CN218307137U - 一种富含二氧化碳的化工尾气提纯系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种富含二氧化碳的化工尾气提纯系统，由膜分离碳捕集单元和压缩干燥、低温液化单元两部分组成，主要设备有气液分离罐、无油压缩机、加湿罐、膜处理装置、干燥压缩机、干燥设备、液化设备、储存罐等组成。各设备之间通过管道连接。该工艺不仅解决了低温甲醇洗尾气排放造成严重污染的问题，而且回收了宝贵的碳资源，为国家的“双碳”目标的实现，具有重要的意义；本实用新型的技术解决方案是在低温甲醇洗尾气通过管道进入气液分离罐，分离出液态水分及油分等杂质。本实用新型工艺无溶剂挥发，对环境不造成二次污染，具有环境友好、高效节能、流程短、占地面积小等优势。
Description
技术领域
本实用新型涉及环保技术领域，尤其是一种富含二氧化碳的化工尾气提纯系统。
背景技术
低温甲醇洗工艺是一种煤气净化工艺，其主要目的是脱除煤气中的二氧化碳和硫化氢气体使之达到城市煤气或合成气使用标准。脱除后的二氧化碳通常作为废气排放到大气中，该废气中二氧化碳含量高达70%。富含二氧化碳的废气排放到空气中，不仅造成严重的环境污染，而且又浪费了宝贵的碳资源。回收废气中的二氧化碳，并提高其纯度将其重新利用起来备受业界关注；而回收二氧化碳的常规操作是采用吸附精馏法，而吸附精馏法回收二氧化碳主要包括原料气压缩、干燥吸附净化、冷冻液化及精馏存储，该系统提纯回收投资大、产品提纯率不高。
实用新型内容
本实用新型的目的在于设计一种富含二氧化碳的化工尾气提纯系统，为了解决上述背景技术中提到的问题。
本实用新型的目的是通过下述技术方案予以实现：一种富含二氧化碳的化工尾气提纯系统，包括气液分离器，所述气液分离器通过连接管道与上游二氧化碳的低温甲醇洗尾气管道连接，所述气液分离器与压缩机固定连接，所述压缩机通过连接管道与加湿罐连接，所述加湿罐通过连接管道与膜分离装置连接，所述膜分离装置上通过连接管道连接着烟囱排放管，所述膜分离装置通过连接管道与气液分离罐连接，所述气液分离罐通过连接管道与干燥压缩机连接，干燥压缩机通过连接管道与干燥设备连接，所述干燥设备与液化设备连接通过制冷剂获得冷却降温，所述液化设备与存储罐连接。
进一步地，所述压缩机增压后出口压力不小于0.5MPa。
进一步地，所述膜分离装置为一级一段膜处理装置，所述膜分离装置内固定设置多个膜组件构成。
进一步地，所述干燥设备为固体吸附干燥，且所述干燥设备内设置吸附、再生可切换的设备，一个吸附完成进入再生阶段，另一个再生后转入吸附阶段。
进一步地，所述液化设备处理可得到纯度≥99%的液态二氧化碳，通过管道输送或者罐车运输至使用点。
进一步地，所述膜分离装置为筒体结构，所述膜分离装置分设三个腔体，所述膜分离装置内设膜元件，所述膜分离装置的中间腔体内，所述膜元件中空的筒体结构，且位于所述膜元件底部设有涡流端盖，位于所述膜元件内固定设有膜层，二氧化碳气体通过膜层汇集到所述膜元件内固定设有的中心筒内，通过所述中心筒进入渗透气腔。
进一步地，所述膜分离装置分设三个腔体上分别设置相应的进气口及出气口；
所述进气口位于所述膜分离装置的底部，所述膜元件底部与所述膜分离装置的下部腔体相通，所述进气口通过管道与上游设备连接对接。
进一步地，所述膜分离装置的中间腔体为截留气腔，截留气腔上固定开有截留气出口，所述截留气出口通过管道与下游设备连接。
进一步地，所述膜分离装置的上端为渗透气腔，所述渗透气腔上设有渗透气出口，所述渗透气出口通过管道与下游设备连接；
所述膜分离装置的上部腔体为渗透气腔，所述膜元件的上端的出气口与所述渗透气腔相通。
进一步地，所述气液分离罐与所述干燥压缩机串联设置有所述膜分离装置。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本系统经过增压干燥、低温液化等装置进一步得到储存再储罐内的纯度≥99的液态二氧化碳。本实用新型工艺无溶剂挥发，对环境不造成二次污染，具有环境友好、高效节能、流程短、占地面积小等优势，
