一种改进的甲醇制氢残液、废气净化处理及导热油液相供热系统技术方案

本发明专利技术公开一种改进的甲醇制氢残液、废气净化处理及导热油液相供热系统，属于有机废液、废气净化技术领域。含氢尾气经进气机构被送入气柜，再通过出气机构进入催化燃烧装置；液体燃料甲醇及甲醇制氢残液经计量泵定量增压后与氮气一起从上口进入汽化器，经过与烟气换热升温汽化，自流进入催化燃烧装置；空气经罗茨风机定量增压后，通过换热器与烟气换热升温后进入催化燃烧装置；上述三股物流进入催化燃烧装置，经过充分反应后的烟气，先后通过换热器、汽化器后放空；催化燃烧装置反应热通过一级催化燃烧反应段换热管内流动的导热油升温带出，二级催化燃烧反应段为绝热固定床催化燃烧反应装置，其能够对甲醇制氢残液及废气净化处理。化处理。化处理。

【技术实现步骤摘要】
一种改进的甲醇制氢残液、废气净化处理及导热油液相供热系统


[0001]本专利技术涉及有机废液、废气净化
，特别是涉及一种改进的甲醇制氢残液、废气净化处理及导热油液相供热系统。

技术介绍

[0002]甲醇与水蒸气在一定的温度、压力条件下通过催化剂，在催化剂的作用下，发生甲醇裂解反应和一氧化碳的变换反应，生成氢和二氧化碳，这是一个多组分、多反应的气固催化反应系统。反应方程如下：
[0003]CH3OH
→
CO+2H2[0004]H2O+CO
→
CO2+H2[0005]CH3OH+H2O
→
CO2+3H2[0006]重整反应生成的H2和CO2，再经过变压吸附法(PSA)将H2和CO2分离，得到高纯氢气。剩余的尾气(主要含有氢气、二氧化碳、微量甲醇及少量一氧化碳)需排放，同时后续的用氢工艺装备也会或多或少排出多余的含有大量VOCs物质的氢气。
[0007]随着国家对大气污染治理的重视，国内大部分地区已无法接受以上气体直接对大气排放，需要将有机物、一氧化碳净化处理后才能排放，其处理过程繁琐复杂，还会产生二次污染的废液及固废。
[0008]现有甲醇蒸汽重整制氢技术，由于原料水是过量的，在分离出转化气的过程中会产生大量的含水残液，同时，甲醇蒸汽转化反应不可避免地会发生某些副反应，加上甲醇原料中也会有杂质。这些杂质存在于上述残液中，如果全部返回作为进料，会在系统内的积累，进而使甲醇蒸汽转化催化剂中毒，缩短使用寿命，因此，反应体系中杂质浓度不能很高，残液必须定量排放到反应器之外，如果直接排放会造成环境污染。
[0009]现有甲醇蒸汽重整制氢技术，变压吸附法(PSA)分离氢气后排放的尾气随排放流量其含氢气的浓度由0％到90％变化，而且是不连续的，需要收集缓冲后才能连续输出。氢气的分子量为2，二氧化碳的分子量为44，在用容器收集变压吸附尾气时存在明显的分层现象，氢气存在于容器顶部，二氧化碳则集中于容器的底部。将它作为燃料供应催化燃烧反应时，在氢气含量低时，消耗氧气少，按正常流量供应空气时，反应器内氧气会形成富集，当氢气浓度提升时极易形成爆炸性气体混合物，存在安全隐患。在氢气含量高时，消耗氧气量大，按正常流量供应空气时，反应器内因缺少氧气而反应不完全，过量的氢气在催化剂的作用下与一氧化碳、甲醇及甲烷生成几百甚至上千ppm的VOCs物质，严重超出环保排放标准。现有应用催化燃烧作为热源的技术，通常采用大量的烟气稀释以降低反应器内的氧气及可燃气体含量，使它能够安全运行，这样设备体积庞大、运行效率低，难于达到符合环保排放标准要求的净化效果。

