CN206823471U - 一种mdea沼气节能脱碳装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种MDEA沼气节能脱碳装置，包括压缩机(1)、吸收塔(2)、透平泵(3)、闪蒸塔(4)和解析塔(5)；压缩机(1)通过管道与吸收塔(2)的吸收剂进口连通，吸收塔(2)底部的富液出口通过管道经透平泵(3)与闪蒸塔(4)的上部连通；闪蒸塔(4)底部的富液出口通过管道连通解析塔(5)上部，解析塔(5)底部设置有重沸器(6)，解析塔(5)中部的半贫液出口通过管道和半贫液泵(7)连通吸收塔(2)中部。本实用新型的MDEA沼气节能脱碳装置，可有效的降低生产能耗，提高脱硫气中二氧化碳的去除率极，且采用全自动控制，运行稳定，无须人工操作，提高了生产效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及沼气脱碳技术领域，尤其涉及一种MDEA沼气节能脱碳装置。
背景技术
沼气的主要成分是甲烷、二氧化碳、少量的硫化氢、水分和其他组分。沼气中硫化氢会严重腐蚀管道及设备等，并且其燃烧后会生成二氧化硫，对环境造成严重污染。沼气中二氧化碳会降低沼气的燃烧热值，从而无法满足管道天然气和车用天然气的气质标准，因此沼气的处理过程中一般要除去以上两种组分。
现有脱碳常用的工艺主要是化学吸收法，化学吸收法主要有脱除效果好、技术成熟等特点，其中，胺法脱碳是利用胺基吸收剂与CO2反应进行CO2脱除的方法。而目前被广泛应用的醇胺有一乙醇胺MEA、二乙醇胺DEA、N-甲基二乙醇胺MDEA等。而MDEA脱碳作为新型脱碳溶剂，以其流程简单、操作弹性大、选择性较高、溶液吸收能力强、能耗低、脱碳效果、化学稳定性高、降解性和腐蚀性较小等特点被广泛应用。
但是现有的MDEA脱碳工艺，富液再生能耗较高，能量未能有效利用，已不能满足当今沼气脱碳净化生产的要求，因此，如何提供一种能够有效降低系统生产能耗、提高二氧化碳的去除率的沼气脱碳装置，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术的缺陷，提供一种能耗低、收率及纯度高的MDEA沼气节能脱碳装置。
本实用新型为解决上述技术问题采用以下技术方案：
本实用新型提供了一种MDEA沼气节能脱碳装置，包括压缩机1、吸收塔2、透平泵3、闪蒸塔4和解析塔5；其中，所述压缩机1通过管道与所述吸收塔 2的吸收剂进口连通，所述吸收塔2底部的富液出口通过管道经所述透平泵3与所述闪蒸塔4的上部连通；所述闪蒸塔4底部的富液出口通过管道连通所述解析塔5上部，所述解析塔5底部设置有重沸器6，所述解析塔5中部的半贫液出口通过管道和半贫液泵7连通所述吸收塔2中部，以及所述半贫液出口通过管道和溶液泵8连通所述解析塔5上的汽提段，经所述汽提段完全再生后的MDEA溶液由所述解析塔5底部的贫液出口完全流出，并通过管道和贫液泵9进入所述吸收塔2的顶部。
进一步地，在所述的MDEA沼气节能脱碳装置中，位于所述贫液出口与所述贫液泵9之间的连接管道上还依次设置贫液/半贫液换热器12和水冷器13。
进一步地，在所述的MDEA沼气节能脱碳装置中，所述解析塔5上的汽提段与所述溶液泵8之间的连接管道连通所述贫液/半贫液换热器12，使得由所述解析塔5底部流出的贫液在所述换热器中与由所述解析塔5中部流出的半贫液进行换热。
进一步地，在所述的MDEA沼气节能脱碳装置中，位于所述半贫液出口和所述半贫液泵7之间的连接管道与所述透平泵3连通。