本系统是采用膜分离法，采用一级一段膜分离处理装置即可提高其纯度至95%及以上。
膜分离处理装置采用管状卷式膜元件，膜元件中含有多组分合成的混合基质膜，具有优良的二氧化碳分离性能，其独特的化学结构能够使二氧化碳气体快速聚集到渗透侧，其他不能快速通过的气体则留在截留侧，从而得到较高浓度的二氧化碳气体，其纯度≥95%。
附图说明
图1是本实用新型整体示意图；
图2是本实用新型膜元件示意图。
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，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，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。
如图1-2所示，一种富含二氧化碳的化工尾气提纯系统，包括气液分离器1，所述气液分离器1通过连接管道与上游二氧化碳的低温甲醇洗尾气管道连接，所述气液分离器1与压缩机2固定连接，所述压缩机2通过连接管道与加湿罐3连接，所述加湿罐3通过连接管道与膜分离装置4连接，所述膜分离装置4上通过连接管道连接着烟囱排放管，所述膜分离装置4通过连接管道与气液分离罐5连接，所述气液分离罐5通过连接管道与干燥压缩机6连接，干燥压缩机6通过连接管道与干燥设备7连接，所述干燥设备7与液化设备8连接通过制冷剂获得冷却降温，所述液化设备8与存储罐9连接。
本实用新型进一步优选的实施例是，所述压缩机2增压后出口压力不小于0.5MPa。
本实用新型进一步优选的实施例是，所述膜分离装置4为一级一段膜处理装置，所述膜分离装置4内固定设置多个膜组件构成。
本实用新型进一步优选的实施例是，所述干燥设备7为固体吸附干燥，且所述干燥设备7内设置吸附、再生可切换的设备，一个吸附完成进入再生阶段，另一个再生后转入吸附阶段。
本实用新型进一步优选的实施例是，所述液化设备8处理可得到纯度≥99%的液态二氧化碳，通过管道输送或者罐车运输至使用点。
本实用新型进一步优选的实施例是，所述膜分离装置4为筒体结构，所述膜分离装置4分设三个腔体，所述膜分离装置4内设膜元件，所述膜分离装置4的中间腔体内，所述膜元件中空的筒体结构，且位于所述膜元件底部设有涡流端盖，位于所述膜元件内固定设有膜层，二氧化碳气体通过膜层汇集到所述膜元件内固定设有的中心筒内，通过所述中心筒进入渗透气腔。
本实用新型进一步优选的实施例是，所述膜分离装置4分设三个腔体上分别设置相应的进气口及出气口；
所述进气口位于所述膜分离装置4的底部，所述膜元件底部与所述膜分离装置4的下部腔体相通，所述进气口通过管道与上游设备连接对接。
所述膜元件包括圆柱状的膜壳，所述膜壳固定设有膜元件，所述膜元件上端连接着膜产气中心管，所述所述膜壳为中空状，且所述膜产气中心管延伸出外，所述膜壳底部固定设有进气口，所述进气口通过快装卡箍与管道连接，所述膜壳上端通过快装卡箍方式连接着膜元件装卸口，所述膜壳上端固定设有截留气口，截留气口上设置有快装卡箍。
本实用新型进一步优选的实施例是，所述膜分离装置4的中间腔体为截留气腔，截留气腔上固定开有截留气出口，所述截留气出口通过管道与下游设备连接。
本实用新型进一步优选的实施例是，所述膜分离装置4的上端为渗透气腔，所述渗透气腔上设有渗透气出口，所述渗透气出口通过管道与下游设备连接；
所述膜分离装置4的上部腔体为渗透气腔，所述膜元件的上端的出气口与所述渗透气腔相通。
本实用新型进一步优选的实施例是，所述气液分离罐5与所述干燥压缩机6串联设置有所述膜分离装置4。
本系统是采用膜分离法，采用一级一段膜分离处理装置即可提高其纯度至95%及以上。膜分离处理装置采用管状卷式膜元件，膜元件中含有多组分合成的混合基质膜，具有优良的二氧化碳分离性能，其独特的化学结构能够使二氧化碳气体快速聚集到渗透侧，其他不能快速通过的气体则留在截留侧，从而得到较高浓度的二氧化碳气体，其纯度≥95%；
本实用新型利用一级一段膜分离处理装置提纯低温甲醇洗尾气，以提高废气中二氧化碳的再利用，同时减少了环境污染；
