[发明专利]利用螺杆式膨胀机脱除酸性气的方法

说明书

技术领域：

本发明属气体净化技术领域，具体涉及在采用化学溶剂脱除硫化氢、二氧化碳、二氧化硫等酸性气的过程中使用螺杆式膨胀机降低能耗的方法。

背景技术：

工业气体中通常含有H₂S、CO₂、SO₂等酸性气体，在进一步利用前必须将它们脱除干净，到目前为止，应用于酸性气体脱除的技术已不下上百种，应用较为广泛的也有数十种，但占主导地位的是采用各种化学溶剂处理。

关于采用化学溶剂处理酸性气体的一般技术及各种化学溶剂，可以从相关书籍从找到，例如：Kohl和Nielsen所著的《Gas Purification》。

现有的化学溶剂处理酸性气体的方法，一般是利用化学溶剂在相对低的温度下吸收气流或液流中的酸性气，生成富含酸性气的吸收剂；富含酸性气的吸收剂进入再生装置在相对高的温度下再生，再生后的吸收剂进行循环利用。再生过程中需要消耗一定的热量，产生两股相对高温的流体：贫吸收剂和富含大量水蒸汽的酸性气流。由于所含热量的品味较低，这两股流体的热量通常未充分利用，绝大多数情况下是利用风冷或循环水冷却的方式使这些热量排放到环境中去了。因此，采用化学溶剂法处理酸性气体的能耗相对较高。

发明内容：

本发明的目的是提出一种新的酸性气体处理方法，通过在化学溶剂处理系统中利用螺杆式膨胀机组回收系统的热量，以降低处理过程的能耗。

本发明的主要技术方案是：利用化学溶剂吸收酸性气体，这些气体包括CO₂、H₂S、SO₂以及COS、硫醇和其它硫化物，化学溶剂经再生后循环使用；利用酸性气体处理系统中高温的流体，包括贫吸收剂或富含大量水蒸汽的酸性气流来加热低沸点有机工质，产生该有机工质的饱和蒸汽，该饱和蒸汽驱动螺杆式膨胀机组做功发电。

一般地，本发明是这样实现的：

a、采用一种用于吸收酸性气体的化学溶剂，所述的酸性气体包括：CO₂、H₂S、SO₂以及COS、硫醇和其它硫化物；任何可以通过与酸性气体形成可逆吸收的一类化学品及其配方均可作为本发明的化学溶剂，包括：碳酸钾和各种活化碳酸钾溶液、如中国专利CN1826165A所提及的含氮的有机溶剂及其助剂等等，对于不同的处理目标，本领域的技术人员很容易从大量已知可操作的溶剂中选择一种溶剂或溶剂组合。

b、采用一个酸性气体吸收装置，常用的吸收装置如吸收塔、气升式反应器、超重力旋转床、膜接触器等均可作为本发明的吸收装置。

c、将含有酸性气体的气流或液流在吸收装置内与化学溶剂的水溶液密切接触，气流或液流中的酸性气体被化学溶剂的水溶液吸收，生成富含酸性气的吸收剂。对于不同的处理目标，本领域的技术人员很容易确定适宜的操作条件。

d、将富含酸性气的吸收剂进行再生，再生的目的是通过去除吸收剂中的酸性气组分来制备再利用的吸收剂。在本发明的方法中，可以使用其它常用的再生方法。

e、利用再生过程中产生的相对高温的流体如贫吸收剂或富含大量水蒸汽的酸性气流来加热低沸点有机工质，产生该有机工质的饱和蒸汽，该饱和蒸汽驱动螺杆式膨胀机组做功发电，排气冷凝循环利用；螺杆式膨胀机组所发的电用来驱动酸性气体处理系统的用电设备，多余的电力外输。

螺杆式膨胀机可以为双螺杆式膨胀机或单螺杆式膨胀机；常用的制冷剂如液氨、二甲醚、R123等均可用作本发明的低沸点有机工质。

采用本发明方法，可以大大降低酸性气体处理的总能耗。

附图说明：

附图1是本发明实施例利用双螺杆膨胀机处理酸气低品位热量发电的流程示意图。

附图中，1-管线1；2-管线2；3-管线3；4-管线4：；5-管线5；6-管线；10-R123加热器；20-螺杆式膨胀机；30-发电机；40-冷却器；50-泵。

具体实施方式：

以下通过实施实例对本发明作进一步说明，但其并不限制本发明的保护范围。

实例一：