进一步地，在所述的MDEA沼气节能脱碳装置中，还包括通过管道与所述解析塔5顶部连通的CO2分液泵10，所述CO2分液泵10底部的出液口通过管道和闪蒸回流泵11与所述解析塔5顶部连通。
本实用新型采用以上技术方案，与现有技术相比，具有如下技术效果：
本实用新型的MDEA沼气节能脱碳装置，采取了贫液、半贫液二段吸收、减压、汽提二段解析再生流程，既考虑半贫液吸收降低热量消耗，又采用贫液吸收降低电消耗，有效的降低整个系统的能耗，降低装置整体投资；通过增加透平泵，实现了能量的回收利用；二氧化碳的吸收效果非常好，去除率极高，而且 MDEA循环液中解析彻底，减少循环液用量；此外，该MDEA沼气节能脱碳装置的运行采用全自动控制，非常稳定，无须人工操作，提高了生产效率；易损部件少，维护管理非常简单，基本可以实现无人管理，工人只需巡视是否有机器发生故障，降低了生产成本。
附图说明
图1为本实用新型一种MDEA沼气节能脱碳装置的工艺流程示意图；
图2为本实用新型一种MDEA沼气节能脱碳装置的整体结构示意图；
其中，1-压缩机，2-吸收塔，3-透平泵，4-闪蒸塔，5-解析塔，6-重沸器，7- 半贫液泵，8-溶液泵，9-贫液泵，10-CO2分液泵，11-闪蒸回流泵。12-贫液/半贫液换热器，13-水冷器。
具体实施方式
如图1所示，在本实用新型的MDEA沼气节能脱碳装置中，从整体来看，整个MDEA沼气节能脱碳装置主要由管路系统、吸收装置、解析装置和辅助整个脱碳系统的控制系统(图中未示出)组成，脱硫后沼气进入进入吸收装置下部由下向上流动，与由上向下流动的MDEA吸收液逆流接触，MDEA吸收CO2，脱碳后离开吸收塔2顶部的净化沼气冷却分离后进入干燥单元；其中，
MDEA洗涤CO2主要发生的化学反应：
R2CH3N+CO2+H2O→R2CH3NH++HCO3 -
当MDEA溶液中加入少量活化剂R’H时，CO2吸收按以下过程进行：
R’N+CO2→R2CH2N+HCO3-
R’COOH+R2CH3→NR2CH2N++HCO3 -
同时吸收装置底部的MDEA富液经解析装置进行解吸，再生为MDEA贫液，可直接用于吸收装置的吸收剂。
下面结合附图对本实用新型的技术方案做进一步的详细说明。
如图2所示，本实用新型提供了一种MDEA沼气节能脱碳装置，包括压缩机1、吸收塔2、透平泵3、闪蒸塔4和解析塔5，吸收塔2采用二段式吸收塔，解析塔5采用二段式解析塔；其中，压缩机1通过管道与吸收塔2的吸收剂进口连通，吸收塔2底部的富液出口通过管道经透平泵3与闪蒸塔4的上部连通；闪蒸塔4底部的富液出口通过管道连通解析塔5上部，所述解析塔5底部设置有重沸器6，解析塔5中部的半贫液出口通过管道和半贫液泵7连通吸收塔2中部，以及半贫液出口通过管道和溶液泵8连通解析塔5上的汽提段，经汽提段完全再生后的MDEA溶液由解析塔5底部的贫液出口完全流出，并通过管道和贫液泵9进入吸收塔2的顶部。
作为本实用新型的一个优选实施例，在该MDEA沼气节能脱碳装置中，位于贫液出口与贫液泵9之间的连接管道上还依次设置贫液/半贫液换热器12和水冷器13。同时解析塔5上的汽提段与溶液泵8之间的连接管道连通贫液/半贫液换热器，使得由解析塔5底部流出的贫液在换热器中与由解析塔5中部流出的半贫液进行换热，实现了能量的回收利用。
于上述技术方案的基础上，在该MDEA沼气节能脱碳装置中，位于半贫液出口和半贫液泵7之间的连接管道与透平泵3连通，增加了水力透平机械，可以实现能量的回收利用。
于上述技术方案的基础上，在该MDEA沼气节能脱碳装置中，还包括通过管道与解析塔5顶部连通的CO2分液泵10，CO2分液泵10底部的出液口通过管道和闪蒸回流泵11与解析塔5顶部连通。
