低温甲醇洗与CO2捕集的耦合系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种低温甲醇洗与CO2捕集的耦合系统。该系统包括低温甲醇洗装置和CO2捕集装置，低温甲醇洗装置包括依次连通的气体吸收装置、气体解吸装置以及甲醇再生装置，CO2捕集装置直接与气体解吸装置的尾气出口端相连通。应用本实用新型专利技术的低温甲醇洗及CO2捕集耦合系统，由于CO2捕集装置的气体进口端直接与气体解吸装置的尾气出口端相连通，使CO2尾气所含冷量得到充分有效利用，去除了现有技术中气体解吸装置排出的尾气要经过多次冷量外传后进入CO2捕集装置进行CO2捕集时再重新吸收大量冷量的缺点，从而减少整个CO2捕集中液化步骤所需冷量，不但缩短了工艺流程，而且提高了CO2捕集的效率。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及气体浄化回收系统领域，具体而言，涉及ー种低温甲醇洗及CO2捕集耦合系统。
技术介绍
化石能源的利用过程会排放出大量的温室气体CO2，这是导致全球气候变暖的主要因素之一。因此，減少CO2排放就成为了全球的共识。我国是以煤炭这种高碳化石燃料为主要能源的国家，煤炭的清洁高效低碳转化利用势在必行，而煤制油化工是最主要途径之一。如将CO2捕集及封存(Carbon Capture and Storage,简称CCS)技术、CO2的利用技术(Utilization)与现代煤制油化工结合起来,就将实现真正意义上的煤炭资源的低碳化 利用。要实现CO2的封存和利用，CO2捕集是最重要的环节之一。目前煤炭直接燃烧如发电或エ业锅炉排放的烟气是最大的CO2排放源，但一般烟气中CO2含量只有4% -15%，且烟气中存在多种杂质，因此CO2的捕集成本很高。在煤炭气化制合成气过程的酸性气体脱除エ段，会排放一定数量的富含高浓度CO2的尾气，相对而言，这些高浓度CO2的捕集成本要低的多，因此可作为CO2捕集、利用与封存(CarbonCapture, Utilization and Storage 简称 CCUS)的重要碳源。低温甲醇洗技术以其技术成熟、浄化程度高、运行成本低等特点被广泛地用于现代煤制油化工过程除尘冷却后粗合成气的脱硫脱碳。通过合理设计，在低温甲醇洗エ段，有约近一半的CO2可以以含CO2浓度大于98%的方式排放；其余部分排放尾气中CO2浓度大致为70% _90%，这部分尾气除了 CO2夕卜，主要包含N2以及少量H2、CO、硫化物、H2O及微量甲醇等。现有技术中，也有部分低温甲醇洗エ艺因不设CO2产品塔，所以排放的所有CO2尾气均低于90%。然而，国内外CCUS经验分析，CO2封存和利用时需要的CO2浓度一般要大于95%，因此对那部分浓度低于90%的CO2，需要增加额外的CO2捕集エ艺进行捕集提纯。目前，低温甲醇洗エ艺大致包括粗合成气中H2S及CO2等酸性气体的脱除、H2S及CO2的解吸、甲醇再生等阶段。如图I所示，现有技术中的ー种典型的低温甲醇洗部分エ艺及CO2捕集的エ艺流程示意图，来自气化工段的除尘、除氨后的合成气经第一换热器61’吸收冷量降温除水，进入洗涤塔10’，通过与低温甲醇逆流接触脱除所含的H2S及CO2等酸性气体。净化气从塔顶排出经回收冷量后进入后续エ段；吸收了 CO2的甲醇经第二换热器62’吸收冷量降温及后续降压闪蒸后进入H2S浓缩塔20’，另一路吸收了 H2S的甲醇经第三换热器63’吸收冷量降温及后续降压闪蒸后进入H2S浓缩塔20’。富含H2S的甲醇由H2S浓缩塔20’塔底排出，经第四换热器64’加热升温后进入甲醇再生装置30’进行除硫脱水再生，再生后的甲醇循环使用。而由H2S浓缩塔20’顶部排放出高浓度CO2尾气经第二换热器62’及第一换热器61’释放冷量并吸热达到常温后依次进入气体压缩机40’、液化分离装置50’，最终得到CO2含量大于95%的气体并用于CO2封存。从上述エ艺流程看，H2S浓缩塔20’排放的CO2尾气温度一般为_40°C左右，经过多次回收冷量后 达到常温约20°C。如仅从低温甲醇洗过程考虑，无疑回收CO2尾气所含冷量是合理的；但如考虑后续CO2的捕集提浓，后续过程还需要重新吸收大量冷量降低温度以使CO2液化，因此该工艺存在流程长，能源消耗多等缺点。