技术实现思路

[0010]有鉴于此，本专利技术提供了一种改进的甲醇制氢残液、废气净化处理及导热油液相供热系统，其提供完整的甲醇制氢残液及废气净化处理，能符合安全环保监管要求，同时为甲醇制氢提供热源，便于独立建设，从而更加适于实用。
[0011]为了达到上述目的，本专利技术提供的甲醇制氢残液、废气净化处理及导热油液相供热系统的技术方案如下：
[0012]本专利技术提供的改进的甲醇制氢残液、废气净化处理及导热油液相供热系统包括气柜(1)、罗茨风机(2)、换热器(3)、计量泵(4)、汽化器(5)和催化燃烧装置(6)，
[0013]所述催化燃烧装置(6)包括一级催化燃烧反应段(6
‑
10)及(6
‑
20)、二级催化燃烧反应段(6
‑
5)，
[0014]含氢尾气经进气机构(1
‑
2)被送入气柜(1)，再通过出气机构(1
‑
3)进入催化燃烧装置(6)，
[0015]液体燃料甲醇及甲醇制氢残液经计量泵(4)定量增压后与氮气一起从上口进入汽化器(5)，经过与烟气换热升温汽化，自流进入催化燃烧装置(6)，
[0016]空气经罗茨风机(2)定量增压后，通过换热器(3)与烟气换热升温后进入催化燃烧装置(6)，
[0017]上述三股物流进入催化燃烧装置(6)，经过充分反应后的烟气，先后通过换热器(3)、汽化器(5)后放空，
[0018]催化燃烧装置(6)反应热通过一级催化燃烧反应段(6
‑
10)及(6
‑
20)换热管内流动的导热油升温带出，二级催化燃烧反应段(6
‑
5)为绝热固定床催化燃烧反应装置，其能够对甲醇制氢残液及废气净化处理。
[0019]本专利技术提供的改进的甲醇制氢残液、废气净化处理及导热油液相供热系统还可采用以下技术措施进一步实现。
[0020]作为优选，所述气柜(1)为垂直升降结构，包括水槽(1
‑
1)和与之连接的进气机构(1
‑
2)、出气机构(1
‑
3)，浮筒(1
‑
4)和与之连接排气机构(1
‑
5)；
[0021]作为优选，所述水槽(1
‑
1)为有底无盖的圆筒体，其下部有第一开口连通进气机构(1
‑
2)，第二开口连通出气机构(1
‑
3)；
[0022]进一步，所述进气机构(1
‑
2)为从水槽下部外侧到水槽内部穿过水层至水面以上被罩在浮筒(1
‑
4)里进气管；
[0023]进一步，所述出气机构(1
‑
3)包括悬挂在浮筒(1
‑
4)顶并与浮筒一起移动的导气管(1
‑
6)，和从水槽水面以上穿过水层到达水槽下部外侧的出气管，同时导气管(1
‑
6)在浮筒上下移动时始终在出气管内，这样出气机构(1
‑
3)能使出气为按一定的比例来自气柜顶层及底层的混合气；
[0024]作为优选，所述浮筒(1
‑
4)为无底有盖的圆筒体，其顶部设置排气机构(1
‑
5)，为一伸入到浮筒底部位置略高于浮筒底口的气体导管，下部有气液分离功能的扩大段，扩大段有气体降速分布开孔，当浮筒上升使它露出水面时，气柜集满气体，多余的气体通过排气机构(1
‑
5)排出；
[0025]作为优选，所述催化燃烧装置(6)包括一级催化燃烧反应段(6
‑
10)及(6
‑
20)、二级催化燃烧反应段(6
‑
5)、气体循环驱动段(6
‑
15)；
[0026]作为优选，所述一级催化燃烧反应段(6
‑
10)、(6
‑
20)包括填充机构(6
‑
8)、(6
‑
18)导热机构(6
‑
9)、(6
‑
19)；
[0027]进一步，所述填充机构(6
‑
8)、(6
‑
18)，为上下敞口的方箱，及在方箱内用于支撑的网孔板和填充的市售有机废气净化用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种甲醇制氢残液、废气净化处理及导热油液相供热系统，其特征在于，包括气柜(1)、罗茨风机(2)、换热器(3)、计量泵(4)、汽化器(5)和催化燃烧装置(6)，所述催化燃烧装置(6)包括一级催化燃烧反应段(6
‑
10)及(6
‑
20)、二级催化燃烧反应段(6
‑
5)，含氢尾气经进气机构(1
‑
2)被送入气柜(1)，再通过出气机构(1
‑
3)进入催化燃烧装置(6)，液体燃料甲醇及甲醇制氢残液经计量泵(4)定量增压后与氮气一起从上口进入汽化器(5)，经过与烟气换热升温汽化，自流进入催化燃烧装置(6)，空气经罗茨风机(2)定量增压后，通过换热器(3)与烟气换热升温后进入催化燃烧装置(6)，上述三股物流进入催化燃烧装置(6)，经过充分反应后的烟气，先后通过换热器(3)、汽化器(5)后放空，催化燃烧装置(6)反应热通过一级催化燃烧反应段(6
‑
10)及(6
‑
20)换热管内流动的导热油升温带出，二级催化燃烧反应段(6
‑
5)为绝热固定床催化燃烧反应装置，其能够对甲醇制氢残液及废气净化处理。2.根据权利要求1所述的甲醇制氢残液、废气净化处理及导热油液相供热系统，其特征在于，所述气柜(1)为垂直升降结构，包括水槽(1
‑
1)和与之连接的进气机构(1
‑
2)、出气机构(1
‑
3)，浮筒(1
‑
4)和与之连接排气机构(1
‑
5)。3.根据权利要求2所述的甲醇制氢残液、废气净化处理及导热油液相供热系统，其特征在于，所述水槽(1
‑
1)为有底无盖的圆筒体，其下部有第一开口连通进气机构(1
‑
2)，第二开口连通出气机构(1
‑
3)；所述进气机构(1
‑
2)为从水槽下部外侧到水槽内部穿过水层至水面以上被罩在浮筒里进气管；所述出气机构(1
‑
3)包括悬挂在浮筒(1
‑
4)顶并与浮筒一起移动的导气管(1
‑
6)，和从水槽水面以上穿过水层到达水槽下部外侧的出气管，同时导气管(1
‑
6)在浮筒上下移动时始终在出气管内，这样出气机构(1
‑
3)能使出气为按一定的比例来自气柜顶层及底层的混合气。4.根据权利要求2所述的甲醇制氢残液、废气净化处理及导热油液相供热系统，其特征在于，所述浮筒(1
‑
4)为无底有盖的圆筒体，其顶部设置排气机构(1
‑
5)，为一伸入到浮筒底部位置略高于浮筒底口的气体导管，下部有气液分离功能的扩大段，扩大段有气体降速分布开孔，当浮筒上升使它露出水面时，气柜集满气体，多余的气体通过排气机构(1
‑
5)排出。5.根据权利要求1所述的甲醇制氢残液、废气净化处理及导热油液相供热系统，其特征在于，所述催化燃烧装置(6)包括一级催化燃烧反应段(6
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10)及(6
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20)、二级催化燃烧反应段(6
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【专利技术属性】
技术研发人员：奚添豪，孙海俊，王科农，
申请(专利权)人：淮北市星光新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：