煤气中二氧化碳回收和硫化物脱除的装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供了一种煤气中二氧化碳回收和硫化物脱除的装置。该装置包括二氧化碳吸收单元、二氧化碳解吸单元、硫化氢脱除单元和二氧化碳精馏液化单元；二氧化碳吸收单元具有煤气进口、煤气出口、二氧化碳吸收产物出口；二氧化碳解吸单元具有二氧化碳吸收产物进口、二氧化碳富集气出口，二氧化碳吸收产物出口与二氧化碳吸收产物进口相连；硫化氢脱除单元具有二氧化碳富集气进口、脱硫化氢气体出口，二氧化碳富集气进口与二氧化碳富集气出口相连；二氧化碳精馏液化单元具有脱硫化氢气体进口、二氧化碳精馏液化产物出口，脱硫化氢气体进口与脱硫化氢气体出口相连。该装置解决了煤气中二氧化碳的脱除率低、分离成本高，且产品气中杂质含量高的问题。

【技术实现步骤摘要】
煤气中二氧化碳回收和硫化物脱除的装置
本技术涉及煤气资源利用
，具体而言，涉及一种煤气中二氧化碳回收和硫化物脱除的装置。
技术介绍
炼铁过程产生大量的煤气，其主要成分为CO、H2、CO2和N2，以及微量有机硫化物和硫化氢。其中的CO、H2具有较高热值，也可以作为炼铁过程的还原剂。通过将煤气中的CO2分离后并加以脱硫、净化，一方面可以间接提高煤气中CO和H2的浓度，从而提升煤气的还原效率和燃烧热值；另一方面，可以回收煤气中的二氧化碳，在获得经济效益的同时，实现钢铁行业温室气体的减排。分离炼铁煤气中的CO2的提高煤气中CO和H2的浓度方法目前主要为变压吸附法和化学吸收法，变压吸附法通过不同压力条件下，二氧化碳在固体吸附剂表面的吸附能力的变化实现二氧化碳的分离，具有选择性差的缺点，难以实现煤气中的二氧化碳的高脱除率和获得高纯浓度的二氧化碳；此外，炼铁过程产生的煤气量巨大，且其中的CO2含量较高，需要大量的吸附剂，使得吸附系统占地面积大，成本高，限制了其实际应用。目前的化学吸收法工艺主要依靠常压条件下化学吸收剂在低温下吸收，高温下解吸的原理实现二氧化碳的分离。同样由于煤气量巨大以及煤气中的CO2浓度较高，相应的装置体积大、吸收剂用量较大以及解吸能耗较高。另一方面，不同于一般的燃烧后烟气，炼铁煤气中含有微量的和二氧化碳的物理化学性质类似的有机硫化物和硫化氢等杂质，导致吸收和解吸的CO2富集合气混有有机硫化物和硫化氢等杂质，难以被回收利用。基于以上原因，有必要提供一种更有效地回收煤气中二氧化碳并去除其中硫化物的工艺。
技术实现思路
本技术的主要目的在于提供一种煤气中二氧化碳回收和硫化物脱除的装置，以解决现有技术中煤气中二氧化碳的脱除率低、分离成本高，且产品气中硫化物等杂质含量高的问题。为了实现上述目的，根据本技术的一个方面，提供了一种煤气中二氧化碳回收和硫化物脱除的装置，其包括：二氧化碳吸收单元，具有煤气进口、脱除二氧化碳后的煤气出口、二氧化碳吸收产物出口；二氧化碳解吸单元，具有二氧化碳吸收产物进口、二氧化碳富集气出口，二氧化碳吸收产物出口与二氧化碳吸收产物进口相连；硫化氢脱除单元，具有二氧化碳富集气进口、脱硫化氢气体出口，二氧化碳富集气进口与二氧化碳富集气出口相连；以及二氧化碳精馏液化单元，具有脱硫化氢气体进口、二氧化碳精馏液化产物出口，脱硫化氢气体进口与脱硫化氢气体出口相连。进一步地，装置还包括：煤气压缩单元，与煤气进口相连，煤气压缩单元用于对煤气进行压缩。进一步地，装置还包括：二氧化碳富集气压缩单元，设置在二氧化碳富集气出口与二氧化碳富集气进口相连的管路上。进一步地，装置还包括：有机硫化物水解单元，设置在二氧化碳富集气压缩单元与二氧化碳富集气进口相连的管路上，有机硫化物水解单元用于对二氧化碳富集气中的有机硫化物进行水解。进一步地，二氧化碳吸收单元为物理吸附单元或化学吸收单元。进一步地，二氧化碳吸收单元为化学吸收单元，其包括：吸收塔，具有煤气进口、脱除二氧化碳后的煤气出口、二氧化碳吸收产物出口，吸收塔内部装有碱性吸收液。进一步地，二氧化碳解吸单元包括：解析塔，具有二氧化碳吸收产物进口、解析气出口、解析贫液出口；气液分离器，具有解析气进口、二氧化碳富集气出口、分离液出口，解析气进口与解析气出口相连；加热单元，用于对解析塔进行加热；降压单元，用于对解析塔内部进行降压。