进入下一级压缩机的要求，因此必须水冷器13降温后才能满足下一级压缩机的入口温度要求。
所述改性分子筛层为盐酸改性的13X分子筛层。
甲醇吸附罐21内设置有用以吸附甲醇的改性分子筛层，吸附效果好，且可以利用高温氮气反吹进行再生，重复利用率高。
实施例1
本新系统优选为依次连接的两组吸附前组件1、甲醇吸附组件2、压缩机三段3，两组前吸附组件依次为第一吸附组件、第二吸附组件，第一吸附组件包括第一分液罐、前压缩机一段、第一水冷器；第二吸附组件包括第二分液罐、前压缩机二段、第二水冷器。第一分液罐的进料口与低温甲醇洗C02气入口连接。
所述低温甲醇洗CO2气的组成(mol％)为CH3OH：0.0181，CO2：99.2199， H2：0.0906，N2：0.6483，Ar：0.0014，CH4：0.0017，CO：0.0199，流量为 50000Nm3/h，操作温度31℃，操作压力0.16MPaG，进入一级分液罐后进入前压缩机一段压缩，前压缩机一段的出口温度为124℃，压力为0.65MPaG，经过一级水冷器后温度降为40℃；然后进入二级分液罐分液，分液后进入前压缩机二段，前压缩机二段的出口温度为170℃，压力为2.6MPaG，经过二级水冷器后温度降低为40℃后，然后进入其中一个甲醇吸附罐脱除甲醇。
脱完甲醇后的CO2气组成(mol％)为CH3OH：0.0020，CO2：99.2247，H2： 0.0895，N2：0.648，Ar：0.0014，CH4：0.0017，CO：0.0201，然后进入压缩机三段3，压缩机三段3出口压力为6.5MPaG，温度为123℃，然后送气化输煤。
此时，CO2中甲醇含量为30mg/Nm3，满足排放时的甲醇浓度要求(＜ 50mg/Nm3)。
甲醇吸附罐21采用200℃的氮气反吹进行再生。
实施例2
本新系统优选为依次连接的两组吸附前组件1、甲醇吸附组件2、压缩机三段3，两组前吸附组件依次为第一吸附组件、第二吸附组件，第一吸附组件包括第一分液罐、前压缩机一段、第一水冷器；第二吸附组件包括第二分液罐、前压缩机二段、第二水冷器。第一分液罐的进料口与低温甲醇洗C02气入口连接。
所述CO2气组成(mol％)为CH3OH：0.0117，CO2：98.809，H2：0.557，N2： 0.1319，Ar：0.002，CH4：0.001475，CO：0.4865，流量为80000Nm3/h，操作温度31℃，操作压力0.17MPaG，进入一级分液罐后进入前压缩机一段压缩，前压缩机一段的出口温度为126℃，压力为0.67MPaG，经过一级水冷器后温度降为40℃；然后进入二级分液罐分液，分液后进入前压缩机二段，前压缩机二段出口温度为165℃，压力为2.66MPaG，经过二级水冷器后温度降低为40℃后，然后进入其中一个甲醇吸附罐脱除甲醇。
脱完甲醇的CO2气组成(mol％)为CH3OH：0.0018，CO2：98.8247，H2：0.552， N2：0.13，Ar：0.002，CH4：0.0015，CO：0.488，然后进入压缩机三段3，压缩机三段3出口压力为6.6MPaG，温度为122℃，送气化输煤。
此时，CO2中甲醇含量为27mg/Nm3，满足排放时甲醇浓度要求(＜ 50mg/Nm3)。
甲醇吸附罐21采用200℃的氮气反吹进行再生。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种脱除输煤CO2中甲醇的新系统，其特征在于：包括依次连接的至少两组吸附前组件(1)、甲醇吸附组件(2)、压缩机三段(3)，所述吸附前组件(1)包括依次连接的分液罐(11)、前压缩机(12)、水冷器(13)，所述甲醇吸附组件(2)包括至少两个并行设置的甲醇吸附罐(21)，甲醇吸附罐(21)内设置有用以吸附甲醇的改性分子筛层。
2.根据权利要求1所述的一种脱除输煤CO2中甲醇的新系统，其特征在于：所述甲醇吸附罐(21)的进气口与氮气加热器(4)连接，甲醇吸附罐(21)的出气口与再生氮气出口(C)连接。
3.根据权利要求2所述的一种脱除输煤CO2中甲醇的新系统，其特征在于：所述氮气加热器(4)的进气口与再生氮气进口(D)连接，氮气加热器(4)的热源进口与中压蒸汽入口(F)连接，氮气加热器(4)的热源出口与蒸汽凝液出口(E)连接。
4.根据权利要求1所述的一种脱除输煤CO2中甲醇的新系统，其特征在于：所述压缩机三段(3)的出气口与CO2气出口(B)连接。
5.根据权利要求1所述的一种脱除输煤CO2中甲醇的新系统，其特征在于：所述水冷器(13)的进水口与循环冷却水上水口(H)连接，水冷器(13)的出水口与循环冷却水回水口(G)连接。
6.根据权利要求1所述的一种脱除输煤CO2中甲醇的新系统，其特征在于：所述改性分子筛层为盐酸改性的13X分子筛层。
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| CN113769541A (zh) * | 2021-09-26 | 2021-12-10 | 乔治洛德方法研究和开发液化空气有限公司 | 一种将低温甲醇洗产生的co2产品气制备成高压co2载气的方法和设备 |
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