CN214495729U - 一种荒煤气制氢解吸气脱碳装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种荒煤气制氢解吸气脱碳装置，涉及荒煤气利用的技术领域，以解决现有工艺无法对荒煤气提氢后的解吸气组分提纯分离的技术问题。该荒煤气制氢解吸气脱碳装置包括提纯吸附装置、真空泵送装置、脱硫脱氧装置和脱碳吸附装置；提纯吸附装置与脱硫脱氧装置经并联设置的第一支路和第二支路连通；泵送装置设置于第二支路，能够使提纯吸附装置产生真空解吸气，并将真空解吸气输送至脱硫脱氧装置；脱碳吸附装置的内部自上至下设置有依次连通的容纳铜系吸附剂的第一腔室、容纳活性炭的第二腔室和容纳活性氧化铝的第三腔室；脱硫脱氧装置与脱碳吸附装置的第三腔室连通。

Description

一种荒煤气制氢解吸气脱碳装置

技术领域

本实用新型实施例涉及荒煤气利用的技术领域，尤其涉及一种荒煤气制氢解吸气脱碳装置。

背景技术

变压吸附气体分离技术是近年来应用广泛的混合气分离提纯目标气体的技术，其原理是通过压力或温度规律性变换来实现吸附质气体的净化和提纯，具有纯度高和成本低的优点。变压吸附技术选用高效气体吸附剂能够大幅提高目标气体组分的吸附量和选择有效性，同时对防止环境污染及节能等方面能够做出很大贡献。

随着新煤化工的不断发展，荒煤气的高效分离和提纯显得尤为重要，其中氢气提纯多种工艺已实现工业化应用。但是，现有工艺无法对荒煤气提氢后的解吸气组分提纯分离。

实用新型内容

本实用新型实施例通过提供一种荒煤气制氢解吸气脱碳装置，解决了现有工艺无法对荒煤气提氢后的解吸气组分提纯分离的技术问题。

本实用新型实施例提供了的荒煤气制氢解吸气脱碳装置，包括提纯吸附装置、真空泵送装置、脱硫脱氧装置和脱碳吸附装置；

所述提纯吸附装置与所述脱硫脱氧装置经并联设置的第一支路和第二支路连通，所述第一支路能够将所述提纯吸附装置产生的逆放解吸气输送至所述脱硫脱氧装置；

所述泵送装置设置于所述第二支路，能够使所述提纯吸附装置产生真空解吸气，并将所述真空解吸气输送至所述脱硫脱氧装置；

所述脱碳吸附装置的内部自上至下设置有依次连通的容纳铜系吸附剂的第一腔室、容纳活性炭的第二腔室和容纳活性氧化铝的第三腔室；

所述脱硫脱氧装置与所述脱碳吸附装置的所述第三腔室连通，以使所述脱硫脱氧装置产生的脱氧解吸气流入所述第三腔室。

在一种可能的实现方式中，所述第一腔室与所述第二腔室之间，以及所述第二腔室与所述第三腔室之间均设置有钢丝网。

在一种可能的实现方式中，所述第一腔室的顶部和所述第三腔室的底部均设置有瓷球。

在一种可能的实现方式中，所述泵送装置包括相连接的电机和水环真空泵；

所述水环真空泵设置于所述第二支路，所述水环真空泵的入口连通于所述提纯吸附装置，所述水环真空泵的出口连通于所述脱硫脱氧装置。

在一种可能的实现方式中，该荒煤气制氢解吸气制氢脱碳装置还包括逆放缓冲罐和真空缓冲罐；

所述逆放缓冲罐设置于所述第一支路；

所述真空缓冲罐设置于所述第二支路，且位于所述真空泵送装置与所述脱硫脱氧装置之间。

在一种可能的实现方式中，该荒煤气制氢解吸气制氢脱碳装置还包括压缩机，所述第一支路和所述第二支路均连通于所述压缩机的入口，所述压缩机的出口与所述脱硫脱氧装置连通。

在一种可能的实现方式中，所述第一支路与所述提纯吸附装置之间，以及所述第二支路与所述提纯吸附装置之间均设置有阀门。

本实用新型实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本实用新型实施例提供了一种荒煤气制氢解吸气脱碳装置，该荒煤气制氢解吸气脱碳装置在使用时，荒煤气在提纯吸附装置中被吸附的气体经过逆放后产生逆放解吸气，荒煤气在提纯吸附装置中被吸附的气体经过真空泵送装置的真空解吸产生真空解吸气，逆放解吸气经过第一支路进入脱硫脱氧装置，真空解吸气经第二支路进入脱硫脱氧装置。脱硫脱氧装置对进入的逆放解吸气和真空解吸气进行脱硫和脱硫，产生脱氧解吸气，脱氧解吸气进入脱碳吸附装置，依次经过第三腔室、第二腔室和第一腔室，使一氧化碳、二氧化碳和甲烷被吸附，氮气和氢气从脱碳吸附装置的顶部流出，这些氮气和氢气能够后续进行合成氨，被脱碳吸附装置吸附的气体经过解吸后能够产生含有一氧化碳的高热值燃料气，该高热值燃料气能够供热解炉和发电锅炉的使用。该荒煤气制氢解吸气脱碳装置实现了对荒煤气提氢后的解吸气组分的提纯分离，使荒煤气得到了充分利用，起到了节能环保的作用。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对本实用新型实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的荒煤气制氢解吸气脱碳装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的脱硫脱氧装置的结构示意图。

