一种合成气净化后CO制造技术

本发明专利技术提供了一种合成气净化后CO

A kind of CO after syngas purification

The invention provides a co after purification of synthetic gas

【技术实现步骤摘要】
一种合成气净化后CO2尾气的环保处理方法
本专利技术涉及煤化工领域，更具体地，涉及一种粗合成气净化后CO2尾气的环保处理。特别适用于合成气低温甲醇洗尾气中含有中等含量有机物和硫化物的脱除。低温甲醇洗尾气中的有机物是通氧化的方式脱除，保证CO2气中的非甲烷总烃(VOCs)和硫满足环保排放要求，氧化反应后的高温气体通过膨胀机回收能量节省运行成本，同时可副产大量高品质蒸汽，创造巨大经济效益。
技术介绍
煤碳在我国是主要的燃料和工业原料。煤气化在煤化工中占有重要地位，绝大部分煤化工工艺先将煤气化制成合成气，再将合成气净化后用于生产各种气体燃料或材料。而粗合成气净化过程会分离出大量CO2，这些CO2通常直接排放到空气中。降低净化后CO2尾气中污染物的含量，有利于提高人民生活水平和环境保护，同时也可能回收过程的热能并达到盈利。合成气净化后CO2尾气中的有机物是上游煤气化装置产生的。煤气化技术种类很多，其中碎煤加压气化过程伴随着煤的燃烧和热解，可副产甲烷和焦油，同时，也带来了合成气净化后尾气中有机物含量高于其他粉煤气化技术。鲁奇碎煤加压气化、BGL是典型的移动床气化技术。BGL气化炉是鲁奇固态排渣气化炉的改进形式，当时是为提高低活性煤气化效率而开发的。其效率的提高是通过减少蒸汽/氧气比，使干灰融化形成熔渣而实现的。这要求对气化炉底部进行重新设计，以适应更高温度并且将产生的熔渣排走。鲁奇气化、BGL气化还是国内自主的碎煤加压气化，其净化后尾气中均含有较多的非甲烷总烃，可燃组分的体积浓度在1.5％左右(与原料煤性质密切相关，并受气化技术影响)。而GB31571-2015《石油化学工业污染物排放标准》中非甲烷总烃和甲醇的排放标准(非甲烷总烃小于120mg/Nm3、甲醇排放浓度小于50mg/Nm3的要求)，碎煤加压气化的合成气净化尾气中的VOCs含量远高出环保要求值。合成气净化CO2尾气中的可燃组分为CH4、C2H6、C3H8等，可燃组分含量约1.5％左右，属于中等浓度，考虑到含有大量的惰性气体，且排放量较大，因此选择氧化消除工艺处理此废气较为合理。目前较为成熟的氧化消除有催化氧化、蓄热燃烧、直接燃烧等三种类似领域的处理方法，下面分别介绍：1.火焰燃烧方法，由于尾气中可燃组分适中，相对直接燃烧热值较低，还需补充燃料气才能保证燃烧持续，需要消耗大量伴烧气。2.蓄热燃烧(RTO)，适宜中低热值的尾气处理，针对目标尾气特点，燃烧温度高，热效率高，但尾气热值较高，反应区容易出现超温现象，需加入大量的空气稀释或设置多段串联，中间却热降温；RTO系统与大气直接连通，运行压力低，实际生产中出现过爆炸事件。3.催化氧化，适宜中低浓度的尾气处理，氧化温度低，具有安全可靠、净化效率高等优点。但催化剂床层的阻力降较大，因此尾气加压消耗的动力较大，运行成本高，需要开发新的工艺路线解决。以上三种技术在合成气净化后的CO2尾气的环保治理方面尚未应用，或者是经济效益差，或是存在安全风险。由于国内的煤气化合成气净化后尾气的环保治理需求较大，急需环保、安全和经济性好的处理技术。
技术实现思路
本专利技术针对碎煤加压气化的合成气净化后尾气的实际情况，在满足环保排放要求和安全生产的前提下，以节约燃料、动力和投资为目的，克服尾气气量大、压力低、不易处理的特点，开发具有盈利能力的VOCs处理技术以满足市场的需求。本专利技术涉及一种合成气净化后CO2尾气的环保处理方法，使尾气排放满足环保要求，降低能耗同时副产高品质蒸汽，创造一定的经济效益。为实现上述目的，本专利技术采取以下技术：一种合成气净化后CO2尾气的环保处理方法，包括脱硫单元、脱烃单元、压缩膨胀和余热锅炉回收单元，合成气净化后CO2尾气中的氢气、一氧化碳、甲烷、乙烷、乙烯、丙烷、丙烯、丁烷的体积含量在0.2～3％；合成气净化后CO2尾气在脱烃单元前不与脱烃的氧化剂接触，以防止爆炸性混合物的形成；脱硫单元在脱烃单元前进行脱硫，余热锅炉回收单元在脱烃单元的后面；压缩膨胀为脱硫单元和脱烃单元提供气体输送动力并按温度和压力区间进行连接。合成气净化后CO2尾气还可混有其它气体，其它气体中的甲醇、乙醇的热值高于合成气净化后CO2尾气，合成气净化后CO2尾气和其它气体混合后气体中的氢气、一氧化碳、甲烷、甲醇、乙烷、乙烯、丙烷、丙烯这些含碳氢氧有机物的体积含量<5％；本方法可以在没有其它气体的情况下单独处理合成气净化后CO2尾气；脱烃单元采用固体脱烃催化剂，固体脱烃催化剂为粒状或蜂窝状。脱烃单元的进气温度范围为30℃～650℃，所述脱烃单元的排气温度范围为30℃～1000℃。脱硫单元用于脱除合成气净化后CO2尾气和其它气体中的H2S和COS。根据脱烃单元的进气温度达不到需求时或余热回收需要时设置预热器提高进入脱烃单元前尾气的温度；所述方法处理后的尾气还需要经过降温换热器控制尾气排放温度和回收热量，其出口尾气正常温度范围120℃～220℃。压缩膨胀将合成气净化后CO2尾气和其它气体的压力提升至0.12MPa～0.8MPa(a)。压缩膨胀至少包括一级压缩和电机，一级压缩和电机是必须配置的，其中，电机可采用汽轮机代替。当脱烃单元的操作压力大于0.2MPa(a)时，压缩膨胀还包括二级压缩，膨胀机不是必需的，是按节能需求配置的回收能量设备。脱烃单元采用的脱烃催化剂为粒状或蜂窝状，在脱烃单元中合成气净化后CO2尾气和其它气体中的有机物在固体脱烃催化剂表面按照不同组分和不同温度段分梯次氧化。经所述方法处理后的尾气，可以达到以下排放指标：CH3OH≤20mg/m3，非甲烷总烃小于80mg/m3，总硫(二氧化硫)≤0.1ppm，无氮氧化物。上述排放指标远低于目前国家环保要求(国家标准GB31570-2015和GB31571-2015要求CH3OH≤50mg/m3、非甲烷总烃小于120mg/m3、二氧化硫小于50mg/m3、氮氧化物小于100mg/m3)，能够满足今后的环保升级和更严格的排放标准。方案一合成气净化后CO2尾气经过压缩、脱硫单元后进入脱烃单元，然后进入动力回收单元和余热回收后排入空气中。合成气净化后CO2尾气中的甲烷、乙烷、乙烯、丙烷、丙烯等有机物的体积含量在0.5～3％，其他气体的热值高于合成气净化后CO2尾气，合成气净化后CO2尾气和其他气体混合后气体中的甲烷、乙烷、乙烯、丙烷、丙烯等有机物的体积含量<5％；合成气净化后CO2尾气和其他气体在脱烃单元前不与脱烃的氧化剂接触，以防止爆炸性混合物的形成；其它气体为其它含有热值的气体，本方法可以在没有其它气体的情况下单独处理合成气净化后CO2尾气；脱硫单元在脱烃单元前进行脱硫，余热回收在脱烃单元的后面；压缩膨胀为脱硫单元和脱烃单元提供气体输送动力并按温度和压力区间进行连接。进一步地，脱烃单元的进气温度范围为30℃～650℃，所述脱烃单元的排气温度范围为30℃～10本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种合成气净化后CO

