[發明專利]化工尾氣分離回收工藝及裝置

無效

• 申請號: 201110292782.7
• 申請日: 2011-09-30
• 公開（公告）號: CN102500194A
• 公開（公告）日: 2012-06-20
• 發明（設計）人: 張世田;張濤
• 申請（專利權）人: 張世田;張濤
• 主分類號: B01D53/18
• 分類號: B01D53/18;C01B23/00;C01B3/52;C10L3/10
• 代理公司: 鄭州聯科專利事務所(普通合伙) 41104
• 代理人: 時立新

技術領域

本發明涉及一種化工尾氣分離回收工藝及裝置。

背景技術

????近年來隨著社會的發展和技術的進步，對能源的需求越來越嚴重。現有可利用直接能源越來越緊張，國家號召發展循環經濟，充分發揮和利用能源的價值，對高品質的能源利用率和利用效果一定做到充分利用。

現在一些合成氨廠，焦爐氣生產廠，甲醇廠由于采用老工藝，在生產過程中均采用不同程度的排放一些尾氣，這些尾氣中都含一定量的甲烷，氬氣，氫氣。這些有效氣體都比較純潔（沒有有害氣體成分）。在傳統使用方法中，往往對這些氣體采用燃燒放空或者排放到鍋爐中作為一般燃料燃燒而已。現在看來對這些優質成分并沒有良好應用。

發明內容

本發明的目的是提供一種能夠有效分離回收利用化工尾氣的工藝及裝置。

化工尾氣分離回收工藝，包括以下步驟：化工尾氣通過分子篩吸附裝置除去低溫下能夠固結的成分，得到主要成分為氫氣、氮氣、甲烷和氬氣的合成氣；合成氣降溫后進入精餾Ⅰ塔參與精餾，在精餾Ⅰ塔頂部得到富氫氣體，底部得到主要含氮氣、氬氣和甲烷的液體；精餾Ⅰ塔底部得到的液體進入精餾Ⅱ塔進行精餾，在精餾Ⅱ塔頂部得到污氮氣，底部得到主要含氬氣和甲烷的液體；精餾Ⅱ塔底部得到的液體進入精餾Ⅲ塔進行精餾，在精餾Ⅲ塔頂部得到液氬，底部得到液態甲烷。

合成氣溫度降至零下150℃～零下170℃后進入精餾Ⅰ塔參與精餾。

化工尾氣分離回收裝置，包括精餾Ⅰ塔、精餾Ⅱ塔和精餾Ⅲ塔，精餾Ⅰ塔下部設有原料進口，頂部設有廢氣出口，底部設有第一液體餾分出口；精餾Ⅱ塔下部設有第二蒸發器，中部設有第二液體餾分進口，頂部設有氮氣出口，底部設有第二液體餾分出口；精餾Ⅲ塔上部設有冷凝器，下部設有第三蒸發器，中部設有第三液體餾分進口，頂部設有液氬出口，底部設有液態甲烷出口；第一液體餾分出口與第二液體餾分進口連通，第二液體餾分出口與第三液體餾分進口連通。

所述冷凝器、第二蒸發器和第三蒸發器均為板翅式換熱器。

本發明帶來的有益效果是：

1、合成氣中甲烷不但分離出來，并且液化成液體（LNG）送出，供工業或者民用，從而拓寬了使用范圍和利用效率；

2、合成氣中氬氣分離出來并液化，氣產品純度達到國家一級品的要求，純度達到99.999%。然后進行外賣；

3、剩余的有效成份氫氣，雖然純度不能提的很高，但是可以達到95%左右，然后送出，作為氫回收的有效氣，進入化工系統，做進一步氫回收計劃；

通過本發明，能夠解決目前大部分工廠中尾氣排放過程中的不安全因素，并且能變廢為寶，使低效率的能源利用方式變為高效率的利用，增加產品的附加值，為節能環保和增加效益同時出一份力量。

本發明在生產過程中，不產生任何有害氣體，在開停車期間合成都能夠做到集中燃燒排放，對環境不產生影響。沒有任何廢水，廢渣的產生，唯一損耗就是電力的損耗，根據設計要求，能耗也比較低。

附圖說明

圖1為本發明結構示意圖。

具體實施方式

如圖1所示，化工尾氣分離回收工藝，包括以下步驟：化工尾氣通過分子篩吸附裝置除去低溫下能夠固結的成分，得到主要成分為氫氣、氮氣、甲烷和氬氣的合成氣；合成氣降溫后進入精餾Ⅰ塔1參與精餾，在精餾Ⅰ塔1頂部得到富氫氣體，底部得到主要含氮氣、氬氣和甲烷的液體；精餾Ⅰ塔1底部得到的液體進入精餾Ⅱ塔2進行精餾，在精餾Ⅱ塔2頂部得到污氮氣，底部得到主要含氬氣和甲烷的液體；精餾Ⅱ塔2底部得到的液體進入精餾Ⅲ塔3進行精餾，在精餾Ⅲ塔3頂部得到液氬，底部得到液態甲烷。合成氣溫度降至零下150℃～零下170℃后進入精餾Ⅰ塔1參與精餾。

分子篩吸附裝置是通過利用分子篩的選擇性吸附特性，把在低溫情況下能夠固結的成分去除掉，這些成分主要是CO2，水以及微量的氨。只有把這些組分剔除掉，才能保證后面低溫分離過程中，剩余的成分不影響后繼工藝流程的正常進行。通過分子篩吸附裝置后，合成氣成為干燥的合成氣，主要成分就是氫氣，氮氣，甲烷，氬氣這四種氣體。