煙道氣或合成氣中CO2脫除方法及裝置與流程

本發(fā)明涉及煙氣凈化
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及煙道氣或合成氣中co2脫除方法及裝置。
背景技術(shù)：
：大氣中溫室氣體不斷增加是導(dǎo)致氣候變暖的直接原因。隨著現(xiàn)代工業(yè)快速發(fā)展，大量化石燃料燃燒產(chǎn)生的二氧化碳是造成溫室效應(yīng)的主要根源，為了減少二氧化碳增加而引起的環(huán)境污染和自然災(zāi)害，就必須吸收富集二氧化碳，減少向大氣中排放二氧化碳排放量，保護(hù)人類生存環(huán)境，促進(jìn)生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展。相關(guān)技術(shù)中，吸收二氧化碳的方法主要有物理吸收法、化學(xué)吸收法、膜吸收法和低溫分餾法等。其中化學(xué)吸收法回收尾氣中的二氧化碳成本最低的方法，以氨水為吸收液的化學(xué)吸收法具有吸收能力強(qiáng)、腐蝕性小、再生能耗小、補(bǔ)充成本低，能同時(shí)脫除多種酸性氣體污染物的特點(diǎn)，成為脫碳工藝較為成熟的技術(shù)，近年來得到廣泛應(yīng)用。然而，氨法脫碳工藝實(shí)際應(yīng)用中，吸收液的濃度越高，解吸過程中會(huì)出現(xiàn)解吸不完全，co2解吸率越低，導(dǎo)致再生吸收液的吸收能力降低，同時(shí)容易造成氨逸出等問題，提高了工藝運(yùn)行成本。因此，有必要提供一種新的技術(shù)解決上述技術(shù)問題。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的是克服上述技術(shù)問題，提供一種煙道氣或合成氣中co2脫除方法，將從煤焦油或煤直接液化油中提取酚類物質(zhì)和co2的吸收結(jié)合于一體，其中提取酚類物質(zhì)中產(chǎn)生的含酚有機(jī)胺溶液作為吸收co2的吸收液，吸收后的溶液在解吸工藝中解吸完全，再生的吸收液吸收效果好，且降低了工藝運(yùn)行成本。本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種煙道氣或合成氣中co2脫除方法，包括如下步驟：co2吸收：將經(jīng)過脫硫除塵冷卻后的煙道氣或合成氣引入吸收塔內(nèi)，與吸收液逆流接觸進(jìn)行脫碳處理，排出的氣相為脫co2煙道氣或合成氣，液相為co2富集液；其中所述吸收液為以有機(jī)胺溶液為萃取劑提取煤焦油或煤直接液化油中酚類物質(zhì)所獲得的含酚有機(jī)胺溶液；酚再生：在co2富集液中通入過量的二氧化碳，使co2富集液進(jìn)一步酸化，溶液靜置分層得到粗酚油和含co2有機(jī)胺溶液；co2再生：將所述含co2有機(jī)胺溶液加熱解吸，釋放出的co2部分用于酚再生步驟的co2富集液酸化，再生的有機(jī)胺溶液作為萃取煤焦油或煤直接液化油中酚類物質(zhì)的萃取劑循環(huán)使用。優(yōu)選的，co2吸收步驟中，吸收液吸收煙道氣或合成氣中co2的吸收溫度為30-55℃。優(yōu)選的，酚再生步驟中，co2富集液酸化溫度為30-60℃。優(yōu)選的，在co2吸收步驟中吸收的二氧化碳與有機(jī)胺的摩爾比為0.01-2：1，在co2再生步驟中，通入所述co2富集液中循環(huán)的co2量與有機(jī)胺的摩爾比為0.01-2：1。優(yōu)選的，co2再生步驟中，含co2有機(jī)胺溶液加熱解吸的溫度為120-150℃。優(yōu)選的，其特征在于，co2吸收步驟中，所述吸收液中有機(jī)胺的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30％-80％，酚的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15％-40％，水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5％-30％。