[发明专利]一种CO2全捕集和H2S富集工艺

说明书

技术领域

本发明涉及气体净化回收领域，具体指一种CO₂全捕集和H₂S富集工艺。

背景技术

随着社会经济的飞速发展，工业化产量不断增大，在工业化生产与人们的日常生活中，能源材料煤、石油、天然气等的使用量剧增，伴随着这些能源材料的燃烧，会产生大量的CO₂，而CO₂的大量增加导致全球的温室效应越来越严重，因此，对CO₂进行捕集成为了社会发展进程中必须解决的问题；以煤为原料的炼焦、煤制氢气、煤制甲醇、煤制天然气等煤化工行业中除了会产生大量CO₂之外，还会产生对环境和人类健康危害更大的气体H₂S，因此，在保证工业化产量的同时，使含硫气体达标排放是各行业不可推卸的责任。

目前，传统的CO₂、H₂S等气体的捕集工作主要通过低温甲醇洗工艺实现，该工艺多是通过减压闪蒸、氮气气提、蒸汽加热的方式实现气体的捕集，传统的低温甲醇洗装置虽然配置简单、运行稳定但也存在诸多弊端：需要专门设置H₂S富集塔或氮气气提塔，在设备运行时需要消耗氮气，运行成本比较高；装置对CO₂的回收率低于50%，大部分CO₂以尾气的形式排放到空气中，气体捕集效果差；设备运行过程中富集的H₂S酸性气体的体积浓度较小，对后续的硫磺回收装置提出了更高的要求；在运行过程中，甲醇会随富集的H₂S酸性气体损失掉，增大了甲醇损失及运行成本。为了改善上述问题，也有厂家对低温甲醇洗工艺进行了改进，如中国专利公布号为CN101874967A的发明专利《采用低温甲醇溶液脱除酸性气体的工艺方法》所披露，通过氮气气提-闪蒸-氮气气提塔-的方法，捕集的CO₂摩尔浓度在90%以上，H₂S摩尔浓度在25%以上，但由于工艺流程中需要使用氮气，使得工艺运行成本较高；如中国专利公布号为CN103157346A的发明专利《低温甲醇洗与CO₂捕集耦合方法及系统》所披露，通过将吸收酸性气体后的甲醇进行气体解吸并对解吸处的富含CO₂的尾气进行净化，进而对净化后的CO₂进行浓缩捕集，捕集到的CO₂体积浓度可以达到95%以上，但由于该工艺流程需要将部分气体放空，并且过程中使用了氮气及产生了尾气，不利于能源的有效利用，有待于进一步的改进。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的现状，提供一种运行成本低、CO₂捕集率和H₂S富集率高的CO₂全捕集和H₂S富集工艺。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种CO₂全捕集和H₂S富集工艺，其特征在于包括低温甲醇洗工艺和酸性气提浓工艺；

其中，所述低温甲醇洗工艺包括下述步骤：

1）粗合成气在入口换热器m（15）中与中低压CO₂成品气换热冷却，再经粗合成气分离器（1）分离出冷凝水，在冷却器（16）中与净化气、低压CO₂成品气换热冷却至-12～-23℃，然后送至吸收塔（2）的塔底，在吸收塔（2）内被来自热再生塔（28）经冷却后的贫甲醇洗涤，粗合成气中的全部H₂S和大量CO₂在吸收塔（2）内被甲醇溶液溶解吸收后，吸收塔（2）上塔集液槽得到富CO₂甲醇，吸收塔（2）塔釜得到富H₂S甲醇；