Способ очистки газа от двуокиси углерода и сероводорода

 

СПОСОБ ОЧИСТКИ ГАЗА ОТ ДВУ ОКИСИ УГЛЕРОДА И СЕРОВОДОРОДА, включающий абсорбцию примесей жидким абсорбентом и прямоточную регенерацию насыщенного абсорбента, проводимую в .зоне абсорбции, отличающийс я тем, что, с целью снижения энергозатрат , регенерацию осуществляют многоступенчато, причем после каждой ступени проводят выделение и отвод парогазовой смеси из абсорбента с последукицим его возвратом на следующую ступень регенерациИо

(191 (11) СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (g1)g В 01 D 53/14

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОВСХОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPtP ИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 3007346/23-26 (22) 24.11 ° 80 (46) 23.11.90. Бюл, 1(- 43 (71) Донецкий филиал Всесоюзного научно-исследовательского и проектного института по очистке технологических газов сточных вод .и использованию вторичных энергоресурсов предприятий черной металлургии

:(72) В.В.Кульченко, Е.И.Жпобинский, О.П.Литвин, Ю.Н.Фандеев и Ф.И.Шейнфайн (53) 66.074.3(088.8) Изобретение относится к процессам абсорбционной очистки газов от двуокиси углерода и сероводорода и может найти свое применение в химической нефтехимической металлургической и других отраслях промышленности.

Известен способ очистки газов от кислых компонентов — двуокиси угле-. .рода и сероводорода, путем абсорбции раствором моноэтаноламина с последующей термической регенерацией насыщенного поглотителя в противотоке в многоступенчатом режиме.

Недостатком этого способа является высокая энергетическая емкость процесса.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ очистки газа от двуокиси углерода и сероводорода, включакнций абсорбцию примесей раствором этаноламина с последующей регенерацией насыщенного поглотителя в прямотоке в зоне абсорбции при перепаде температур 3-5Q С, о

2 (54) (57) СПОСОБ ОЧИСТКИ ГАЗА ОТ ДВУОКИСИ УГЛЕРОДА И СЕРОВОДОРОДА включающий абсорбцию примесей жидким абсорбентом и прямоточную регенерацию насыщенного абсорбента, проводимую в зоне абсорбции, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью снижения энергозатрат, регенерацию осуществляют многоступенчато, причем после- каждой ступени проводят выделение и отвод парогазовой смеси из абсорбента с последующим его возвратом на следующую ступень регенерации.

Основным недостатком этого спосо-. ба является высокие энергозатраты на процесс регенерации, что обусловлено большими потерями тепла, затрачиваемого на регенерацию. Так ace количество двуокиси углерода будет выделено в сепараторе при содержании СО в парогазовой смеси 47 об.% и соответ- . ственно 1,13 м Н О/м СО .

3 3

Цель изобретения — снижение энергозатрат на процесс,;

Поставленная цель достигается способом очистки газа от двуокиси углерода и сероводорода, включающим а6сорбцию примесей жидким абсорбентом и прямоточную регенерацию насыщенного абсорбента, проводимую в зоне абсорбции, в котором регенерацию осущест-.. вляют многоступенчато, причем после каждой ступени проводят выделение и отвод парогазовой смеси из абсорбен- . та с последующим .его возвратом.на следующую ступень регенерации.

В связи с тем, что процесс регенерации осуществляют путем нагрева за

1127123 счет тепла абсорбции, температура абсорбента и выделившейся парогазовой смеси возрастает и в конце процесса регенерации достигает максималь5 ного значения. Так как содержание паров абсорбента в газовой смеси возрастает с повышением температуры, то при промежуточном отводе выделившейся парогазовой смеси- содержание паров j0 абсорбента,в этой смеси будет меньше, чем в конце процесса регенерации. Поэтому проведение процесса регенерации постадийно с промежуточным отводом парогазовой смеси позволяет уменьшить 11 количество паров абсорбента на единицу извлекаемого газового компонента и, следоватЕльно, снизить потери тепла при регенерации.

Пример. Очищаемый газ, содер- 20 жащий !8 об.l СО, 2 об X Н $ и

80 об.Х N, при 35 С и давлении 27 ата подают в зону абсорбции — межтрубное пространство .массотеплообменного элемента, где он контактирует с противо- 25 точно движущимся 20_#_-ным водным ра. створом моноэтаноламина, Очищенный газ с остаточным. содер- жанием СО 1 об / и Н З 0,01 об.У. выводят из зоны абсорбцйи при 95 С. 30

На входе в зону абсорбции регенерированный абсорбент имеет температуру 95 С и содержит 0,2 моль СО /

/моль амина. По мере движения абсорбента в зоне абсорбции. он насыщается углекислотой до 0,74 моль .СО /моль амина и охлаждается до 45 С за счет передачи тепла через стенку в труб. ное пространство для регенерации на-. сыщенного абсорбента. : 40

На конечной стадии насыщения аб" сорбент охлаждают до температуры 35 С сторонним хладагентом, например водой, циркулирующей через второй теп-, . лообменный элемент. При этом абсор- 45 бент насыщается углекислотой до

0,8 моль СО /моль амина.

Насыщеннйй абсорбент выводят из массотеплообменного первого элемента

1 и снижают его давление в дросселе до

3 ата, при этом его температура сни- I жается до 32 С Выделившиеся кислые газы отделяют в сепараторе, а абсорбент направляют в трубное пространство массотеплообменного первого эле-: 5. мента для проведения I стадии регенерацни.

После I стадии регенерации абсорбента с содержанием СО 0,6 моль/моль. амина выводят из .массотеплообменного .первого элемента и направляют в се- . паратор. В сепараторе отделяют парогазовую смесь с содержанием СО

80 об.7., что соответствует 0,25 м .Н О/

Э

/м СО, а абсорбент направляют на

Э

Э

II стадию регенерации.

Частично регенерированный абсорбент после ХХ стадии регенерации выводят из зоны абсорбции при 90 С и давлении 1,5 ата с содержанием СО

0,44 моль/моль амина и отделяют парогаэовую смесь в сепараторе, В выделившейся парогазовой смеси содержится 47 o6.X C0>, что соответствует 1,13 м HgO/м COgo

Из сепаратора абсорбент направляют на окончательную регенерацию в массотеплообменный третий элемент. Окончательную регенерацию осуществляют известными способами sa счет тепла стороннего источника до содержания

C0g 0,2 моль/моль амина..

Из массотеплообменного третьего элемента отводят кислые газы, а регенерированный абсорбент, нагретый до 95,С, насосом направляют на або сорбцию в массотеплообменный первый элемент.

На стадии I. регенерации в описанном примере выделилось 55Х СО от общего количества СО, извлекаемой на I u II стадиях, поэтому суммарное содержание СО в парогазовой смеси, которую отводят из сепараторов составит 0,8 ° 0,55 + 0,47 ° 0,45 =

= 0,65, что соответствует 0,54 м

У

Н О/м 0 . Если проводить регенера Э цию по способу-прототипу, то все ко- . личество СО будет выделено в сепараторе при содержании СО в парогазовой смеси 47 o6.g и соответственно 1,13 м Н О/м СО, что в 2 рауа

Э выше,. чем по предлагаемому способу.

Таким образом, предлагаемый способ позволит примерно в 2 раза сократить количество паров абсорбента на единицу извлекаемого газового компонента, т.е. в 2 раза сократить потери тепла при регенерации насыщенного абсорбента в зоне абсорбции,, 1