優(yōu)選的，所述有機(jī)胺為乙二胺、一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、三乙胺、n-甲基二乙醇胺中的至少一種。本發(fā)明還提供一種煙道氣或合成氣中co2脫除裝置。所述煙道氣或合成氣中co2脫除裝置包括用于萃取煤焦油或煤直接液化油中酚類物質(zhì)以獲得含酚有機(jī)胺溶液的萃取塔；與所述萃取塔連接且以所述含酚有機(jī)胺溶液作為吸收液，吸收煙道氣或合成氣中co2的吸收塔；與所述吸收塔連接且用于將所述吸收塔排放的co2富集液進(jìn)一步酸化，釋放其中所含酚類物質(zhì)的酚再生塔；與所述酚再生塔連接且用于將其排出的物質(zhì)靜置分離得到粗酚油和含co2有機(jī)胺溶液的分離器；與所述分離器連接且用于將含co2有機(jī)胺溶液進(jìn)行co2再生解吸的有機(jī)胺脫碳塔，再生的二氧化碳部分引入所述酚再生塔，再生的有機(jī)胺溶液作為萃取劑返回所述萃取塔內(nèi)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的煙道氣或合成氣中co2脫除方法及裝置，具有如下有益效果：一、煙道氣或合成氣中co2脫除方法中，吸收co2的吸收液來自于以有機(jī)胺溶液為萃取劑提取煤焦油或煤直接液化油中酚類物質(zhì)所產(chǎn)生的含酚有機(jī)胺溶液，吸收co2后的吸收液先后進(jìn)行酚再生和co2再生工藝，再生得到的有機(jī)胺溶液作為萃取煤焦油或煤直接液化油中酚類物質(zhì)的萃取劑循環(huán)使用。由此使從煤焦油或煤直接液化油中提取酚類物質(zhì)和co2的吸收結(jié)合于一體，降低了工藝運(yùn)行成本；且有機(jī)胺溶液再生工藝中co2解吸率高，再生的吸收液吸收效果好，有機(jī)胺溶液補(bǔ)充量少。二、煙道氣或合成氣中co2脫除方法中，將含co2有機(jī)胺溶液解吸后，釋放出的co2部分用于酚再生工藝中，可完全置換出co2富集液中的酚類物質(zhì)，提高酚類物質(zhì)的提取率，且降低再生有機(jī)胺溶液中的酚含量，進(jìn)一步保證有機(jī)胺溶液萃取酚類物質(zhì)的效率。附圖說明圖1為本發(fā)明提供的煙道氣或合成氣中co2脫除裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。具體實(shí)施方式下面將結(jié)合附圖和實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。請(qǐng)結(jié)合參閱圖1，為本發(fā)明提供的煙道氣或合成氣中co2脫除裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。所述煙道氣或合成氣中co2脫除裝置100包括萃取塔11、吸收塔12、酚再生塔13、分離器14及有機(jī)胺脫碳塔15。其中：所述萃取塔11用于萃取煤焦油或煤直接液化油中酚類物質(zhì)，萃余相為脫酚油，萃取相為含酚有機(jī)胺溶液。所述吸收塔12與所述萃取塔11連接，且所述萃取塔11內(nèi)的萃取相作為所述吸收塔12內(nèi)吸收co2的吸收液。吸收co2后，氣相為為脫co2煙道氣或合成氣，液相為co2富集液。所述酚再生塔13與所述吸收塔12連接，所述吸收塔12內(nèi)排出的co2富集液引入到所述酚再生塔13中，采用二氧化碳繼續(xù)酸化，使co2富集液中的酚類物質(zhì)完全釋放。所述分離器14與所述酚再生塔13連接，co2富集液進(jìn)一步酸化后流至所述分離器14內(nèi)，在所述分離器14內(nèi)靜置分層，得到粗酚油和含co2有機(jī)胺溶液。所述有機(jī)胺脫碳塔15與所述分離器14連接，含co2有機(jī)胺溶液排至所述有機(jī)胺脫碳塔15內(nèi)，在所述有機(jī)胺脫碳塔15內(nèi)進(jìn)行co2再生，釋放的co2一部分循環(huán)引入所述酚再生塔13內(nèi)用于co2富集液進(jìn)一步酸化，一部分用于合成尿素或做其它用途；再生的有機(jī)胺溶液作為萃取劑返回所述萃取塔11內(nèi)，以循環(huán)使用。