从富甲烷混合气体中除去二氧化碳和水分的装置制造方法及图纸

一种从富甲烷混合气体中除去二氧化碳和水分的装置，该装置采用吸附一脱吸法，循环使用４塔式吸附塔，其特征在于：从解吸塔，在通过解吸气体吸气泵的解吸气体管路开始分管，设置有有水式储气罐，回收气体压缩机和回收气体温度调节装置的回收气体管路，用管路连接在前－流程进行吸附而在本流程中进行过吸附的塔、再循环气体管路、处理前原料气体导入管路、吸附塔，以回收解吸气体中所含的可燃成分。（*该技术在2010年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及用吸附一脱吸法从富甲烷混合气体，例如城市煤气生产流程中产生的煤气中除去不可燃的二氧化碳和水分的装置。以往，用吸附-脱吸法分离煤气中所含二氧化碳和水分、进行精制的装置，曾由特开昭58-159830号等公报公开过。然而，以往这种装置，如果要组装到城市用煤气生产流程时，在前流程中有煤气发生器，后流程中有热量调节装置，必须对连续流动采取措施的情况下，吸附-脱吸法的困难在于，流量、压力、热量诸参数不能及时随流程而变化。此外，为了提高成品煤气的纯度，需要进行清洗和净化，由于产生大量的含有可燃成分的废气（余气），对它的处理不但有困难，而且还存在给城市用煤气的有效成份（可燃成分）造成损失等问题，因而还难以用它作为实用装置。本专利技术是考虑到现有技术中存在的上述诸问题而提出的，其目的在于：采用以往的吸附-脱吸法消除所产生的废气（余气），尽可能地回收城市用煤气有效成分（可燃性气体），提高可燃成分的回收率，减少分离造成的损失，提供一种消除流量、压力、成分的变化，不影响前、后流程，连续流动的工艺流程的从富甲烷混合气体中除去二氧化碳和水分的装置。为了达到上述目的，本专利技术提出的从富甲烷混合气体中除去二氧化-->碳和水分的装置是，循环使用4塔式吸附塔，将富甲烷混合气体中的二氧化碳及水分，按顺序经过吸附、过吸附及置换、均压及自压减压、吸气减压的一系列的减压及吸气解吸，一次加压及二次加压和保持的各道流程，即通过吸附-脱吸法予以吸附除去的装置;在该装置中，从解吸流程塔，在通过解吸气体吸气泵的解吸气体管路开始分路，将设有有水式储气罐、回收气体压缩机和回收气体温度调节装置的回收气体管路，与前流程中进行吸附后而本流程中进行过吸附的塔相连，设置用管路连接该塔、再循环气体管路、处理前原料气体导入管路及吸附塔的装置，回收解吸气体中所含可燃成分气体，从而提高精制煤气中的二氧化碳和水分的去除率和可燃成分气体的回收率。此外，为了相同的目的，在设置将解吸流程的塔与加压流程的塔的下部相互连结起来的均压用下部管路的同时，还设置将上述两塔的上部相互连结起来的均压用上部管路。将精制气体管路与回收气体管路连结起来，设置在过吸附流程的末期将一部分精制气体输入回收气体管路进行置换的置换气体管路。为了使回收气体的成分和压力不变，流量、压力和热量的变化不致影响前后的流程，而在回收气体管路中设置一个装有使气体成分及压力均匀化的手段的有水式储气罐。为了不使精制气体的流量和压力发生变化，设置将一部份精制气体输入加压流程塔的二次加压气体管路，在该二次加压管路上设有定流量调节阀。还以相同的目的，在置换气体管路上也设有定流量调节阀。此外，在回收气体管路的回收气体压缩机与过吸附流程塔之间，设有回收气体温度调节装置。-->按上述构成的从富甲烷混合气体中除去二氧化碳和水分的装置，将经解吸流程塔在解吸初期流出的含有二氧化碳与可燃成分气体的混合气体（以下称回收气体），向有水式储气罐回收，对回收气体进行整流、整压、均质，并使其温度上升，送入前循环中的吸附流程结束塔（该流程是过吸附流程），二氧化碳被过吸附，回收气体被分离回收后，再循环到处理前原料气体中。在均压流程，能够将残留在塔上部的高纯度可燃成分以及塔下部回收气体的可燃成分，经调节流出量后，可一并送到加压流程的塔中。在过吸附流程的末期，能把回收气体管路置换成精制气体，以备下一循环使用。由有水式储气罐和安装在有水式储气罐上的均质装置，对上述回收气体在解吸时出现变化的解吸气体成分和压力进行均一化处理，同时使回收气体压缩机的吸气压力和排气压力恒定。此外，为了使二氧化碳和甲烷等吸附成分的解吸条件更有利，由回收气体调节装置，对送入过吸附流程塔的回收气体，进行温度调节。在不使本装置的后流程的压力、流量变化的情况下，将一部分精制气体用于吸附塔升压用的加压气体和管路等置换用的置换气体。本专利技术由于采用上述构成而且有下述优点。（1）由于设置了从解吸流程塔，在通过解吸气体吸气泵的解吸气体管路设置分管，在中间有水式储气罐的回收气体管路，所以靠解吸操作，利用CH4和CO2混合气体的解吸速度之差，在吸气解吸流程开始之前，将CH4成分取出并回收，能够与吸气解吸流程期间的高纯度CO2分离、分割，采用以往的吸附-脱吸法消除所产生的-->排出气体（余气），由于可高效地回收可燃成分，使分离的损失极小。（2）设置回收气体温度调节装置，回收气体在过吸附流程中，提高回收气体的温度，促进共吸附于吸附剂中的CH4解吸，在降低解吸气体中的可燃成分的浓度的同时，使CO2的解吸有利，能够充分地进行吸附剂的再生，能使精制气体中的可燃成分的纯度提高。（3）在设置与解吸流程塔和加压流程塔的下部相互连接的均压用下部管路同时，还设有将上述两塔上部相互连接的均压用上部管路，通过塔的上下两方对解吸（减压）流程的塔进行减压，将该减压气体作为加压流程塔的一次加压气体，能从该塔的上、下部流入，这样作的结果是，由于塔上部的高纯度可燃成分及塔下部的回收气体的可燃成分一并从解吸流程的塔排至加压流程的塔，因此，对提高解吸时的解吸成分（CO2）纯度有效。此外，根据过吸附流程终止时的塔内成分分布，调节加压流程塔的上部和下部的排出量，由于能够使成分的变化对获得吸附流程时的高纯度可燃成份气体有利，所以对于提高精制气体中的可燃成分的纯度是有效的。因此，能使精制气体中的可燃成分纯度及吸气解吸气体中的CO2纯度得到提高。（4）作为吸附剂，虽然可以使用碳系、泡沸石系和硅胶系等，但本装置中采用碳系，特别是使用了平均孔径约为3A的碳分子筛。当处理前原料气体中有水份时，如果采用碳系以外的吸附剂，须要将吸附剂温度提高到约100℃以上，以提高吸附和解吸的能力，如果采用碳系吸附剂，在室温下就能实现CO2和水份的吸附、解-->吸，因此不需要吸附剂的加热装置和热源。此外，如使用平均孔径3埃的碳分子筛，则可有选择地对CO2进行吸附，由于对主要的可燃成分CH4的吸附非常少，所以导致精制气体中的CO2浓度降低，解吸气体中的CH4浓度也降低了，因而可以获得高纯度的可燃成分精制气体和高纯度CO2气体。而且，回收气体的量变少，能使整个装置实现小型化。（5）上述（1）（2）（3）（4）诸条相互结合，用以往的吸附-脱吸法消除了发生的排出气体（余气），进一步促进可燃成分的有效回收，而且还可以同时获得高纯度可燃成分精制气体和高纯度CO2气体。此外还能实现整个装置的小型化，降低设备的建造费和运转费用。（6）由于在回收气体管路中设置了具有使气体的成分和压力保持等值的手段的有水式储气罐，所以在将回收的解吸气体送入的期间，使包括变化中的二氧化碳和可燃成分在内的混合气体的成分，大体上保持一致，同时，向过吸附流程塔输入回收气体的回收气体压缩机的吸气压力，变为固定不变的压力，这对减少回收气体的流量变化和成份变化是有效的。因此，使以往吸附-脱吸法去连续流程中存在的压力、流量和成分的变化问题得到减轻，不会影响上游和下游的装置（如气体发生装置和热量调节装置。（7）由于在二次加压气体管路及置换气体管路上设有定流量调节阀，把精制气体的一部分作为吸附塔外压用的加压气体，以固定不变的流量来流动，所以本装置不会使上游和下游压力和流量发生变-->化。（8）上述（6）（7）诸条相互结合，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种从富甲烷混合气体中除去二氧化碳和水份的装置，循环使用４塔式吸附塔，采用吸附－脱吸法，依次实施吸附，过吸附及置换.均压、自压减压、吸气减压的一系列减压及吸气解吸.一次加压、二次加压和保持的各道流程，其特征在于设有下述装置：从解吸流程的塔，在通过解吸气体吸气泵的解吸气体管路开始分管路，设置有有水式储气罐、回收气体压缩机机和回收气体温度调节装置的回收气体管路，与前一流程进行吸附而本流程中进行过吸附的塔相连，用管路连接该塔、再循环气体管路、处理前原料气体导入管路、吸附塔，设置上述的装置以回收解吸气体中所含的可燃成分。