技术实现思路
本技术旨在提供一种低温甲醇洗与CO2捕集的耦合系统，以解决现有技术中低温甲醇洗及CO2捕集工艺流程长，能源消耗多的技术问题。为了实现上述目的，根据本技术的一个方面，提供了一种低温甲醇洗与CO2捕集的耦合系统，包括低温甲醇洗装置和CO2捕集装置，低温甲醇洗装置包括依次连通的气体吸收装置、气体解吸装置以及甲醇再生装置，气体吸收装置、气体解吸装置以及甲醇再生装置的入口端分别设置有换热装置，CO2捕集装置的气体进口端直接与气体解吸装置的尾气出口端相连通；或CO2捕集装置的气体进口端与气体解吸装置的尾气出口端之间通过一个换热器相连通。进一步地，气体解吸装置是H2S浓缩塔。进一步地，CO2捕集装置包括气体压缩机及与之相连通的CO2液化分离装置，H2S浓缩塔的气体出口端与气体压缩机的入口端相连通。进一步地，气体解吸装置包括CO2产品塔和H2S浓缩塔，该CO2产品塔和所述H2S浓缩塔进口端分别与所述气体吸收装置相连通。进一步地，气体吸收装置与H2S浓缩塔之间设置有换热器。进一步地，CO2捕集装置包括第一 CO2捕集装置，包括第一气体压缩机及与之相连通的CO2液化装置，通过第一气体压缩机与CO2产品塔的气体出口端相连通；第二 CO2捕集装置，包括第二气体压缩机及与之相连通的CO2液化分离装置，通过第二气体压缩机与H2S浓缩塔的气体出口端相连通。进一步地，CO2产品塔的低温甲醇出口端与H2S浓缩塔的进口端相连通。进一步地，气体吸收装置为吸收塔。应用本技术的低温甲醇洗与CO2捕集的耦合系统，CO2捕集装置的气体进口端直接与气体解吸装置的尾气出口端相连通，或CO2捕集装置的气体进口端与气体解吸装置的尾气出口端之间通过一个换热器相连通，使CO2尾气所含冷量得到充分有效利用，克服了现有技术中气体解吸装置排出的尾气要先将全部冷量传给其它气体，而进入CO2捕集装置进行CO2捕集提纯时又需要重新吸收更多冷量的缺点，从而减少了整个CO2捕集中液化步骤所需冷量，不但缩短了工艺流程，提高了 CO2捕集的效率，而且达到了节能的效果。附图说明说明书附图用来提供对本技术的进一步理解，构成本技术的一部分，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I示出了根据现有技术的低温甲醇洗与CO2捕集的耦合系统的示意图；图2示出了根据本技术实施例的低温甲醇洗与CO2捕集的耦合系统的示意图；图3示出了根据本技术另ー实施例的低温甲醇洗与CO2捕集的耦合系统的示意图；以及图4示出了根据本技术再一实施例的低温甲醇洗与CO2捕集耦合系统的示意图。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可 以相互組合。下面将參考附图并结合实施例来详细说明本技术。根据本技术ー种典型的实施方式，低温甲醇洗与CO2捕集的耦合系统包括低温甲醇洗装置和CO2捕集装置，低温甲醇洗装置包括依次连通的气体吸收装置、气体解吸装置以及甲醇再生装置，气体吸收装置、气体解吸装置以及甲醇再生装置的入口端分别设置有换热器，CO2捕集装置的气体进ロ端直接与气体解吸装置的尾气出ロ端相连通。由于CO2捕集装置直接与气体解吸装置的尾气出ロ端相连通，CO2捕集装置的气体进ロ端直接与气体解吸装置的尾气出ロ端相连通，或CO2捕集装置的气体进ロ端与气体解吸装置的尾气出ロ端之间通过一个换热器相连通，使CO2尾气所含冷量得到充分有效利用，克服了现有技术中气体解吸装置排出的尾气要先将冷量传给其它气体，而进入CO2捕集装置进行CO2捕集提纯时又需要重新吸收更多冷量的缺点，从而减少整个CO2捕集中液化步骤所需冷量，不但缩短了エ艺流程，提高了 CO2捕集的效率，而且达到了节能的效果。根据本技术的实施例，如图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：步学朋，陈强，朱豫飞，索娅，张琪，张翠清，刘潇，王涛，
申请(专利权)人：神华集团有限责任公司，中国神华煤制油化工有限公司，中国神华煤制油化工有限公司北京研究院，
类型：实用新型
国别省市：