[发明专利]一种基于水合物法气体分离原理净化燃气的方法及装置在审
| 申请号： | 201910274386.8 | 申请日： | 2019-04-08 |
| 公开（公告）号： | CN109929637A | 公开（公告）日： | 2019-06-25 |
| 发明（设计）人： | 吕晓方;左江伟;周诗岽;路大勇;赵会军;李恩田;王树立;乔丹;朱珠 | 申请（专利权）人： | 常州大学 |
| 主分类号： | C10L3/10 | 分类号： | C10L3/10 |
| 代理公司： | 常州市英诺创信专利代理事务所(普通合伙) 32258 | 代理人： | 王美华 |
| 地址： | 213164 *** | 国省代码： | 江苏;32 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 天然气 沼气 水合物法 燃气 硫化氢 气体分离技术 国家要求 净化处理 气体分离 清洁燃料 燃气净化 体积气体 温室气体 净化 可回收 甲烷 脱硫 脱碳 烟气 二氧化碳 储存 排放 | ||
1.一种基于水合物法气体分离原理净化燃气的装置，其特征在于：所述装置包括用于燃料气中CO2的分离脱除装置，包括：
原料气分离器(1)，所述原料气分离器(1)进气口连接原料气管道，原料气分离器(1)的出气口连接有缓冲罐(2)；
水合塔Ⅱ(9)，所述水合塔Ⅱ(9)的下部设有进气喷嘴和补液口，中部设有二氧化碳水合物浆液出口，顶部设有出气口，所述进气喷嘴与缓冲罐(2)连接，所述出气口连接有脱水器(13)；
底部带加热器的分解塔Ⅱ(11)，所述分解塔Ⅱ(11)上部设有出气口和二氧化碳水合物浆液进口，底部设有出水口，其中出气口连接有CO2收集罐(12)，二氧化碳水合物浆液进口与水合塔Ⅱ(9)的二氧化碳水合物浆液出口连接，出水口与水合塔Ⅱ(9)的补液口连接。
2.根据权利要求1所述的基于水合物法气体分离原理净化燃气的装置，其特征在于：所述用于燃料气中CO2的分离脱除装置还包括设于所述脱水器(13)与水合塔Ⅱ(9)的出气口之间的二氧化碳二级分离脱除单元，所述二氧化碳二级分离脱除单元包括：
水合塔Ⅲ(14)，所述水合塔Ⅲ(14)下部设有与水合塔Ⅱ(9)出气口连接的进气喷嘴，水合塔Ⅲ(14)的中部设有二氧化碳水合物浆液出口，水合塔Ⅲ(14)底部设有补液口，顶部设有与脱水器(13)连接的出气口；
底部带加热器的分解塔Ⅲ(15)，所述分解塔Ⅲ(15)的上部设有进液口和出气口，底部设有出液口，分解塔Ⅲ(15)的进液口与水合塔Ⅲ(14)的二氧化碳水合物浆液出口连接，分解塔Ⅲ(15)的出液口与水合塔Ⅲ(14)的补液口连接。
3.根据权利要求1或2所述的基于水合物法气体分离原理净化燃气的装置，其特征在于：还包括设于缓冲罐(2)与水合塔Ⅱ(9)之间的用于燃料气中H2S的分离脱除装置，所述用于燃料气中H2S的分离脱除装置包括：
水合塔Ⅰ(4)，所述水合塔Ⅰ(4)的下部设有进气喷嘴和补水口，水合塔Ⅰ(4)的中部设有H2S水合物浆液出口，水合塔Ⅰ(4)的顶部设有出气口，其中水合塔Ⅰ(4)的进气喷嘴与缓冲罐(2)连接，水合塔Ⅰ(4)的出气口与通过设有压缩机(8)的气体管道与所述水合塔Ⅱ(9)的进气喷嘴相连；
底部设有加热器的分解塔Ⅰ(6)，所述分解塔Ⅰ(6)的上部设有进液口，顶部设有出气口，下部设有出水口，其中分解塔Ⅰ(6)的进液口通过设有增压泵(5)的浆液管道与水合塔Ⅰ(4)的出口连接，分解塔Ⅰ(6)的出水口与水合塔Ⅰ(4)的补水口连接，分解塔Ⅰ(6)的出气口连接硫回收单元；所述分解塔Ⅰ(6)和分解塔Ⅱ(11)均为板式精馏塔。
4.一种基于水合物法气体分离原理净化燃气的方法，其特征在于：所述方法通过如权利要求3所述的基于水合物法气体分离原理净化燃气的装置进行，包括如下步骤：
步骤1：经由补液口向水合塔Ⅰ(4)中输入H2S吸收液)，经由补液口向水合塔Ⅱ(9)中输入CO2吸收液；所述CO2吸收液中包括质量分数为0.1％～2％的促进剂、10％～30％的四丁基溴化铵，余量为水；
所述促进剂为SDS和SDBS中的任一中，或为纳米石墨颗粒与SDS的混合物，所述纳米石墨颗粒的平均细度为50nm，若使用纳米石墨颗粒与SDS的混合物作为促进剂，纳米石墨颗粒的质量分数应为促进剂的0.5％；
步骤2：原料气经由原料气分离器(1)脱除固体杂质后进入缓冲罐(2)，经过缓冲罐(2)稳流作用后，原料气均匀稳定的流至水合塔Ⅰ(4)的进气喷嘴，并以鼓泡的形式进入H2S吸收液，并形成H2S水合物浆液；
步骤3：待水合塔Ⅰ(4)中生成设定量的H2S水合物浆液后，将水合塔Ⅰ(4)生成的H2S水合物浆液经由增压泵(5)注入分解塔Ⅰ(6)，分解塔Ⅰ(6)内H2S水合物浆液从塔顶最上层逐步流到最下层经分解后得到H2S气体和水，H2S气体由分解塔Ⅰ(6)的出气口流出并进入硫回收单元，水则和补充水一起经由分解塔Ⅰ(6)的出水口重新注入水合塔Ⅰ(4)内，依次循环，完成燃气中硫化物的吸收处理；
步骤3：水合塔Ⅰ(4)内未发生水合的混合气体经由水合塔Ⅰ(4)上部出气口流出，经过压缩机(8)增压后，经由水合塔Ⅱ(9)的进气喷嘴以鼓泡的形式进去水合塔Ⅱ(9)内，在水合塔Ⅱ(9)内混合气中的CO2在-2.5℃～7℃，2MPa-3MPa的压力下逐步形成CO2水合物；
步骤4：待水合塔Ⅱ(9)内生成设定量的CO2水合物浆液后，将水合塔Ⅱ(9)内生成的CO2水合物浆液注入分解塔Ⅱ(11)内，CO2水合物浆液从分解塔Ⅱ(11)的塔顶最上层逐步流到最下层经分解后产生水和CO2气体，CO2由CO2收集罐(12)收集，生成的水和CO2吸收液经由水合塔Ⅱ(9)的补液口一起重新注入水合塔Ⅱ(9)；
步骤5：水合塔Ⅱ(9)内未发生水合且已脱除CO2气体后的剩余气体由水合塔Ⅱ(9)上部出气口流出，然后经过脱水器(13)脱水后进入燃气管道，并经由燃气管线输送至使用点。
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