[发明专利]基于湿法再生CO2

说明书

本发明公开了一种基于湿法再生CO₂吸附材料的天然气脱碳系统及方法，包括脱水处理、分子筛再生处理、脱碳处理以及脱碳膜再生处理；该系统将管道输送来的湿天然气通过脱水膜分离器和分子筛脱水塔脱除水，然后再经脱碳膜分离器脱除CO₂和H₂S；在脱碳工序中提供了一种基于湿法再生技术的季铵型阴离子交换树脂膜，仅靠调控湿度即可完成CO₂的吸附和脱碳膜的再生，实现了高效连续脱除天然气中CO₂的目的。

技术领域

本发明涉及天然气脱碳领域，具体涉及基于湿法再生CO₂吸附材料的天然气脱碳系统及方法。

背景技术

天然气作为一种清洁能源，越来越受到人们的关注。天然气主要以甲烷等烃类为主，常含有CO₂和H₂S等酸性气体，酸性气体的存在会给设备的处理和天然气的集输带来严重的影响。首先会导致设备和管道的腐蚀，严重时造成设备和管道腐蚀穿孔、刺漏等。此外，若天然气中CO₂的含量过高会造成天然气的热值降低，不利于燃烧。而且，天然气中的CO₂也是一种资源，合理的资源化利用也能提高经济效益，因此对天然气进行脱碳处理是必要且具有重要意义的。

目前国内外天然气脱碳方法主要以醇胺吸收法为主，如DEA法、MDEA法等，这些方法成本高，能耗大，而且醇胺溶液腐蚀设备和管道。与醇胺吸收法相比，膜法脱碳具有成本低、空间利用率高等优点，但是传统的膜法脱碳随着生产需要逐渐增加膜组，天然气在进入膜组前需要对其进行增压、脱水、烃露点控制等预处理，能耗大且工艺复杂。

发明内容

本发明的目的是提供基于湿法再生CO₂吸附材料的天然气脱碳系统及方法，解决传统脱碳工艺设备管道腐蚀、能耗大及工艺复杂的问题。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

基于湿法再生CO₂吸附材料的天然气脱碳系统，包括用于过滤固体颗粒的过滤器1-1，其进气口与湿原料气1相连通，出气口与用于湿原料气1粗脱水的脱水膜分离器1-2的进气口相连；

脱水膜分离器1-2出气口分为两条支路，一条支路设有脱水冷却器1-3和脱水气液分离器1-4，脱水气液分离器1-4的进气口与脱水冷却器1-3出气口相连，脱水气液分离器1-4的出气口分为两条支路，一条支路用于排出脱水废水2，另一条支路与脱水膜分离器1-2的另一条支路汇合；

第一三通电磁阀1-5的进气口与上述汇合后的气路相连，第一三通电磁阀 1-5出气口分为两条支路，分别连接第一分子筛脱水塔1-6和第二分子筛脱水塔 1-7的进气口，第一三通电磁阀1-5控制气体选择进入第一分子筛脱水塔1-6或第二分子筛脱水塔1-7；

第一分子筛脱水塔1-6和第二分子筛脱水塔1-7的出气口均分为两条支路，一条支路与第三三通电磁阀1-10的进气口相连，第三三通电磁阀1-10的出气口与再生冷却器1-11的进气口相连，再生冷却器1-11的出气口与再生气液分离器 1-12的进气口相连，再生气液分离器1-12的出气口分为两条支路，一条支路用于排出再生废水3，另一条支路排出的含碳湿天然气汇入第一三通电磁阀1-5的进气口；第一分子筛脱水塔1-6和第二分子筛脱水塔1-7的出气口的另一条支路又分为两条支路，一条支路设有再生加热器1-9，再生加热器1-9用于加热再生气进入第一分子筛脱水塔1-6或第二分子筛脱水塔1-7对分子筛进行再生，另一条支路设有第二三通电磁阀1-8，第二三通电磁阀1-8的进气口与第一分子筛脱水塔1-6或第二分子筛脱水塔1-7的出气口相连，出气口与第四三通电磁阀1-13 的进气口相连；