含浓度在68-70%的二氧化碳的低温甲醇洗尾气通过管道进入气液分离器1，除去气体中的液态水、油等杂质，然后进入压缩机2进行增压至0.5MPa,然后再进入加湿罐3，在此进行温度和湿度的调节，当温度达到35℃，湿度饱和情况下气体进入一级一段膜分离装置4，被膜分离装置4截留的废气排至原烟囱排放，≥95%的产品气从膜分离装置4的渗透侧生成。为满足用户更多使用要求，本系统可将产品气进一步气液分离罐5中，进一步出去水、油杂质后，进入干燥压缩机6，提高气体压力至2.5MPa，水蒸气可进一步液化出来，进入干燥设备7，进行干燥脱水处理，为连续进行干燥，本干燥设备为固体吸附干燥，设置再生装置，在本设备中可实现吸附、再生的切换，然后进入液化设备8通过制冷剂获得冷却降温，使二氧化碳气体液化至-20 ℃，排出不凝汽，进一步提纯，最后得到的产品液态二氧化碳，其纯度可达99%以上。可以通过管道输送或者罐车运输至使用点
对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (10)
1.一种富含二氧化碳的化工尾气提纯系统，其特征在于：包括气液分离器(1)，所述气液分离器(1)通过连接管道与上游二氧化碳的低温甲醇洗尾气管道连接，所述气液分离器(1)与压缩机(2)固定连接，所述压缩机(2)通过连接管道与加湿罐(3)连接，所述加湿罐(3)通过连接管道与膜分离装置(4)连接，所述膜分离装置(4)上通过连接管道连接着烟囱排放管，所述膜分离装置(4)通过连接管道与气液分离罐(5)连接，所述气液分离罐(5)通过连接管道与干燥压缩机(6)连接，干燥压缩机(6)通过连接管道与干燥设备(7)连接，所述干燥设备(7)与液化设备(8)连接通过制冷剂获得冷却降温，所述液化设备(8)与存储罐(9)连接。
2.如权利要求1所述的一种富含二氧化碳的化工尾气提纯系统，其特征在于：所述压缩机(2)增压后出口压力不小于0.5MPa。
3.如权利要求1所述的一种富含二氧化碳的化工尾气提纯系统，其特征在于：所述膜分离装置(4)为一级一段膜处理装置，所述膜分离装置(4)内固定设置多个膜组件构成。
4.如权利要求3所述的一种富含二氧化碳的化工尾气提纯系统，其特征在于：所述干燥设备(7)为固体吸附干燥，且所述干燥设备(7)内设置吸附、再生可切换的设备，一个吸附完成进入再生阶段，另一个再生后转入吸附阶段。
5.如权利要求1所述的一种富含二氧化碳的化工尾气提纯系统，其特征在于：所述液化设备(8)处理可得到纯度≥99％的液态二氧化碳，通过管道输送或者罐车运输至使用点。
6.如权利要求1所述的一种富含二氧化碳的化工尾气提纯系统，其特征在于：所述膜分离装置(4)为筒体结构，所述膜分离装置(4)分设三个腔体，所述膜分离装置(4)内设膜元件，所述膜分离装置(4)的中间腔体内，所述膜元件中空的筒体结构，且位于所述膜元件底部设有涡流端盖，位于所述膜元件内固定设有膜层，二氧化碳气体通过膜层汇集到所述膜元件内固定设有的中心筒内，通过所述中心筒进入渗透气腔。
7.如权利要求6所述的一种富含二氧化碳的化工尾气提纯系统，其特征在于：所述膜分离装置(4)分设三个腔体上分别设置相应的进气口及出气口；
所述进气口位于所述膜分离装置(4)的底部，所述膜元件底部与所述膜分离装置(4)的下部腔体相通，所述进气口通过管道与上游设备连接对接。
8.如权利要求1或3所述的一种富含二氧化碳的化工尾气提纯系统，其特征在于：所述膜分离装置(4)的中间腔体为截留气腔，截留气腔上固定开有截留气出口，所述截留气出口通过管道与下游设备连接。
9.如权利要求6所述的一种富含二氧化碳的化工尾气提纯系统，其特征在于：所述膜分离装置(4)的上端为渗透气腔，所述渗透气腔上设有渗透气出口，所述渗透气出口通过管道与下游设备连接；
所述膜分离装置(4)的上部腔体为渗透气腔，所述膜元件的上端的出气口与所述渗透气腔相通。
10.如权利要求1所述的一种富含二氧化碳的化工尾气提纯系统，其特征在于：所述气液分离罐(5)与所述干燥压缩机(6)串联设置有所述膜分离装置(4)。
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