[實用新型]一種PTA污水處理的沼氣制氫循環系統

有效

• 申請號: 201721902657.2
• 申請日: 2017-12-29
• 公開（公告）號: CN208038241U
• 公開（公告）日: 2018-11-02
• 發明（設計）人: 孫勝海;鄭祖業;張卓絕
• 申請（專利權）人: 逸盛大化石化有限公司
• 主分類號: C02F9/14
• 分類號: C02F9/14;C01B3/26;C02F101/34
• 代理公司: 大連智高專利事務所(特殊普通合伙) 21235
• 代理人: 畢進

本實用新型提供了一種PTA污水處理的沼氣制氫循環系統，包括：PTA裝置、沉降罐、厭氧折流板反應器、沉淀池、沼氣收集罐、脫硫吸附裝置、氮氧脫除裝置、裂解反應器、堿洗滌塔Ⅰ、氣液分離器、變壓吸附裝置、蒸汽換熱器、堿洗滌塔Ⅱ、脫鹽水洗滌塔Ⅰ及脫鹽水洗滌塔Ⅱ。本實用新型改變了傳統工藝中污水處理單元，將PTA裝置生產過程中的污水經生化處理后產生沼氣，提取沼氣中的甲烷轉化為氫氣，該氫氣與泄放氣轉化的氫氣，一同經過變壓吸附得到高純度的氫氣，用于PTA裝置精制反應，無需外購原料及能源，降低PTA裝置運行成本，實現PTA裝置內部資源的循環再利用，達到節能減排的目的。

技術領域

本實用新型涉及PTA循環裝置領域，具體涉及一種PTA污水處理的沼氣制氫循環系統。

背景技術

對苯二甲酸(PTA)是重要的大宗有機原料之一，世界上90％的PTA用于生產聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)，被廣泛應用于纖維滌綸、聚酯薄膜、增塑劑、農藥和染料等生產領域。在生產和應用PTA的同時，會產生大量的高濃度的PTA污水，而且PTA污水中的污染物多為芳香族化合物，濃度高，屬于難生物降解的污水，處理難度大。一般的PTA污水處理設備，將污水生化處理后會產生大量的沼氣，這些沼氣在目前國內的PTA裝置中，主要是用于鍋爐、尾氣燃燒爐的燃料或燃燒發電。

中國專利申請CN 203269722公開了一種PTA污水處理系統，以克服現有技術處理時間長、占地面積大和運行費用高等缺點，其包括酸化沉淀池、內循環厭氧反應器、第一沉降罐、生物流化床好氧反應器、第二沉降罐和氣浮濾池，該申請的優點是提高PTA污水處理效率和減少產泥、減少占地面積等，但缺點是生化處理產生的沼氣沒有進行有效處理，造成資源浪費及環境污染。

中國專利申請CN103130184A公開了一種PTA裝置精制單元泄放氣綜合利用的方法，本方法的原料氣來源于PTA裝置精制單元泄放氣，原料氣通過換熱降溫后，對其進行降壓、洗滌冷卻，除去其中的有機酸和液態水，變壓吸附后得到高品質氫氣，進行回收利用。該申請的優點是改變了傳統工藝中加氫精制單元瀉放氣的處理方法，當原料氣通過換熱降溫后，回收多余的熱量，再對其進行降壓、洗滌冷卻，除去其中的有機酸和水，避免了有機酸對變壓吸附時所用的吸附劑的毒效作用，再通過變壓吸附得到高品質氫氣，從而進行回收利用，降低了氫的消耗，同時也減少了資源的浪費，但缺點是原料氣來源單一，PTA精制反應主要是利用氫氣進行催化反應，而該發明回收的氫氣遠遠小于精制反應所需的量，還需另設制氫裝置。

現有資料介紹，目前在合成氨行業，通常采用天然氣制氫，制氫成本約為0.6元/Nm³。PTA污水處理后的沼氣與天然氣制氫工藝中的原料天然氣組分較為接近，成分主要有CH₄、CO₂、水、水氣及H₂S(少量)，其中甲烷含量≥65％(體積百分比)，將沼氣中的CO₂、水、水氣及H₂S經過雜質分離后，甲烷濃度即可達到90％以上甚至更高，達到天然氣的指標，如果可以將這90％以上的甲烷與水蒸汽在高溫和催化劑作用下轉化成H₂及CO，并將氫氣提純至所需濃度的氫氣，反復回收利用于PTA生產精制過程，不僅解決了一般的PTA裝置本身不能產氫氣，需另建制氫裝置的問題，還可以簡化現有工藝，有效降低生產成本。

實用新型內容

為解決上述問題，本實用新型提供了一種成本低、操作簡便的PTA污水處理的沼氣制氫循環系統，該系統將PTA裝置生產過程中排放的污水通過生化處理后產生沼氣，提取沼氣中的甲烷轉化為氫氣，該氫氣與PTA裝置泄氣口排出的泄放氣轉化的氫氣，經過變壓吸附得到高純度的氫氣，用于PTA裝置精制反應，實現PTA裝置內部資源的循環再利用。

本實用新型技術方案如下：PTA污水處理的沼氣制氫循環系統，包括PTA裝置、沉降罐、厭氧折流板反應器、沉淀池、沼氣收集罐、脫硫吸附裝置、氮氧脫除裝置、裂解反應器、堿洗滌塔Ⅰ、氣液分離器、變壓吸附裝置、蒸汽換熱器、堿洗滌塔Ⅱ、脫鹽水洗滌塔Ⅰ及脫鹽水洗滌塔Ⅱ；