附图标记：10-提纯吸附装置；11-第一支路；12-第二支路；20-真空泵送装置；21-电机；22-水环真空泵；30-脱硫脱氧装置；31-脱硫塔；32-脱氧塔；40-脱碳吸附装置；41-第一腔室；42-第二腔室；43-第三腔室；44-钢丝网；45-瓷球；50-逆放缓冲罐；60-真空缓冲罐；70-压缩机。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，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。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型实施例中的具体含义。

本实用新型实施例提供了一种荒煤气制氢解吸气脱碳装置，如图1所示，该荒煤气制氢解吸气脱碳装置包括提纯吸附装置10、真空泵送装置20、脱硫脱氧装置30和脱碳吸附装置40。提纯吸附装置10与脱硫脱氧装置30经并联设置的第一支路11和第二支路12连通，第一支路11能够将提纯吸附装置10产生的逆放解吸气输送至脱硫脱氧装置30。泵送装置设置于第二支路12，并且泵送装置能够使提纯吸附装置10产生真空解吸气，并将真空解吸气输送至脱硫脱氧装置30。脱碳吸附装置40的内部自上至下设置有依次连通的容纳铜系吸附剂的第一腔室41、容纳活性炭的第二腔室42和容纳活性氧化铝的第三腔室43。脱硫脱氧装置30与脱碳吸附装置40的第三腔室43连通，以使脱硫脱氧装置30产生的脱氧解吸气流入第三腔室43。

具体地，提纯吸附装置10可以为提出吸附塔或其他能够对荒煤气进行提纯吸附的结构形式；脱碳吸附装置40可以为脱碳吸附塔或其他能够设置第一腔室41、第二腔室42和第三腔室43的结构形式；如图2所示，脱硫脱氧装置30可以包括相连通的脱硫塔31和脱氧塔32，第一支路11和第二纸轮均与脱硫塔31的入口连通，脱硫塔31的出口与脱氧塔32的入口连通，脱氧塔32的出口与脱碳吸附装置40的第三腔室43连通，脱硫塔31能够对逆放解吸气和真空解吸气进行脱硫操作，去除逆放解吸气和真空解吸气中的硫化氢，脱硫塔31流出的气体进入脱氧塔32，脱氧塔32能够除去气体中的氧气产生脱氧解吸气。

进入脱碳吸附装置40的脱氧解吸气中含有一氧化碳、二氧化碳、氮气、甲烷和氢气。由于一氧化碳和氮气的分子量相同，常规吸附剂对二者的吸附能力基本相同，而铜系吸附剂对一氧化碳分子具有较强的吸附作用，而对氮气分子的吸附作用较弱，通过使用铜系吸附剂能够除去脱氧解吸气中的一氧化碳。

本实施例中所述的铜系吸附剂可以是载有氯化亚铜的分子筛。比如，氯化亚铜负载型吸附剂可以是将CuCl与γ-Al2O3及4A、13X、NaY、Cu+Y等分子筛分别混合加热后所得吸附剂。

该荒煤气制氢解吸气脱碳装置在使用时，荒煤气在提纯吸附装置10中被吸附的气体经过逆放后产生逆放解吸气，荒煤气在提纯吸附装置10中被吸附的气体经过真空泵送装置20的真空解吸产生真空解吸气，逆放解吸气经过第一支路11进入脱硫脱氧装置30，真空解吸气经第二支路12进入脱硫脱氧装置30。脱硫脱氧装置30对进入的逆放解吸气和真空解吸气进行脱硫和脱硫，产生脱氧解吸气，脱氧解吸气进入脱碳吸附装置40，依次经过第三腔室43、第二腔室42和第一腔室41，使一氧化碳、二氧化碳和甲烷被吸附，氮气和氢气从脱碳吸附装置40的顶部流出，这些氮气和氢气能够后续进行合成氨，被脱碳吸附装置40吸附的气体经过解吸后能够产生含有一氧化碳的高热值燃料气，该高热值燃料气能够供热解炉和发电锅炉的使用。该荒煤气制氢解吸气脱碳装置实现了对荒煤气提氢后的解吸气组分的提纯分离，使荒煤气得到了充分利用，起到了节能环保的作用。

具体地，第一腔室41与第二腔室42之间设置有钢丝网44，第二腔室42与第三腔室43之间也设置有钢丝网44。钢丝网44能够保证第一腔室41、第二腔室42和第三腔室43之间依次连通的同时，能够承载对应的铜系吸附剂和活性炭。

