[实用新型]资源化利用煤制氢系统CO2尾气和杂醇废液的化学系统

说明书

本实用新型提供一种资源化利用煤制氢CO₂尾气和杂醇废液的化学系统，包括邻近设置的煤制氢系统和污水处理系统，煤制氢系统在制备氢气过程中产生CO₂废气，在制备甲醇过程中产生杂醇废液，还包括碳酸钠制备装置，CO₂废气通入到该装置，碱性溶液通入该装置，该装置的产物通入污水处理系统的第一组或每一组硝化段入口，用于调节硝化段的碱度，同时杂醇废液为污水处理系统的反硝化段入口提供有机碳源，实现高效的硝化过程和反硝化，从而实现脱氮，降低COD和磷的污水处理过程。将煤制氢系统的废气和废液资源化利用，杜绝了其排放，同时减少了污水处理过程中调节碱度和有机碳源的药剂，降低了运行成本，产生经济效益。

技术领域

本实用新型涉及一种资源化利用煤制氢系统CO₂尾气和杂醇废液的化学系统，更具体地，涉及包括邻近设置的煤制氢系统和污水处理系统的资源化利用煤制氢系统CO₂尾气和杂醇废液的化学系统。

背景技术

我国是以煤炭为主要能源的国家，以煤炭为原料制取氢气，集中处理，是一种相对环保的制氢路线。

图1是煤制氢系统的流程图，从图1中可以看出，原料煤27在气化炉21中与通入的氧气28及水或蒸汽29一起加热，使煤生成CO，然后在CO变换装置22中达到催化剂温度之后，使CO与水蒸气反应生成CO₂和氢气，将生成的CO₂和氢气通入酸性气脱除装置23，得到纯度较高的CO₂。所得氢气在氢气提纯装置24中进一步提纯，然后存储到储氢罐31中。

酸性气脱除装置23通常采用的酸性气脱除方法有溶液物理吸收、溶液化学吸收、低温蒸馏和吸附4大类，溶液物理吸收、溶液化学吸收两种方法应用最多。溶液物理吸收法主要用于压力较高的场合；化学吸收方法主要用于压力相对较低的场合。溶液物理吸收法中以低温甲醇洗法能耗最低，可以在脱除CO₂的同时完成精脱硫。低温甲醇洗法以冷甲醇为吸收溶剂，利用甲醇在低温下对酸性气体溶解度极大的优良特性，脱除原料气中的酸性气体。流程一般包含一个吸收塔和多个解析塔，吸收塔吸收酸性气体，解析塔解析出酸性气体并将贫液甲醇返回吸收塔，达到循环利用甲醇。因此煤制氢中CO₂尾气是煤制氢过程中酸性气脱除环节脱除的大量高浓度、高纯度的CO₂尾气。

煤制氢得到的氢气可以与CO在制甲醇装置25中经过加热、加压，在催化剂作用下合成甲醇，因合成条件如压力、温度、合成气组成及催化剂性能等因素的影响，在产生甲醇反应的同时，还伴随着一系列副反应，产生了水、醚、醛、酮、酯、烷烃、有机酸、有机胺、高级醇等几十种有机杂物。甲醇作为有机化工的基础原料，其纯度具有一定的要求，因此，粗甲醇需要通过精馏，制得不同纯度的精甲醇。

甲醇精馏是多个简单蒸馏组合，在甲醇精馏装置26中进行。根据液体混合物中所包含的物质其沸点不同，进行不断的冷凝、气化，使混合液中的甲醇完全分离出来，同时，排出杂醇废液32，从而得到精甲醇33。杂醇废液32的主要成分是醇类和水，醇类中主要有甲醇和其他多醇。

从图1可知，煤制氢在酸性气脱除环节产生大量CO₂尾气，且纯度高，杂质少。

目前，煤制氢CO₂尾气的处理，以向大气排放为主。随着温室效应的加剧，环保标准越来越高，CO₂的处置成为研究的焦点。目前，主要有2个方向，一是CO₂尾气收集后封存，另一个是对CO₂尾气进行资源化利用。收集后封存，有化工厂尝试了煤制氢CO₂尾气注入能量衰竭的油田，提高油气田采收率，此方法适用于封存地较近的油田。而资源化利用不仅限制条件少，成本低，产物还能产生经济效益，且煤制氢CO₂尾气纯度较高，因此，资源化利用更有优势。