即所述有機(jī)胺脫碳塔15內(nèi)釋放的co2分為兩條支路，一條支路與所述酚再生塔13連接，另一條支路排出的二氧化碳用于尿素合成或做其它用途。其中，煙道氣的主要組成為氮?dú)?、二氧化碳、氧和水蒸氣和硫化物；合成氣主要組成為氫氣、一氧化碳、二氧化碳、甲烷和氮?dú)?。酚類化合物為苯酚、鄰甲酚、?duì)甲酚、間甲酚、乙基苯酚、二乙基苯酚、二甲基苯酚、對(duì)苯基苯酚中的一種或者多種。基于所述煙道氣或合成氣中co2脫除裝置100，本發(fā)明提供一種煙道氣或合成氣中co2脫除方法。以下通過具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明提供的煙道氣或合成氣中co2脫除方法進(jìn)行詳細(xì)闡述。實(shí)施例1一種煙道氣或合成氣中co2脫除方法，包括如下步驟：步驟s1：co2吸收以有機(jī)胺溶液為萃取劑，對(duì)煤焦油或煤直接液化油中的酚類物質(zhì)進(jìn)行提取，獲得萃取相為含酚有機(jī)胺溶液；將經(jīng)過脫硫除塵冷卻后的煙道氣或合成氣引入所述吸收塔12內(nèi)，并將所述含酚有機(jī)胺溶液作為吸收液引入所述吸收塔12內(nèi)，與煙道氣或合成氣逆流接觸進(jìn)行脫碳處理，排出的氣相為脫co2煙道氣或合成氣，液相為co2富集液；具體的，所述含酚有機(jī)胺溶液中的成分包括有機(jī)胺、酚和水，其中有機(jī)胺的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30％-80％，酚的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15％-40％，水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5％-30％；所述有機(jī)胺為乙二胺、一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、三乙胺、n-甲基二乙醇胺中的至少一種。本實(shí)施例中，含酚有機(jī)胺溶液中各成分的質(zhì)量百分比為：有機(jī)胺60％，酚20％，水20％。煤焦油或煤直接液化油的餾程為120-340℃，含酚量為50.42％；萃取條件為：溫度25℃，常壓條件下進(jìn)行；煙道氣或合成氣中co2的含量為15％；含酚有機(jī)胺溶液吸收co2條件：吸收溫度為30℃，氣液流量比為18:1，常壓條件下進(jìn)行；吸收的二氧化碳與有機(jī)胺的摩爾比為0.5；步驟s2：酚再生在co2富集液中通入過量的二氧化碳，使co2富集液進(jìn)一步酸化，溶液靜置分層得到粗酚油和含co2有機(jī)胺溶液；具體的，co2富集液酸化溫度為60℃；步驟s3：co2再生將所述含co2有機(jī)胺溶液加熱解吸，釋放出的co2部分用于酚再生步驟的co2富集液酸化，再生的有機(jī)胺溶液作為萃取煤焦油或煤直接液化油中酚類物質(zhì)的萃取劑；具體的，含co2有機(jī)胺溶液加熱解吸的溫度為120℃，壓力為常壓；通入所述co2富集液中循環(huán)的co2量與有機(jī)胺的摩爾比為0.6。以施例1的所述煙道氣或合成氣中co2脫除方法為基礎(chǔ)，通過改變具體參數(shù)，形成實(shí)施例2-9的所述煙道氣或合成氣中co2脫除方法，具體的實(shí)施條件如表1：表1：實(shí)施例2-9的實(shí)施條件對(duì)實(shí)施例1-9的試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行檢測(cè)，如表2：表2：實(shí)施例1-9試驗(yàn)效果數(shù)據(jù)粗酚油純度粗酚油收率co2吸收率co2解析率實(shí)施例195.37％53.74％99.9％99.9％實(shí)施例295.84％54.36％98.85％97.6％實(shí)施例396.21％58.27％99.6％99.1％實(shí)施例496.78％60.54％94.2