进一步地，吸收塔还具有解析贫液回流口，解析贫液回流口与解析贫液出口相连；二氧化碳吸收单元还包括：第一冷却单元，用于对吸收塔进行冷却。进一步地，煤气进口设置在吸收塔的底部；解析贫液回流口包括：第一回流口，设置在吸收塔的中部；第二回流口，设置在吸收塔的上部；解析贫液出口通过第一管路与第一回流口相连，解析贫液出口通过第二管路与第二回流口相连，且第二管路上还顺次设置有换热单元和第二冷却单元，换热单元用于将通入第二管路的解析贫液进行加热以进一步解析其中的二氧化碳，第二冷却单元用于冷却换热单元排出的解析贫液。进一步地，解析塔顶部还设置有分离液回流口，分离液回流口与分离液出口相连。进一步地，二氧化碳精馏液化单元包括：二氧化碳液化器，其具有脱硫化氢气体进口、制冷介质入口、二氧化碳液化产物出口及制冷介质出口；提馏塔，具有二氧化碳液化产物入口、二氧化碳精馏液化产物出口及不凝气出口，且二氧化碳液化产物入口与二氧化碳液化产物出口相连；制冷压缩机，具有制冷剂入口和制冷剂出口；冷凝器，具有冷凝器进口和冷凝器出口，且冷凝器进口与制冷剂出口相连，冷凝器出口与二氧化碳液化器的制冷介质入口相连。进一步地，有机硫化物水解单元和二氧化碳富集气进口相连的管路上还设置有脱水单元。进一步地，脱硫化氢气体进口与脱硫化氢气体出口之间的管路上还设置有干燥单元。不同于传统的单一吸附法和化学吸收法，本技术采用了二氧化碳吸收法、硫化氢吸附法和二氧化碳低温深冷精馏液化法相结合的装置用以处理炼铁过程产生的煤气。在实际运行过程中，煤气先进行二氧化碳吸收单元进行二氧化碳吸收，可以将大部分二氧化碳富集起来，与煤气中的其他组分(CO、H2和N2等)分离。得到的二氧化碳吸收产物进入二氧化碳解吸单元进行解析后，形成了二氧化碳富集气。通过硫化氢脱除单元能够去除二氧化碳富集气中的硫化氢气体，得到的脱除气进一步进入二氧化碳精馏液化单元，通过低温深冷精馏液化，能够将脱除气中的二氧化碳液化形成液态二氧化碳产品，此期间不容易液化的少量气体组分如CO、H2、N2等残留不凝气体进一步排出。总之，利用本技术上述装置有效解决了现有技术中煤气中二氧化碳的脱除率低、分离成本高，且产品气中硫化物等杂质含量高的问题。附图说明构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本技术的进一步理解，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：图1示出了根据本技术的一种实施例的煤气中二氧化碳回收和硫化物脱除装置的示意图；图2示出了根据本技术的另一种实施例的煤气中二氧化碳回收和硫化物脱除装置的示意图；图3示出了根据本技术的又一种实施例的煤气中二氧化碳回收和硫化物脱除装置的示意图。其中，上述附图包括以下附图标记：10、二氧化碳吸收单元；20、二氧化碳解吸单元；30、硫化氢脱除单元；40、二氧化碳精馏液化单元；50、煤气压缩单元；60、二氧化碳富集气压缩单元；70、有机硫化物水解单元。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本技术。正如
技术介绍
部分所描述的，解决现有技术中采用单一的吸附法或者吸收法，使得煤气中二氧化碳的脱除率低、分离成本高，且二氧化碳产品气中硫化物等杂质含量高的问题。为了解决上述问题，本技术提供了一种煤气中二氧化碳回收和硫化物脱除的装置，如图1所示，该装置包括：二本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种煤气中二氧化碳回收和硫化物脱除的装置，其特征在于，包括：/n二氧化碳吸收单元(10)，具有煤气进口、脱除二氧化碳后的煤气出口、二氧化碳吸收产物出口；/n二氧化碳解吸单元(20)，具有二氧化碳吸收产物进口、二氧化碳富集气出口，所述二氧化碳吸收产物出口与所述二氧化碳吸收产物进口相连；/n硫化氢脱除单元(30)，具有二氧化碳富集气进口、脱硫化氢气体出口，所述二氧化碳富集气进口与所述二氧化碳富集气出口相连；以及/n二氧化碳精馏液化单元(40)，具有脱硫化氢气体进口、二氧化碳精馏液化产物出口，所述脱硫化氢气体进口与所述脱硫化氢气体出口相连。/n

