[发明专利]燃烧尾气提纯二氧化碳的系统

说明书

技术领域

本发明属于二氧化碳液化领域，具体的说，涉及一种天然气燃烧后尾气进行二氧化碳提纯、液化的统统。

背景技术

目前，很多企业在生产过程中都要燃烧天然气用来进行加热，或者以实现其他一些工艺需要。天然气燃烧后会产生大量的CO₂以及高温废气，这些企业大都未经过处理或利用将这些CO₂以及高温废气直接排放到空气中。如此一来对于企业来说既是一种浪费，同样也对环境造成了污染。

另一方面，二氧化碳在工业上的应用也是很广泛的，气体二氧化碳可用于制碱工业、制糖工业，并用于钢铸件的淬火和铅白的制造等； 二氧化碳在焊接领域应用也非常广泛. 如：二氧化碳气体保护焊，是目前生产中应用最多的方法。固态二氧化碳俗称干冰，升华时可吸收大量热，因而用作制冷剂，如人工降雨，也常在舞台中用于制造烟雾。大量需要CO₂气体，价格也不菲。特别是石油公司在钻探石油的过程中，大量用到CO₂气体，将CO₂气体输入地下将石油压出来。  

如果能将企业燃烧天然气的产生的CO₂气体回收、纯化及液化，同时很好的利用高温废气的热量，简直就是一具多得的事情，还能大大增加企业的收益。

发明内容

为解决以上技术问题，本发明的目的在于提供一种天然气燃烧所产生二氧化碳的回收、纯化及液化的系统。

本发明目的是这样实现的：

一种燃烧尾气提纯二氧化碳的系统，其关键在于：该系统由气液交换器、引风机、洗涤塔、吸收塔、再生塔、缓冲罐、压缩机、水分器、干燥器、吸附器、液化机和CO2贮罐依次串联构成；所述吸收塔与再生塔之间设置有贫富液交换器，该吸收塔和再生塔均通过带真空泵的管道与贫富液交换器两个进口连通，所述贫富液交换器两个出口中一个与气液交换器进液端连通，另一个通过管道连接有贫液冷却器，该贫液冷却器通过管道再与吸收塔连通；该吸收塔内的液体在贫富液交换器换热后直接进入气液交换器继续换热，所述再生塔内的液体在贫富液交换器换热后进入贫液冷却器冷却后直接返回吸收塔。通过整个系统将天然气充分燃烧后尾气中的CO₂气体、经纯化和液化储存在钢瓶内直接可以出售。设计中贫液冷却器、贫富液交换器就是常规的液液交换器。

整个工作过程如下：

天然气窑炉和天然气锅炉燃烧天然气后排放的尾气温度约为：220℃左右，在引风机的作用下首先经过吸能器，在吸能器内释放热量，温度从220℃左右降至80℃左右，然后经水洗塔水洗，降温40℃左右；经水洗后的尾气然后进入吸收塔，在吸收塔内与MEA溶液（贫液）反应，二氧化碳被MEA溶液吸收（此时溶液称为富液），未被吸收的气体（主要成份为氮气）由吸收塔顶部排出。二氧化碳被MEA溶液吸收的过程为放热过程，MEA吸收液吸收二氧化碳后温度将升高，由原40℃升至55℃左右，同时被吸收后的二氧化碳气体溶解于MEA吸收液（富液）中。在泵的作用下，富液首先经贫富液换热器与贫液换热，温度由55℃左右升高至80℃左右，然后进入吸能器与尾气换热，温度由80℃左右升高至113℃左右，达到工艺要求的温度，最后进入再生塔；在再生塔内，富液经过扩容、减压，二氧化碳将从吸收液中释放出来，释放二氧化碳后的溶液称为贫液；二氧化碳将从再生塔的顶部排出，此时二氧化碳的浓度将达到99%；MEA溶液释放二氧化碳的过程为吸热过程，富液释放二氧化碳变成贫液的过程中，温度将从113℃左右降至95℃左右。浓度将达到99%的二氧化碳再经过压缩、分水、干燥、液化后储存在钢瓶内。

从再生塔流出的吸收液（贫液）在泵的作用下，首先经贫富液换热器与富液换热，温度由95℃左右降至70℃左右，然后在贫液冷却器内与水换热，温度由70℃左右降至40℃，最后进入吸收塔与尾气反应，吸收尾气中的二氧化碳，变成富液。

天然气充分燃烧，生成的气体中含有71%的氮气、18%的水气、9.4%的CO₂气体，因工艺需要，一般在220℃左右进行排放。其实220℃左右尾气中含有大量的热量，它包含不凝气体从220℃至90℃的显热和水气的凝结潜热，它的热量足以将CO₂的吸收剂（MEA溶液）加热，达到工艺要求，而不再消耗另外的能源。整个系统能充分利用尾气的热量，大大降低了生产成本。

上述水分器经管道并联有两个干燥器；两个干燥器通过管道连接有电加热器，该电加热器经管道分别与CO₂贮罐和液化机顶部连接，一个干燥器与水分器连通进行干燥时，另一个干燥器电加热器连通。