[发明专利]一种低能耗热钾碱脱除二氧化碳的方法

说明书

技术领域

本发明属气体净化领域，尤其涉及一种低能耗热钾碱脱除二氧化碳方法，是对催化热钾碱溶液从工业原料混合气体中脱除二氧化碳工艺流程的改进。

背景技术

加入各种催化剂的碳酸钾溶液被广泛地应用合成氨和制氢工业原料气、煤气和天然气、循环气等混合气体中脱除二氧化碳的生产过程。其工艺流程通常为：气体混合物与催化热钾碱溶液在吸收塔中逆流接触，二氧化碳及其他酸性杂质气体被溶液吸收，达到工艺其允许的杂质残留量后送往下道工序。吸收了二氧化碳的富液则进入再生塔顶部，由于该溶液中的二氧化碳分压高于气相二氧化碳分压而发生闪蒸，闪蒸后的溶液在再生塔中蒸汽汽提作用下进一步释放出二氧化碳达到工艺指标后由溶液泵打入吸收塔循环使用。由于此流程能耗高，国内外针对不同温度、压力和组成的混合气体发明了各种工艺流程来降低催化热钾碱脱碳能耗。

南化集团研究院ZL98100929.8 “低供热原的变压再生工艺”使溶液再生热耗降低至700~800kcal/Nm³CO₂，但专利未在工艺流程中考虑到冷凝回水和补充水的加入对脱碳能耗的影响。

发明内容

本发明目的是针对南化集团研究院ZL98100929.8 “低供热源的变压再生工艺”的改进，提供一种在热钾碱脱除二氧化碳系统达到水平衡的情况下降低脱碳能耗的方法。

本发明的主要技术方案是：热钾碱脱碳工艺采用三段吸收，脱碳溶液在高、低压力不同的两个再生塔中进行不同程度的再生。低压再生塔再生所得的溶液为半贫液，进入吸收塔中部对原料气进行初步吸收；高压再生塔中再生所得的溶液为贫液，进入吸收塔上部进一步脱除气体中的二氧化碳，保证脱除二氧化碳后的净化气中二氧化碳的含量达到要求。其特点是：

1、贫液经贫液泵加压后，分为冷、热贫液两部分，10%~60%的冷贫液经贫液冷却器降温到60℃~90℃后进入吸收塔顶部，40%~90%的热贫液直接进入吸收塔中上部第二段填料上，半贫液经半贫液泵送入吸收塔中部；将少量溶液降低温度来降低液相二氧化碳分压，减少吸收塔顶出塔净化气中二氧化碳含量，同时降低净化气中水汽含量，降低脱碳系统的水损失。

2、低压再生塔压力为0.10MPa~0.19 MPa（绝压），高压再生塔顶压力为0.14MPa~0.24MPa（绝压）；从低压再生塔底出来的半贫液温度为95℃~115℃，半贫液量为脱碳溶液的20%~80%；从高压再生塔出来的贫液温度为115℃~145℃，经过贫液闪蒸槽闪蒸后温度为95℃~115℃，高压再生塔底溶液沸点与常压塔底溶液沸点相差8℃~20℃。

3、低压再生塔顶再生气温度为85℃~100℃，高压再生塔顶再生气温度为90℃~110℃。低压再生塔和高压再生塔出来的再生气经冷却至低温20℃~60℃后进入再生气分离器。

4、冷却后的再生气在再生气分离器中分离出来的冷却水、在考虑系统水平衡的条件下所需的补充水一起作为冷贫液的冷却介质，充分利用冷却水与补充水的低温，降低贫液的冷却量，同时，由于整个脱除二氧化碳系统冷却量降低，溶液再生热耗也会随之降低，并提高净化气的净化度。

本发明的整个脱除二氧化碳系统，热耗可降低3%左右，冷却量可降低2%左右，同时净化气净化度提高2.5%左右。

附图说明

附图为本发明实施例方法的工艺流程简图。

附图1中，1：吸收塔；2：常压再生塔；3：加压再生塔；4：常压再生塔蒸汽煮沸器；5：加压再生塔蒸汽煮沸器；6：贫液闪蒸槽；7：喷射器；8：贫液冷却器；9：再生气冷却器；10：再生气分离器；11：贫液泵；12：半贫液泵；13：补充水泵。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明加以详细描述。

本发明实施例的具体实施方式：如附图1，富含二氧化碳的原料气进入吸收塔（1）的底部，在吸收塔内部与塔顶、塔中上部与塔中部下来的吸收溶液逆流接触脱除二氧化碳，出口净化气中二氧化碳含量降到指标以下后经冷却分离后出脱碳单元。