进一步地，第一腔室41的顶部和第三腔室43的底部均设置有瓷球45。

其中，图1还示出了泵送装置的具体结构，泵送装置包括相连接的电机21和水环真空泵22，电机21通电时带动水环真空泵22工作。水环真空泵22设置于第二支路12，水环真空泵22的入口连通于提纯吸附装置10，水环真空泵22的出口连通于脱硫脱氧装置30。水环真空泵22在工作时产生真空负压，进而使提纯吸附装置10所吸附的气体解吸出来形成真空解吸气，再将真空解吸气经第二支路12输送到脱硫脱氧装置30中。

继续参照图1，该荒煤气制氢解吸气制氢脱碳装置还包括逆放缓冲罐50和真空缓冲罐60。逆放缓冲罐50设置于第一支路11。真空缓冲罐60设置于第二支路12，并且真空缓冲罐60位于真空泵送装置20与脱硫脱氧装置30之间。逆放缓冲罐50对逆放解吸气进行缓冲，真空缓冲罐60对真空解吸气进行缓冲。

该荒煤气制氢解吸气制氢脱碳装置还包括压缩机70，第一支路11和第二支路12均连通于压缩机70的入口，压缩机70的出口与脱硫脱氧装置30连通。经过逆放缓冲罐50缓冲后的逆放解吸气进入压缩机70，经过真空缓冲罐60缓冲后的真空解吸气也进入压缩机70，压缩机70将逆放解吸气和真空解吸气混合并压缩后输送到脱硫脱氧装置30中。

进一步地，第一支路11与提纯吸附装置10之间，以及第二支路12与提纯吸附装置10之间均设置有阀门，通过阀门的开闭来控制第一支路11和第二支路12的通断，通过阀门开口的大小来控制第一支路11和第二支路12中解吸气的流量。

本说明书中的各个实施方式采用递进的方式描述，各个实施方式之间相同或相似的部分互相参见即可，每个实施方式重点说明的都是与其他实施方式的不同之处。

以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对本申请限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请技术方案的范围。

Claims (7)

1.一种荒煤气制氢解吸气脱碳装置，其特征在于，包括提纯吸附装置(10)、真空泵送装置(20)、脱硫脱氧装置(30)和脱碳吸附装置(40)；

所述提纯吸附装置(10)与所述脱硫脱氧装置(30)经并联设置的第一支路(11)和第二支路(12)连通，所述第一支路(11)能够将所述提纯吸附装置(10)产生的逆放解吸气输送至所述脱硫脱氧装置(30)；

所述泵送装置设置于所述第二支路(12)，能够使所述提纯吸附装置(10)产生真空解吸气，并将所述真空解吸气输送至所述脱硫脱氧装置(30)；

所述脱碳吸附装置(40)的内部自上至下设置有依次连通的容纳铜系吸附剂的第一腔室(41)、容纳活性炭的第二腔室(42)和容纳活性氧化铝的第三腔室(43)；

所述脱硫脱氧装置(30)与所述脱碳吸附装置(40)的所述第三腔室(43)连通，以使所述脱硫脱氧装置(30)产生的脱氧解吸气流入所述第三腔室(43)。

2.根据权利要求1所述的荒煤气制氢解吸气脱碳装置，其特征在于，所述第一腔室(41)与所述第二腔室(42)之间，以及所述第二腔室(42)与所述第三腔室(43)之间均设置有钢丝网(44)。

3.根据权利要求2所述的荒煤气制氢解吸气脱碳装置，其特征在于，所述第一腔室(41)的顶部和所述第三腔室(43)的底部均设置有瓷球(45)。

4.根据权利要求1所述的荒煤气制氢解吸气脱碳装置，其特征在于，所述泵送装置包括相连接的电机(21)和水环真空泵(22)；

所述水环真空泵(22)设置于所述第二支路(12)，所述水环真空泵(22)的入口连通于所述提纯吸附装置(10)，所述水环真空泵(22)的出口连通于所述脱硫脱氧装置(30)。

5.根据权利要求1所述的荒煤气制氢解吸气脱碳装置，其特征在于，还包括逆放缓冲罐(50)和真空缓冲罐(60)；

所述逆放缓冲罐(50)设置于所述第一支路(11)；

所述真空缓冲罐(60)设置于所述第二支路(12)，且位于所述真空泵送装置(20)与所述脱硫脱氧装置(30)之间。

6.根据权利要求1所述的荒煤气制氢解吸气脱碳装置，其特征在于，还包括压缩机(70)，所述第一支路(11)和所述第二支路(12)均连通于所述压缩机(70)的入口，所述压缩机(70)的出口与所述脱硫脱氧装置(30)连通。

7.根据权利要求1所述的荒煤气制氢解吸气脱碳装置，其特征在于，所述第一支路(11)与所述提纯吸附装置(10)之间，以及所述第二支路(12)与所述提纯吸附装置(10)之间均设置有阀门。

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