[實用新型]資源化利用煤制氫系統CO2尾氣和雜醇廢液的化學系統

有效

• 申請號: 201821230550.2
• 申請日: 2018-08-01
• 公開（公告）號: CN208603834U
• 公開（公告）日: 2019-03-15
• 發明（設計）人: 李冬;許錦;劉澤;季華
• 申請（專利權）人: 蘇伊士水務工程有限責任公司;恒力石化（大連）煉化有限公司
• 主分類號: C02F3/30
• 分類號: C02F3/30;C01B3/02;C01B3/12;B01D53/78;B01D53/62;C01D7/00;C07C29/152;C07C29/76;C07C31/04
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 陳钘;郝東暉

本實用新型提供一種資源化利用煤制氫CO₂尾氣和雜醇廢液的化學系統，包括鄰近設置的煤制氫系統和污水處理系統，煤制氫系統在制備氫氣過程中產生CO₂廢氣，在制備甲醇過程中產生雜醇廢液，還包括碳酸鈉制備裝置，CO₂廢氣通入到該裝置，堿性溶液通入該裝置，該裝置的產物通入污水處理系統的第一組或每一組硝化段入口，用于調節硝化段的堿度，同時雜醇廢液為污水處理系統的反硝化段入口提供有機碳源，實現高效的硝化過程和反硝化，從而實現脫氮，降低COD和磷的污水處理過程。將煤制氫系統的廢氣和廢液資源化利用，杜絕了其排放，同時減少了污水處理過程中調節堿度和有機碳源的藥劑，降低了運行成本，產生經濟效益。

技術領域

本實用新型涉及一種資源化利用煤制氫系統CO₂尾氣和雜醇廢液的化學系統，更具體地，涉及包括鄰近設置的煤制氫系統和污水處理系統的資源化利用煤制氫系統CO₂尾氣和雜醇廢液的化學系統。

背景技術

我國是以煤炭為主要能源的國家，以煤炭為原料制取氫氣，集中處理，是一種相對環保的制氫路線。

圖1是煤制氫系統的流程圖，從圖1中可以看出，原料煤27在氣化爐21中與通入的氧氣28及水或蒸汽29一起加熱，使煤生成CO，然后在CO變換裝置22中達到催化劑溫度之后，使CO與水蒸氣反應生成CO₂和氫氣，將生成的CO₂和氫氣通入酸性氣脫除裝置23，得到純度較高的CO₂。所得氫氣在氫氣提純裝置24中進一步提純，然后存儲到儲氫罐31中。

酸性氣脫除裝置23通常采用的酸性氣脫除方法有溶液物理吸收、溶液化學吸收、低溫蒸餾和吸附4大類，溶液物理吸收、溶液化學吸收兩種方法應用最多。溶液物理吸收法主要用于壓力較高的場合；化學吸收方法主要用于壓力相對較低的場合。溶液物理吸收法中以低溫甲醇洗法能耗最低，可以在脫除CO₂的同時完成精脫硫。低溫甲醇洗法以冷甲醇為吸收溶劑，利用甲醇在低溫下對酸性氣體溶解度極大的優良特性，脫除原料氣中的酸性氣體。流程一般包含一個吸收塔和多個解析塔，吸收塔吸收酸性氣體，解析塔解析出酸性氣體并將貧液甲醇返回吸收塔，達到循環利用甲醇。因此煤制氫中CO₂尾氣是煤制氫過程中酸性氣脫除環節脫除的大量高濃度、高純度的CO₂尾氣。

煤制氫得到的氫氣可以與CO在制甲醇裝置25中經過加熱、加壓，在催化劑作用下合成甲醇，因合成條件如壓力、溫度、合成氣組成及催化劑性能等因素的影響，在產生甲醇反應的同時，還伴隨著一系列副反應，產生了水、醚、醛、酮、酯、烷烴、有機酸、有機胺、高級醇等幾十種有機雜物。甲醇作為有機化工的基礎原料，其純度具有一定的要求，因此，粗甲醇需要通過精餾，制得不同純度的精甲醇。

甲醇精餾是多個簡單蒸餾組合，在甲醇精餾裝置26中進行。根據液體混合物中所包含的物質其沸點不同，進行不斷的冷凝、氣化，使混合液中的甲醇完全分離出來，同時，排出雜醇廢液32，從而得到精甲醇33。雜醇廢液32的主要成分是醇類和水，醇類中主要有甲醇和其他多醇。

從圖1可知，煤制氫在酸性氣脫除環節產生大量CO₂尾氣，且純度高，雜質少。

目前，煤制氫CO₂尾氣的處理，以向大氣排放為主。隨著溫室效應的加劇，環保標準越來越高，CO₂的處置成為研究的焦點。目前，主要有2個方向，一是CO₂尾氣收集后封存，另一個是對CO₂尾氣進行資源化利用。收集后封存，有化工廠嘗試了煤制氫CO₂尾氣注入能量衰竭的油田，提高油氣田采收率，此方法適用于封存地較近的油田。而資源化利用不僅限制條件少，成本低，產物還能產生經濟效益，且煤制氫CO₂尾氣純度較高，因此，資源化利用更有優勢。