一种大规模碳捕集系统技术方案

本发明专利技术提供一种大规模碳捕集系统，包括一级降温换热器

【技术实现步骤摘要】
一种大规模碳捕集系统


[0001]本专利技术涉及煤化工
，具体涉及一种大规模碳捕集系统
。

技术介绍

[0002]我国的能源结构是富煤
、
贫气
、
少油，因此在丰富的煤炭资源下，煤化工行业得到了大力发展，而煤气化技术的清洁
、
高效
、
节能成为了重点发展方向
。
煤经过加压气化后得到的变换气的参数一般为：
40℃、5.8Mpa
；主要成分为
CO2：
44.416
％，
H2：
54.246
％，
H2S
：
0.497
％，
CO
：
0.398
％，
H2O
：
0.251
％
。
变换气中的
H2S
和
CO2酸性气体如果不净化掉，在后续反应过程中会造成催化剂中毒
。
低温甲醇洗工艺在煤化工中广泛应用于煤制甲醇
、
煤制天然气
、
煤制合成氨的酸性气体脱除过程，低温甲醇洗工艺对二氧化碳和硫化物有较好的选择性且处理量大
、
净化效率高
。
[0003]现有技术中的低温甲醇洗工艺是利用
‑
50℃
～
‑
60℃
的低温甲醇液作为吸收剂来吸收变换气中的
H2S、CO2，变换气经低温甲醇洗的洗涤塔吸收
CO2和
H2S
合格后送液氮洗装置，将变换气中的氩气
、
甲烷等微量杂质吸收，同时为后续的氨合成工序提供氢
、
氮配比为
3:1
的合成气
。
当低温甲醇液吸收足够多的
CO2后，通过
CO2解析塔对低温甲醇液进行低压解析，使得低温甲醇液吸收的
CO2释放出来，然后将释放出来的
CO2收集起来并通过压缩机多级加压，加压后送至尿素合成装置用于合成尿素，实现碳的捕集，也即
CO2的捕集
。
[0004]上述现有技术中在进行碳捕集时需要使用的低温甲醇液的循环量很大，导致所需冷量很大
、
能耗大；而且，低温甲醇液低压解析得到的
CO2气体的压强很小，需要对
CO2气体进行多级加压后才能送至尿素合成装置用于合成尿素，多级加压时需要消耗较多的能源
。

