[发明专利]一种甲醇制氢残液、含氢废气净化处理及导热油汽相供热系统

说明书

本发明公开一种甲醇制氢残液、含氢废气净化处理及导热油汽相供热系统，属于有机废液、废气净化技术领域。含氢废气经进气机构被送入气柜，再通过出气机构进入催化燃烧装置；甲醇制氢残液及甲醇经计量泵定量增压后与氮气一起从上口进入汽化器，经过与烟气换热升温汽化，自流进入催化燃烧装置；空气经罗茨风机定量增压后，通过换热器与烟气换热升温后进入催化燃烧装置；上述三股物流进入催化燃烧装置，经过充分反应后的烟气，先后通过换热器、汽化器后放空；催化燃烧装置反应热通过一级催化燃烧反应段换热管间导热油汽化带出，二级催化燃烧反应段为绝热固定床结构，其能够对一级催化燃烧反应烟气进行深度净化处理。

技术领域

本发明涉及有机废液、废气净化技术领域，特别是涉及甲醇制氢残液、含氢废气净化处理及导热油汽相供热系统。

背景技术

甲醇与水蒸气在一定的温度、压力条件下通过催化剂，在催化剂的作用下，发生甲醇裂解反应和一氧化碳的变换反应，生成氢和二氧化碳，这是一个多组分、多反应的气固催化反应系统。反应方程如下：

CH₃OH→CO+2H₂

H₂O+CO→CO₂+H₂

CH₃OH+H₂O→CO₂+3H₂

重整反应生成的H₂和CO₂，再经过变压吸附法(PSA)将H₂和CO₂分离，得到高纯氢气。剩余的尾气(主要含有氢气、二氧化碳、微量甲醇及少量一氧化碳)需排放，同时后续的用氢工艺装备也会或多或少排出多余的含有大量VOCs物质的氢气。

随着国家对大气污染治理的重视，国内大部分地区已无法接受以上气体直接对大气排放，需要将有机物、一氧化碳净化处理后才能排放，其处理过程繁琐复杂，还会产生二次污染的废液及固废。

现有甲醇蒸汽重整制氢技术，由于原料水是过量的，在分离出转化气的过程中会产生大量的含水残液，同时，甲醇蒸汽转化反应不可避免地会发生某些副反应，加上甲醇原料中也会有杂质。这些杂质存在于上述残液中，如果全部返回作为进料，会在系统内的积累，进而使甲醇蒸汽转化催化剂中毒，缩短使用寿命，因此，反应体系中杂质浓度不能很高，残液必须定量排放到反应器之外，如果直接排放会造成环境污染。

现有甲醇蒸汽重整制氢技术，变压吸附法(PSA)分离氢气后排放的尾气随排放流量其含氢气的浓度由0％到90％变化，而且是不连续的，需要收集缓冲后才能连续输出。氢气的分子量为2，二氧化碳的分子量为44，在用容器收集变压吸附尾气时存在明显的分层现象，氢气存在于容器顶部，二氧化碳则集中于容器的底部。将它作为供应催化燃烧反应时，在氢气含量低时，消耗氧气少，按正常流量供应空气时，反应器内氧气会形成富集，当氢气浓度提升时极易形成爆炸性气体混合物，存在安全隐患。在氢气含量高时，消耗氧气量大，按正常流量供应空气时，反应器内因缺少氧气而反应不完全，过量的氢气在催化剂的作用下与一氧化碳、甲醇及甲烷生成几百甚至上千ppm的VOCs物质，严重超出环保排放标准。现有应用催化燃烧作为热源的技术，通常采用大量的烟气稀释以降低反应器内的氧气及可燃气体含量，使它能够安全运行，这样设备体积庞大、运行效率低，难于达到符合环保排放标准要求的净化效果。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种甲醇制氢残液、含氢废气净化处理及导热油汽相供热系统，其提供完整的甲醇制氢残液及含氢废气净化处理，能符合安全环保监管要求，同时为甲醇制氢提供热源，便于独立建设，从而更加适于实用。

为了达到上述目的，本发明提供的甲醇制氢残液、含氢废气净化处理及导热油汽相供热系统的技术方案如下：