％98.2％實(shí)施例595.78％55.42％88.6％98.7％實(shí)施例696.53％59.25％85.4％98.5％實(shí)施例795.84％50.48％98.85％97.6％實(shí)施例896.21％51.61％99.6％99.1％實(shí)施例996.78％58.67％94.2％98.2％根據(jù)上述試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出，在相同的萃取條件下，不同的吸收溫度、氣液流量比對(duì)co2的吸收率有較大影響，其中當(dāng)吸收溫度在30-45℃時(shí)對(duì)co2的吸收率較高；而co2的再生工藝中，加熱溫度在120-150℃之間對(duì)co2的解析率影響較小，說明以有機(jī)胺溶液作為吸收液吸收co2后，解吸效果良好。co2吸收步驟中，含酚有機(jī)胺溶液吸收co2的同時(shí)，被co2酸化，使其中的酚部分釋放；酚再生步驟中，循環(huán)引入的co2有助于酚的進(jìn)一步釋放置換。當(dāng)co2吸收步驟中吸收的二氧化碳和有機(jī)胺的摩爾比為0.8：1，co2再生步驟中，通入co2富集液中循環(huán)的co2量與有機(jī)胺的摩爾比為0.4：1時(shí)，可有效提高粗酚油的收率；co2富集液酸化溫度對(duì)粗酚油的收率有一定的影響，當(dāng)其酸化溫度為60℃時(shí)對(duì)應(yīng)的粗酚油收率高于溫度為30℃時(shí)對(duì)應(yīng)的粗酚油收率。以實(shí)施例1的所述煙道氣或合成氣中co2脫除方法為基礎(chǔ)，將上述最優(yōu)技術(shù)參數(shù)作為定量，通過改變作為萃取劑的有機(jī)胺溶液濃度的進(jìn)一步闡述有機(jī)胺溶液的濃度對(duì)co2脫除效果的影響形成實(shí)施例10-14，如表3。需要說明的是：為了便于檢測(cè)有機(jī)胺濃度對(duì)co2吸收率的影響，本發(fā)明中以吸收液中有機(jī)胺的濃度作為實(shí)際檢測(cè)數(shù)據(jù)。表3：實(shí)施例10-14的實(shí)施條件和試驗(yàn)結(jié)果根據(jù)實(shí)施例10-14的試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出，有機(jī)胺濃度對(duì)co2吸收率的吸收率和粗酚油的收率具有較大的影響，吸收液中有機(jī)胺溶液的最佳濃度為60-80％。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的煙道氣或合成氣中co2脫除方法及裝置，具有如下有益效果：一、煙道氣或合成氣中co2脫除方法中，吸收co2的吸收液來自于以有機(jī)胺溶液為萃取劑提取煤焦油或煤直接液化油中酚類物質(zhì)所產(chǎn)生的含酚有機(jī)胺溶液，吸收co2后的吸收液先后進(jìn)行酚再生和co2再生工藝，再生得到的有機(jī)胺溶液作為萃取煤焦油或煤直接液化油中酚類物質(zhì)的萃取劑循環(huán)使用。由此使從煤焦油或煤直接液化油中提取酚類物質(zhì)和co2的吸收結(jié)合于一體，降低了工藝運(yùn)行成本；且有機(jī)胺溶液再生工藝中co2解吸率高，再生的吸收液吸收效果好，有機(jī)胺溶液補(bǔ)充量少。二、煙道氣或合成氣中co2脫除方法中，將含co2有機(jī)胺溶液解吸后，釋放出的co2部分用于酚再生工藝中，可完全置換出co2富集液中的酚類物質(zhì)，提高酚類物質(zhì)的提取率，且降低再生有機(jī)胺溶液中的酚含量，進(jìn)一步保證有機(jī)胺溶液萃取酚類物質(zhì)的效率。以上所述僅為本發(fā)明的實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其它相關(guān)的
技術(shù)領(lǐng)域：
，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。當(dāng)前第1頁(yè)12