技术实现思路

[0005]本申请提供一种大规模碳捕集系统，以解决上述现有技术中在进行碳捕集时存在的能耗大的技术问题
。
[0006]本专利技术提供的大规模碳捕集系统，采用如下技术方案：
[0007]一种大规模碳捕集系统，包括甲醇喷淋装置
、
一级降温换热器
、
第一气液分离罐
、
低温甲醇洗涤塔
、CO2蒸发换热器
、
第二气液分离罐
、
闪蒸罐
、CO2气体压缩机
、
尿素合成装置和
CO2解析塔；所述低温甲醇洗涤塔内部开设有脱硫室和脱碳室，脱硫室用于吸收
H2S
气体，脱碳室用于吸收
CO2气体，脱硫室和脱碳室之间通过中间隔板隔离开，脱碳室的室壁上固定设置有脱碳液喷头，脱碳室的室壁上开设有第二出液口；甲醇喷淋装置连通有变换气输入管道，一级降温换热器与甲醇喷淋装置通过管道连通，一级降温换热器使得变换气含有的水分液化，一级降温换热器还通过管道与第一气液分离罐的入口连通，第一气液分离罐的出口通过管道与低温甲醇洗涤塔的脱硫室连通，脱硫室的出气口通过管道与
CO2蒸发换热器连通；
CO2蒸发换热器使得脱硫后的变换气含有的部分
CO2气体液化，蒸发换热器通过管道与第二气液分离罐连通，第二气液分离罐通过管道与闪蒸罐连通，第二气液分离罐使得
CO2液体进入到闪蒸罐内，闪蒸罐通过管道与蒸发换热器连通，
CO2液体进入到蒸发换热器吸热
变为气态，蒸发换热器通过管道与
CO2气体压缩机连通，
CO2气体压缩机通过管道与尿素合成装置连通；第二气液分离罐还通过管道与低温甲醇洗涤塔的脱碳室连通，第二出液口通过管道与
CO2解析塔连通，
CO2解析塔通过管道与
CO2气体压缩机连通
。
[0008]采用上述技术方案的有益效果为：通过脱硫室吸收变换气中的
H2S
气体，保留变换气中的
H2和
CO2气体，实现
CO2与
H2S
的分离，然后通过
CO2蒸发换热器进行二级降温处理使得变换气中大部分
CO2气体液化，从而减少输入到脱碳室中的气体量，减少所需的脱碳液的循环量，进而降低能耗
。
另外，输送给尿素合成装置用于合成尿素的
CO2气体一部分由
CO2液体气化得到，另一部分通过
CO2解析塔解析得到，由
CO2液体气化得到的
CO2气体的压强要比
CO2解析塔解析得到的
CO2气体的压强大
。
现有技术中送至尿素合成装置用于合成尿素的
CO2气体都是由
CO2解析塔解析得到的，因此本申请中得到的总的
CO2气体在加压至所需压强时需要消耗压缩机的能耗，相对于现有技术中得到的
CO2气体在加压至所需压强时需要消耗压缩机的能耗，更小
。
[0009]进一步的，所述脱硫室内固定设置有上脱硫隔板和下脱硫隔板，上脱硫隔板和下脱硫隔板将脱硫室分隔为由下至上依次设置的脱硫进气室
、
脱硫中间室和脱硫出气室，脱硫进气室的室壁上开设有进气口，脱硫中间室内固定设置有脱硫件，脱硫件包括脱硫管和填充于脱硫管内的颗粒状填料，脱硫管与脱硫进气室连通，且脱硫管与脱硫出气室连通，脱硫出气室的室壁上开设有出气口，脱硫出气室的室壁上设置有脱硫液喷头；脱碳室内固定设置有上脱碳隔板和下脱碳隔板，上脱碳隔板和下脱碳隔板将脱碳室分隔为由下至上依次设置的脱碳进气室
、
脱碳中间室和脱碳出气室，脱碳进气室的室壁上开设有进气口，第二出液口开设在脱碳进气室的底部，脱碳中间室内固定设置有脱碳件，脱碳件包括脱碳管和填充于脱碳管内的颗粒状填料，脱碳管与脱碳进气室连通，且脱碳管与脱碳出气室连通，脱碳出气室的室壁上开设有出气口，脱碳液喷头固定设置在脱碳出气室的室壁上
。
[0010]采用上述技术方案的有益效果为：使用时，气体进入到脱碳进气室内之后进入到脱碳管内，然后进入到脱碳出气室内，脱碳液喷头喷出的脱碳液经过脱碳管向下流动至脱碳进气室内，由于脱碳液经过脱碳管向下流动，因此会在脱碳管内填充的颗粒状填料表面形成液膜，从而使得气体进入到脱碳管内并向上流动时能够更加充分的与脱碳本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种大规模碳捕集系统，其特征在于，包括甲醇喷淋装置
(2)、
一级降温换热器
(3)、
第一气液分离罐
(4)、
低温甲醇洗涤塔
(5)、CO2蒸发换热器
(8)、
第二气液分离罐
(9)、
闪蒸罐
(10)、CO2气体压缩机
(12)、
尿素合成装置
(13)
和
CO2解析塔
(6)
；所述低温甲醇洗涤塔
(5)
内部开设有脱硫室
(51)
和脱碳室
(52)
，脱硫室
(51)
用于吸收
H2S
气体，脱碳室
(52)
用于吸收
CO2气体，脱硫室
(51)
和脱碳室
(52)
之间通过中间隔板
(53)
隔离开，脱碳室
(52)
的室壁上固定设置有脱碳液喷头
(528)
，脱碳室
(52)
的室壁上开设有第二出液口
(526)
；甲醇喷淋装置
(2)
连通有变换气输入管道
(1)
，一级降温换热器
(3)
与甲醇喷淋装置
(2)
通过管道连通，一级降温换热器
(3)
使得变换气含有的水分液化，一级降温换热器
(3)
还通过管道与第一气液分离罐
(4)
的入口连通，第一气液分离罐
(4)
的出口通过管道与低温甲醇洗涤塔
(5)
的脱硫室
(51)
连通，脱硫室
(51)
的出气口通过管道与
CO2蒸发换热器
(8)
连通；
CO2蒸发换热器
(8)
使得脱硫后的变换气含有的部分
CO2气体液化，蒸发换热器通过管道与第二气液分离罐
(9)
连通，第二气液分离罐
(9)
通过管道与闪蒸罐
(10)
连通，第二气液分离罐
(9)
使得
CO2液体进入到闪蒸罐
(10)
内，闪蒸罐
(10)
通过管道与蒸发换热器连通，
CO2液体进入到蒸发换热器吸热变为气态，蒸发换热器通过管道与
CO2气体压缩机
(12)
连通，
CO2气体压缩机
(12)
通过管道与尿素合成装置
(13)
连通；第二气液分离罐
(9)
还通过管道与低温甲醇洗涤塔
(5)
的脱碳室
(52)
连通，第二出液口
(526)
通过管道与
CO2解析塔
(6)
连通，
CO2解析塔
(6)
通过管道与
CO2气体压缩机
(12)
连通
。2.
根据权利要求1所述的大规模碳捕集系统，其特征在于，所述脱硫室
(51)
内固定设置有上脱硫隔板
(511)
和下脱硫隔板
(512)
，上脱硫隔板
(511)
和下脱硫隔板
(512)
将脱硫室
(51)
分隔为由下至上依次设置的脱硫进气室
(513)、
脱硫中间室
(514)
和脱硫出气室
(515)
，脱硫进气室
(513)
的室壁上开设有进气口，脱硫中间室
(514)
内固定设置有脱硫件
(517)
，脱硫件
(517)
包括脱硫管
(5171)
和填充于脱硫管
(5171)
内的颗粒状填料，脱硫管
(5171)
与脱硫进气室
(513)
连通，且脱硫管
(...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟广银，林迥，孟庆贺，李思华，
申请(专利权)人：山东福富新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：