CN106335876B - 含硫变换气的净化装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种含硫变换气的净化装置。该净化装置包括脱硫塔和液态二氧化碳供应装置，脱硫塔上设置有液态二氧化碳进口，液态二氧化碳供应装置与液态二氧化碳进口相连通。采用本发明中的净化装置，以液体二氧化碳做吸收剂，脱除含硫变换气中的硫化物。液态二氧化碳对硫化物，尤其是对硫化氢有良好的选择吸收性，蒸汽压低，运转时溶剂耗损少，是一种较理想的物理吸收剂，尤其适合于以煤(油)为原料，酸气分压较高的合成气等含硫变换气的气体净化。且采用液态二氧化碳脱硫时能耗低，是一种低能耗的净化方法。总而言之，本发明所提供的净化装置，溶剂损耗低、能耗低、脱硫效率高，非常适合工业上的大规模应用。
Description
技术领域
本发明涉及含硫变换气的净化处理领域，具体而言，涉及一种含硫变换气的净化装置。
背景技术
煤化工变换气的净化，就是要脱除其中的硫化物、氨、二氧化碳等不利于后序生产的组分，特别是要脱除对后序正常有害的硫化物。目前的净化工艺有：NHD脱硫脱碳法、低温甲醇洗法。
NHD脱硫脱碳法：NHD脱硫脱碳法是选择一种命为NHD的聚乙二醇二甲醚有机溶剂，利用它对气体中硫化物和二氧化碳具有的溶解能力，脱除工艺气中的硫化物和二氧化碳，由于工艺气中二氧化碳含量高、NHD溶剂的溶解能力决定了溶剂循环量较大，工艺过程流体输送的能耗较高。
低温甲醇洗法：低温甲醇洗法是选择甲醇溶剂，利用它对气体中硫化物和二氧化碳具有的溶解能力，脱除工艺气中的硫化物和二氧化碳，由于工艺气中二氧化碳含量高、甲醇溶剂的溶解能力决定了溶剂循环量较大，存在着工艺过程流体输送的能耗较高，再者由于过程中甲醇净化度要求较高，工艺复杂。
由此可见，现有的NHD脱硫脱碳法、低温甲醇洗法都会有一定溶剂损耗、且脱硫效率低、能耗较高。基于此，有必要提供一种低溶剂损耗、高效率的含硫变换气的净化装置。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种含硫变换气的净化装置，以解决现有技术中含硫变换气脱硫时溶剂损耗高、效率低的问题。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种含硫变换气的净化装置，其包括脱硫塔，脱硫塔上设置有液态二氧化碳进口；液态二氧化碳供应装置，液态二氧化碳供应装置与液态二氧化碳进口相连通。
进一步地，脱硫塔上设置有含硫变换气进口，净化装置还包括：外界冷量补充换热器，与含硫变换气进口连通。
进一步地，脱硫塔上设置有含硫液体出口，含硫变换气进口和外界冷量补充换热器之间的流路上还设置有第一二氧化碳闪蒸换热器，第一二氧化碳闪蒸换热器上设置有第一进口、第二进口、与第一进口相对应的第一出口以及与第二进口相对应的第二出口；外界冷量补充换热器上设置有第三进口和与第三进口相对应的第三出口；其中，第一进口和第三出口相连通，第一出口和含硫变换气进口相连通，第二进口和含硫液体出口相连通。
进一步地，脱硫塔上设置有脱硫气出口，净化装置还包括液体二氧化碳分离罐，液体二氧化碳分离罐上设置有脱硫气进口，脱硫气进口和脱硫气出口相连通。
进一步地，液体二氧化碳分离罐上设置有液体二氧化碳出口，净化装置还包括第二二氧化碳闪蒸换热器，第二二氧化碳闪蒸换热器上设置有第四进口、第五进口、与第四进口相对应的第四出口以及与第五进口相对应的第五出口；其中，第四进口和脱硫气出口相连通，第四出口和脱硫气进口相连通，第五进口和液体二氧化碳出口相连通。
进一步地，液体二氧化碳出口与液态二氧化碳进口相连通。
进一步地，液体二氧化碳出口和液态二氧化碳进口之间的流路上设置有输送泵。
进一步地，输送泵和液态二氧化碳进口之间的流路上设置有第一流量调节阀。
进一步地，第五进口和液体二氧化碳出口之间的流路上设置有第二流量调节阀。
进一步地，净化装置还包括冷却脱水装置，冷却脱水装置上设置有脱水气出口，脱水气出口和第三进口相连通。