【技术特征摘要】
1.一种合成气净化后CO2尾气的环保处理方法，包括脱硫单元(4)、脱烃单元(5)、压缩膨胀(3)和余热锅炉回收单元(8)，其特征在于：
合成气净化后CO2尾气(1)中的氢气、一氧化碳、甲烷、乙烷、乙烯、丙烷、丙烯、丁烷的体积含量在0.2～3％；
合成气净化后CO2尾气(1)在脱烃单元(5)前不与脱烃的氧化剂(6)接触；
脱硫单元(4)在脱烃单元(5)前进行脱硫，余热锅炉回收单元(8)在脱烃单元(5)的后面；
压缩膨胀(3)为脱硫单元(4)和脱烃单元(5)提供气体输送动力并按温度和压力区间进行连接。


2.根据权利要求1所述的合成气净化后CO2尾气的环保处理方法，其特征在于：
合成气净化后CO2尾气(1)还可混有其它气体(2)，其它气体(2)中的甲醇、乙醇的热值高于合成气净化后CO2尾气(1)，合成气净化后CO2尾气(1)和其它气体(2)混合后气体中的氢气、一氧化碳、甲烷、甲醇、乙烷、乙烯、丙烷、丙烯这些含碳氢氧有机物的体积含量<5％；本方法可以在没有其它气体(2)的情况下单独处理合成气净化后CO2尾气(1)。


3.根据权利要求1所述的合成气净化后CO2尾气的环保处理方法，其特征在于：
脱烃单元(5)的进气温度范围为30℃～650℃，所述脱烃单元(5)的排气温度范围为30℃～1000℃。


4.根据权利要求2所述的合成气净化后CO2尾气的环保处理方法，其特征在于：
脱硫单元(4)用于脱除合成气净化后CO2尾气(1)和其它气体(2)中的H2S和COS。


5.根据权利要求1所述的合成气净化后CO2尾气的环...

【专利技术属性】
技术研发人员：白洪亮，魏炜，高文刚，司兴玉，
申请(专利权)人：白洪亮，
类型：发明
国别省市：辽宁;21