[实用新型]一种联合脱碳的装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种脱碳装置，具体涉及的是一种联合脱碳的装置。

背景技术

干法脱碳通常有两种方法，一种是变压吸附的方法（VPSA），既利用吸附剂将气体中的二氧化碳吸附后，吸附二氧化碳后的吸附剂利用改变压力的方法将吸附剂中的二氧化碳解吸出来，达到吸附剂再生的目的，从而再次吸附气体中的二氧化碳吸附。一种是变温吸附的方法（TSA），既利用吸附剂将气体中的二氧化碳吸附后，吸附二氧化碳后的吸附剂利用改变温度的方法将吸附剂中的二氧化碳解吸出来，达到吸附剂再生的目的，从而再次吸附气体中的二氧化碳吸附。

变压吸附脱碳的精度通常不如变温吸附脱碳的精度高，在天然气液化领域变压吸附脱碳的精度不能满足净化要求。变温吸附脱碳的精度高，在天然气液化领域变压吸附脱碳的精度能够满足净化，但变温吸附需要再生气对吸附床层进行热吹或冷吹，以达到改变温度的目的。

现有变温吸附流程，对吸附床层进行热吹或冷吹后的再生气，通常是返回到变温吸附入口和原料气一同再次进行吸附或者是直接排出变温吸附系统。在当变温吸附用于脱碳时，对吸附床层进行热吹或冷吹后的再生气返回到变温吸附入口和原料气一同再次进行吸附会导致利用改变温度的方法从吸附剂中解吸出的二氧化碳再次返回到原料气中，导致原料气中的二氧化碳含量升高，导致吸附床层穿透，达不到脱碳的目的。如果当变温吸附用于脱碳时，对吸附床层进行热吹或冷吹后的再生气直接排出变温吸附系统虽然可以达到脱碳的目的但该方式仅仅只适用在空分领域，如果运用在天然气液化领域，则会造成气体的大量浪费。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有变压吸附方法脱碳精度不高，而变温吸附方法精度高但运用在天然气液化领域会造成气体大量浪费的问题；提供解决上述问题的一种联合脱碳的装置。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案如下：

一种联合脱碳的装置，包括具有气体进口、气体出口和富二氧化碳气出口的变压吸附装置，所述变压吸附装置上还设置有变温吸附系统，该变温吸附系统的进气口与气体出口连通，该变温吸附系统上还具有产品气出口、再生气入口和再生气出口，该再生气出口与变压吸附装置的气体进口连通。

本实用新型的具体工艺流程如下：

原料气先进入变压吸附装置粗脱碳，粗脱碳后的气体再进入变温吸附系统进一步脱碳，因水的吸附优先性高于二氧化碳，故在经过变温吸附系统的气体中，如果二氧化碳指标达到了要求，此时水的指标也就达到了要求，符合产品气的产品指标要求。再生气选择为原料气或经过脱碳后的产品气，通过再生气对变温吸附系统的吸附床层进行热吹或冷吹后，该再生气返回到变压吸附装置气体进口。

通过本实用新型装置的设置方式，即可有效达到变压吸附装置粗脱碳、变温吸附系统精脱碳的目的，同时，有效避免变温吸附系统中再生气的浪费。即，本实用新型既可以解决变压吸附脱碳精度达不到产品指标的问题，同时也解决了变温吸附再生气浪费的问题。

在LNG液化装置中，脱水脱碳通常采用的是MDEA脱碳和变温吸附脱水方法。变压吸附的操作比MDEA脱碳操作方便，简单，能耗更低。变压吸附的投资远低于MDEA脱碳。虽然采用本流程会产生微量的气体损失，损失量与原料气压力及原料气中二氧化碳成正比，但损失的气体可在其余系统再次利用。故本流程在部分工况比现有流程操作方便，简单，能耗更低，投资更省。

当原料气中不含有水分，仅仅使用本实用新型中的变温吸附系统对原料气进行脱碳操作时；所述变温吸附系统包括对再生气进行加热的加热器、对原料气进行脱碳的吸附塔、对再生气进行冷却的冷却器组成；此时，再生气中包含有从吸附塔中解吸出来的二氧化碳等碳源，通过返回到变压吸附装置即可有效去除再生气中的碳。上述装置也可适用于原料气中含有水分且同时对原料气进行脱碳脱水操作时，具体过程为：再生气中包含有从吸附塔中解吸出来的二氧化碳等碳源和水分，该再生气通过冷却器冷却后直接返回到变压吸附装置中，通过变压吸附装置脱去再生气中的碳源和水分。

当原料气中含有水分，使用本实用新型中的变温吸附系统同时对原料气进行脱碳脱水操作时；本实用新型的变温吸附系统由对原料气进行脱碳和脱水的吸附塔，对再生气进行加热的加热器，对再生气进行冷却的冷却器，以及对再生气中水分进行分离的分离器组成。此时，再生气中包含有从吸附塔中解吸出来的二氧化碳等碳源和水分，该水分通过冷却器冷却成液态后，再通过分离器分离出来，达到脱去再生气中水分的目的，脱去再生气中水分后的气体再返回到变压吸附装置中脱去碳源。