本发明所提供的上述净化装置中，在脱硫塔上设置液态二氧化碳进口。不同于传统含硫变换气净化时引入第三方介质的方案，采用本发明中的净化装置，以液体二氧化碳做吸收剂，脱除含硫变换气中的硫化物。液态二氧化碳对硫化物，尤其是对硫化氢有良好的选择吸收性，蒸汽压低，运转时溶剂耗损少，是一种较理想的物理吸收剂，尤其适合于以煤(油)为原料，酸气分压较高的合成气等含硫变换气的气体净化。且采用液态二氧化碳脱硫时能耗低，是一种低能耗的净化方法。总而言之，本发明所提供的净化装置，溶剂损耗低、能耗低、脱硫效率高，非常适合工业上的大规模应用。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1示出了根据本发明一种实施例中含硫变换气的净化装置的示意图。
其中，上述附图包括以下附图标记：
10、脱硫塔；101、含硫变换气进口；102、脱硫气出口；103、液态二氧化碳进口；104、含硫液体出口；20、外界冷量补充换热器；30、第一二氧化碳闪蒸换热器；40、液体二氧化碳分离罐；50、第二二氧化碳闪蒸换热器；60、输送泵；401、第一流量调节阀；402、第二流量调节阀。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
正如背景技术所描述的，现有技术中含硫变换气脱硫时存在溶剂损耗高、效率低的问题。为了解决这一问题，本发明提供了一种含硫变换气的净化装置，如图1所示，其包括脱硫塔10和液态二氧化碳供应装置(图中未示出)，其中脱硫塔10上设置有含液态二氧化碳进口103；液态二氧化碳供应装置与液态二氧化碳进口103相连通。
本发明所提供的上述净化装置中，在脱硫塔10上设置液态二氧化碳进口103。不同于传统含硫变换气净化时引入第三方介质的方案，采用本发明中的净化装置，以液体二氧化碳做吸收剂，脱除含硫变换气中的硫化物。液态二氧化碳对硫化物，尤其是对硫化氢有良好的选择吸收性，蒸汽压低，运转时溶剂耗损少，是一种较理想的物理吸收剂，尤其适合于以煤(油)为原料，酸气分压较高的合成气等含硫变换气的气体净化。且采用液态二氧化碳脱硫时能耗低，是一种低能耗的净化方法。总而言之，本发明所提供的净化装置，溶剂损耗低、能耗低、脱硫效率高，非常适合工业上的大规模应用。
在一种优选的实施例中，脱硫塔10上设置有含硫变换气进口101，净化装置还包括外界冷量补充换热器20，其与含硫变换气进口101连通。该外界冷量补充换热器20能够对含硫变换气进行降温，以提高后期液态二氧化碳的脱硫效率。
在一种优选的实施例中，脱硫塔10上设置有含硫液体出口104，含硫变换气进口101和外界冷量补充换热器20之间的流路上还设置有第一二氧化碳闪蒸换热器30，第一二氧化碳闪蒸换热器30上设置有第一进口、第二进口、与第一进口相对应的第一出口以及与第二进口相对应的第二出口；外界冷量补充换热器20上设置有第三进口和与第三进口相对应的第三出口；其中，第一进口和第三出口相连通，第一出口和含硫变换气进口101相连通，第二进口和含硫液体出口104相连通。该种设置方式，从含硫液体出口104出来的温度较低的含硫液体二氧化碳能够进一步对含硫变换气进行降温，一方面进一步提高了后期的脱硫效果，另一方面充分利用了液体二氧化碳(含硫液体)的冷量，能够进一步降低能耗，使脱硫过程更为绿色环保。此外，从第二出口出来的含硫液体形成含硫化物的二氧化碳酸性气送往下游处理工序。
在一种优选的实施例中，脱硫塔10上设置有脱硫气出口102，上述净化装置还包括液体二氧化碳分离罐40，液体二氧化碳分离罐40上设置有脱硫气进口，脱硫气进口和脱硫气出口102相连通。
设置液体二氧化碳分离罐40，能够将从脱硫气出口102出来的脱硫气中夹带的液态二氧化碳分离出来，使脱硫气得到进一步净化，从液体二氧化碳分离罐40的净化气出口排出。
在一种优选的实施例中，液体二氧化碳分离罐40上设置有液体二氧化碳出口，上述净化装置还包括第二二氧化碳闪蒸换热器50，第二二氧化碳闪蒸换热器50上设置有第四进口、第五进口、与第四进口相对应的第四出口以及与第五进口相对应的第五出口；其中，第四进口和脱硫气出口102相连通，第四出口和脱硫气进口相连通，第五进口和液体二氧化碳出口相连通。
上述设置能够对从脱硫气出口102出来的脱硫气进行进一步降温，从而有利于进一步提高后期液态二氧化碳的分离，使气体得到更进一步地净化。同时，利用第五进口和液体二氧化碳出口相连通，则是将液体二氧化碳分离罐40分离出来的液体二氧化碳输送到第二二氧化碳闪蒸换热器50，闪蒸气化并回收冷量，形成气体二氧化碳产品。
在一种优选的实施例中，液体二氧化碳出口还和液态二氧化碳进口103相连通。这样设置能够将部分液体二氧化碳分离罐40分离出来的液体二氧化碳输送到脱硫塔10中进行循环使用，能够提高装置的脱硫效率，节约能耗和溶剂使用。
