[发明专利]基于湿法再生CO2

摘要

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。

主权项

1.基于湿法再生CO₂吸附材料的天然气脱碳系统，其特征在于：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；第四三通电磁阀(1‑13)的出气口分为两条支路，分别连接第一脱碳膜分离器(1‑14)和第二脱碳膜分离器(1‑15)的顶部进气口，第四三通电磁阀(1‑13)控制气体选择进入第一脱碳膜分离器(1‑14)或第二脱碳膜分离器(1‑15)，第一脱碳膜分离器(1‑14)和第二脱碳膜分离器(1‑15)的出气口分别与第五三通电磁阀(1‑16)和第六三通电磁阀(1‑17)的进气口相连，第五三通电磁阀(1‑16)和第六三通电磁阀(1‑17)的出气口均分为两条支路，一条支路用于排出经过脱碳处理的干天然气(5)，此支路又分为两条支路，一条支路排出干天然气(5)进入下一工序，另一条支路与第七三通电磁阀(1‑18)的一个进气口相连，第五三通电磁阀(1‑16)和第六三通电磁阀(1‑17)出气口的另一条支路与第九三通电磁阀(1‑21)的进气口相连，第九三通电磁阀(1‑21)的出气口分为两条支路，一条支路用于排出雾化水汽(4)携带的第一脱碳膜分离器(1‑14)或第二脱碳膜分离器(1‑15)中膜再生解吸附出来的CO₂和H₂S形成的CO₂、H₂S和雾化水汽的混合气(6)，另一条支路用于排出干燥再生脱碳膜后的不含碳湿天然气汇去再生冷却器(1‑11)的进气口进行脱水处理；第七三通电磁阀(1‑18)具有两个进气口，其中一进气口与雾化水汽(4)相连，另一进气口与干天然气(5)相连，通过控制进气种类进行CO₂的解吸附和脱碳膜干燥再生，第七三通电磁阀(1‑18)的出气口与加热器(1‑19)的进气口相连，加热器(1‑19)的出气口与第八三通电磁阀(1‑20)的进气口相连，第八三通电磁阀(1‑20)的出气口分为两条支路，分别与第一脱碳膜分离器(1‑14)和第二脱碳膜分离器(1‑15)的侧面进气口相连。