【技术特征摘要】
JP 1989-4-24 103743/891、一种从富甲烷混合气体中除去二氧化碳和水份的装置，循环使用4塔式吸附塔，采用吸附-脱吸法，依次实施吸附，过吸附及置换·均压、自压减压、吸气减压的一系列减压及吸气解吸·一次加压、二次加压和保持的各道流程，其特征在于设有下述装置：从解吸流程的塔，在通过解吸气体吸气泵的解吸气体管路开始分管路，设置有有水式储气罐、回收气体压缩机和回收气体温度调节装置的回收气体管路，与前一流程进行吸附而本流程中进行过吸附的塔相连，用管路连接该塔、再循环气体管路、处理前原料气体导入管路、吸附塔，设置上述的装置以回收解吸气体中所含的可燃成分。2、按权利要求1所述从富甲烷混合气体中去除二氧化碳和水份的装置，其特征在于：设有将解吸流程的塔与加压流程的塔下部相互连接的均压用下部管路;还设有将上述两塔的上部相互连接的均压用上部管路。3、按权利要求1或2所述从富甲烷混合气体中去除二氧化碳和水分的装置，其特征在于：设有从吸附流程的...

【专利技术属性】
技术研发人员：金丸利寿，浦野昌治，木下夏雄，太田启，川崎春次，西野近，
申请(专利权)人：西部瓦斯株式会社，三菱油化工程株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]