在一种优选的实施例中，液体二氧化碳出口和液态二氧化碳进口103之间的流路上设置有输送泵60。输送泵60能够对液体二氧化碳分离罐40分离出来的液体二氧化碳进行提压，以使其进入脱硫塔10。
在一种优选的实施例中，输送泵60和液态二氧化碳进口103之间的流路上设置有第一流量调节阀401。
在一种优选的实施例中，第五进口和液体二氧化碳出口之间的流路上设置有第二流量调节阀402。设置第一流量调节阀401和第二流量调节阀402能够更有效地控制含硫变换气的脱硫效果。
在一种优选的实施例中，净化装置还包括冷却脱水装置，冷却脱水装置上设置有脱水气出口，脱水气出口和第三进口相连通。这样设置，是将含硫变换气经过冷冻脱水后再进入后续的脱硫工序，能够以防止低温下二氧化碳水合物的固化，有利于进一步保证生产的进行。具体的冷却脱水装置参见专利CN201510236855.9。
在实际操作过程中，液体二氧化碳的量由经冷冻脱水后的含硫变换气的压力和降温的程度决定；液体二氧化碳闪蒸过程需控制在一定的温度压力下，以防止二氧化碳的固化，阻止生产的进行，参见专利CN2014104285005。
从以上的描述中，可以看出，本发明所提供的上述净化装置中，在脱硫塔上设置含硫变换气进口、脱硫气出口、液态二氧化碳进口和含硫液体出口。不同于传统含硫变换气净化时引入第三方介质的方案，采用本发明中的净化装置，以液体二氧化碳做吸收剂，脱除含硫变换气中的硫化物。该净化装置溶剂损耗低、能耗低、脱硫效率高，非常适合工业上的大规模应用。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种含硫变换气的净化装置，其特征在于，包括：
脱硫塔(10)，所述脱硫塔(10)上设置有液态二氧化碳进口(103)；
液态二氧化碳供应装置，所述液态二氧化碳供应装置与所述液态二氧化碳进口(103)相连通；
所述脱硫塔(10)上设置有含硫变换气进口(101)，所述净化装置还包括：外界冷量补充换热器(20)，与所述含硫变换气进口(101)连通。
2.根据权利要求1所述的净化装置，其特征在于，所述脱硫塔(10)上设置有含硫液体出口(104)，所述含硫变换气进口(101)和所述外界冷量补充换热器(20)之间的流路上还设置有第一二氧化碳闪蒸换热器(30)，
所述第一二氧化碳闪蒸换热器(30)上设置有第一进口、第二进口、与所述第一进口相对应的第一出口以及与所述第二进口相对应的第二出口；
所述外界冷量补充换热器(20)上设置有第三进口和与所述第三进口相对应的第三出口；
其中，所述第一进口和所述第三出口相连通，所述第一出口和所述含硫变换气进口(101)相连通，所述第二进口和所述含硫液体出口(104)相连通。
3.根据权利要求1或2所述的净化装置，其特征在于，所述脱硫塔(10)上设置有脱硫气出口(102)，所述净化装置还包括液体二氧化碳分离罐(40)，所述液体二氧化碳分离罐(40)上设置有脱硫气进口，所述脱硫气进口和所述脱硫气出口(102)相连通。
4.根据权利要求3所述的净化装置，其特征在于，所述液体二氧化碳分离罐(40)上设置有液体二氧化碳出口，所述净化装置还包括第二二氧化碳闪蒸换热器(50)，所述第二二氧化碳闪蒸换热器(50)上设置有第四进口、第五进口、与所述第四进口相对应的第四出口以及与所述第五进口相对应的第五出口；
其中，所述第四进口和所述脱硫气出口(102)相连通，所述第四出口和所述脱硫气进口相连通，所述第五进口和所述液体二氧化碳出口相连通。
5.根据权利要求4所述的净化装置，其特征在于，所述液体二氧化碳出口与所述液态二氧化碳进口(103)相连通。
6.根据权利要求5所述的净化装置，其特征在于，所述液体二氧化碳出口和所述液态二氧化碳进口(103)之间的流路上设置有输送泵(60)。
7.根据权利要求6所述的净化装置，其特征在于，所述输送泵(60)和所述液态二氧化碳进口(103)之间的流路上设置有第一流量调节阀(401)。
8.根据权利要求4所述净化装置，其特征在于，所述第五进口和所述液体二氧化碳出口之间的流路上设置有第二流量调节阀(402)。
9.根据权利要求2所述的净化装置，其特征在于，还包括冷却脱水装置，所述冷却脱水装置上设置有脱水气出口，所述脱水气出口和所述第三进口相连通。
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