【技术特征摘要】
1.一种煤气中二氧化碳回收和硫化物脱除的装置，其特征在于，包括：
二氧化碳吸收单元(10)，具有煤气进口、脱除二氧化碳后的煤气出口、二氧化碳吸收产物出口；
二氧化碳解吸单元(20)，具有二氧化碳吸收产物进口、二氧化碳富集气出口，所述二氧化碳吸收产物出口与所述二氧化碳吸收产物进口相连；
硫化氢脱除单元(30)，具有二氧化碳富集气进口、脱硫化氢气体出口，所述二氧化碳富集气进口与所述二氧化碳富集气出口相连；以及
二氧化碳精馏液化单元(40)，具有脱硫化氢气体进口、二氧化碳精馏液化产物出口，所述脱硫化氢气体进口与所述脱硫化氢气体出口相连。


2.根据权利要求1所述的煤气中二氧化碳回收和硫化物脱除的装置，其特征在于，所述装置还包括：
煤气压缩单元(50)，与所述煤气进口相连，所述煤气压缩单元(50)用于对煤气进行压缩。


3.根据权利要求1或2所述的煤气中二氧化碳回收和硫化物脱除的装置，其特征在于，所述装置还包括：
二氧化碳富集气压缩单元(60)，设置在所述二氧化碳富集气出口与所述二氧化碳富集气进口相连的管路上。


4.根据权利要求3所述的煤气中二氧化碳回收和硫化物脱除的装置，其特征在于，所述装置还包括：
有机硫化物水解单元(70)，设置在所述二氧化碳富集气压缩单元(60)与所述二氧化碳富集气进口相连的管路上，所述有机硫化物水解单元(70)用于对二氧化碳富集气中的有机硫化物进行水解。


5.根据权利要求1所述的煤气中二氧化碳回收和硫化物脱除的装置，其特征在于，所述二氧化碳吸收单元(10)为物理吸附单元或化学吸收单元。


6.根据权利要求5所述的煤气中二氧化碳回收和硫化物脱除的装置，其特征在于，所述二氧化碳吸收单元(10)为化学吸收单元，其包括：吸收塔，具有所述煤气进口、所述脱除二氧化碳后的煤气出口、所述二氧化碳吸收产物出口，所述吸收塔内部装有碱性吸收液。


7.根据权利要求6所述的煤气中二氧化碳回收和硫化物脱除的装置，其特征在于，所述二氧化碳解吸单元(20)包括：
解析塔，具有所述二氧化碳吸收产物进口、解析气出口、解析贫液出口；
气液分离器，具有解析气进口、所述二氧化碳富集气出口、分离液出口，所述解析气进口与所述解...

【专利技术属性】
技术研发人员：李沛，
申请(专利权)人：北京集封环能科技有限责任公司，
类型：新型
国别省市：北京;11