本实用新型MDEA沼气节能脱碳装置的工作原理为：
使用时，将脱硫沼气输送进入从吸收塔2下部，同时将吸收剂(MDEA)通过压缩机1输送到吸收塔2上部二段进口，脱硫后沼气在吸收塔2内由下向上流动，与由上向下流动的MDEA吸收液逆流接触，MDEA吸收CO2，脱碳后离开吸收塔2顶部的净化沼气冷却分离后进入干燥单元；吸收塔2内的富液(3.2Mpa) 出口与透平泵3连通，回收部分能量后(0.9Mpa)，进入闪蒸塔4释放出吸收的烃类气体和部分CO2，闪蒸塔4内的富MDEA溶液通过底部的富液出口进入解析塔5一段进一步常压解吸，在解析塔5内，与来自汽提段的蒸汽逆流接触，大部分CO2被解析，解析塔5一段半贫液(73℃)大部分的半贫液经半贫液泵7 提升后送入吸收塔2中部，少部分的半贫液经溶液泵8提升与解析塔5底流出的贫液在贫液/半贫液换热器12中换热到104℃后，再经解析塔5汽提段进行完全再生；完全再生后的MDEA溶液(114℃)由解析塔5底部的贫液出口完全流出，在贫液/半贫液换热器12中与半贫液换热，温度降至80℃，再经水冷器13冷却到50℃后经过贫液泵9增压，增压后的MDEA贫液进入吸收塔顶部一段，完成一个循环的MDEA吸收液循环解析，而解析彻底，减少循环液用量，重复以上步骤，能够有效降低沼气脱碳的生产能耗、提高二氧化碳的去除率。
以上对本实用新型的具体实施例进行了详细描述，但其只作为范例，本实用新型并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对该实用进行的等同修改和替代也都在本实用新型的范畴之中。因此，在不脱离本实用新型的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本实用新型的范围内。
Claims (5)
1.一种MDEA沼气节能脱碳装置，其特征在于，包括压缩机(1)、吸收塔(2)、透平泵(3)、闪蒸塔(4)和解析塔(5)；所述压缩机(1)通过管道与所述吸收塔(2)的吸收剂进口连通，所述吸收塔(2)底部的富液出口通过管道经所述透平泵(3)与所述闪蒸塔(4)的上部连通；所述闪蒸塔(4)底部的富液出口通过管道连通所述解析塔(5)上部，所述解析塔(5)底部设置有重沸器(6)，所述解析塔(5)中部的半贫液出口通过管道和半贫液泵(7)连通所述吸收塔(2)中部，以及所述半贫液出口通过管道和溶液泵(8)连通所述解析塔(5)上的汽提段，经所述汽提段完全再生后的MDEA溶液由所述解析塔(5)底部的贫液出口完全流出，并通过管道和贫液泵(9)进入所述吸收塔(2)的顶部。
2.根据权利要求1所述的MDEA沼气节能脱碳装置，其特征在于，位于所述贫液出口与所述贫液泵(9)之间的连接管道上还依次设置贫液/半贫液换热器(12)和水冷器(13)。
3.根据权利要求2所述的MDEA沼气节能脱碳装置，其特征在于，所述解析塔(5)上的汽提段与所述溶液泵(8)之间的连接管道连通所述贫液/半贫液换热器(12)，使得由所述解析塔(5)底部流出的贫液在所述换热器中与由所述解析塔(5)中部流出的半贫液进行换热。
4.根据权利要求1所述的MDEA沼气节能脱碳装置，其特征在于，位于所述半贫液出口和所述半贫液泵(7)之间的连接管道与所述透平泵(3)连通。
5.根据权利要求1所述的MDEA沼气节能脱碳装置，其特征在于，还包括通过管道与所述解析塔(5)顶部连通的CO2分液泵(10)，所述CO2分液泵(10)底部的出液口通过管道和闪蒸回流泵(11)与所述解析塔(5)顶部连通。
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