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一种满足环保要求的CO2产品气加压系统
技术领域
本实用新型一种满足环保要求的CO2产品气加压系统，属于煤化工技术领域。
背景技术
目前的煤化工粉煤气化流程中，粉煤输送所用的载气为来自下游酸性气体脱除单元的 CO2产品气，流程如下：来自下游酸性气体脱除单元的再吸收塔塔顶闪蒸出来的CO2气经过热量回收后送出酸性脱除单元，参数如下：压力0.05MPaG左右，温度30℃左右，组成除了CO2外，甲醇含量300ppm左右。这股CO2产品气经过CO2压缩机加压后送至煤气化装置作为粉煤输送的载气，完成粉煤输送任务后的乏汽高点放空。
如前所述，由于酸性脱除单元流程设置本身的特点所限，CO2产品气含有相当量的甲醇(大约300ppm左右)，因之前国家环保法规要求相对宽松，这股气体在完成粉煤输送任务后直接放空满足相关要求，但由于《石油化学工业污染物排放标准》GB31571-2015的发布，该标准要求将排放尾气中甲醇的含量不大于50mg/m3，因此新的环保标准发布后，探索一种满足环保要求的酸性气体脱除单元CO2产品气加压系统和方法，具有重要意义。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种满足环保要求的CO2产品气加压系统，具有运行稳定、流程简单、环保节能等优点。
本实用新型的上述目的是通过如下技术方案实现的：
一种满足环保要求的CO2产品气加压系统，该系统包括CO2前压缩系统、CO2产品气洗涤塔、CO2后压缩系统、甲醇水分离系统。
来自酸性气脱除单元的CO2产品气输入管道和CO2前压缩系统相连，所述的CO2前压缩系统输出端和CO2产品气洗涤塔下部相连，洗涤水管道和CO2产品气洗涤塔上部相连，CO2产品气洗涤塔顶部通过管道和CO2后压缩系统输入端相连接，CO2后压缩系统输出端通过管道送至煤气化装置；CO2产品气洗涤塔底部废水通过管道和甲醇水分离系统输入端相连，甲醇水分离系统输出端通过管道送出界区。
本实用新型技术方案中：CO2产品气来源于酸性气体脱除单元；
本实用新型技术方案中：CO2产品气去向为作为载气去煤气化装置；
本实用新型技术方案中：所用的洗涤水为脱盐水或锅炉给水；
本实用新型技术方案中：CO2洗涤塔类型为填料塔或板式塔；
本实用新型技术方案中：CO2产品气洗涤塔洗涤水的去向为酸性气体脱除单元甲醇水分离塔。
一种利用上述系统满足环保要求的CO2产品气加压方法，该方法实现过程如下：来自酸性气体脱除单元的CO2产品气进入CO2前压缩系统加压后进入CO2产品气洗涤塔洗涤，所用洗涤水为脱盐水或锅炉给水，洗涤后的CO2产品气进入CO2后压缩系统加压后送出界区进入煤气化装置；CO2产品气洗涤塔底部的洗涤废水在液位控制下进入甲醇水分离系统回收废水中的甲醇后送出界区。
本实用新型的有益效果是：
(1)在CO2压缩系统第一级加压后再进行CO2产品气的洗涤，由于CO2产品气压力的提高可以降低气体积流量，从而降低了CO2洗涤塔的尺寸，降低设备投资和占地面积；
(2)相比于在煤气化装置完成粉煤气化输送任务后进行洗涤(间歇操作)，在CO2压缩过程中洗涤可实现连续操作，操作过程稳定；
(3)通过将洗涤后废水引入酸性气体脱除装置的甲醇水回收系统可以提高甲醇回收率。
附图说明
图1是一种满足环保要求的CO2产品气加压系统和方法实施例的结构示意图。
1-CO22前压缩系统，2-CO2产品气洗涤塔，3-CO2后压缩系统，4-甲醇水分离系统。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。
如图1，一种满足环保要求的CO2产品气加压系统，该系统包括CO2前压缩系统(1)、CO2产品气洗涤塔(2)、CO2后压缩系统(3)、甲醇水分离系统(4)。
来自酸性气脱除单元的CO2产品气输入管道和CO2前压缩系统(1)相连，所述的CO2前压缩系统(1)输出端和CO2产品气洗涤塔(2)下部相连，洗涤水管道和CO2产品气洗涤塔(2)上部相连，CO2产品气洗涤塔(2)顶部通过管道和CO2后压缩系统(3)输入端相连接，CO2后压缩系统(3)输出端通过管道送至煤气化装置；CO2产品气洗涤塔(2) 底部废水通过管道和甲醇水分离系统输入端相连，甲醇水分离系统(4)输出端通过管道送出界区。
一种利用上述系统满足环保要求的CO2产品气加压方法，具体如下：
来自上游酸性气体脱除单元的CO2产品气温度30℃，压力0.06MPaG，流量40000Nm3/h，主要气体组分的摩尔组成如下表：
表1 CO2产品气组成表
上述CO2产品气进入CO2前压缩系统加压至0.6MPaG后进入CO2产品气洗涤塔底部，其中CO2洗涤塔为填料塔，塔直径1700mm，切线高度12米，CO2产品气洗涤塔洗涤液为脱盐水，所用脱盐水流量2.5t/h，温度30℃，压力1.1MPaG，洗涤后的CO2产品气进入 CO2后压缩系统加压后气体参数为：7.3MPaG，温度73℃，甲醇含量25ppm，水含量 1000ppm，该股气体送至气化单元作为粉煤输送的载气；CO2产品气洗涤塔底部的洗涤液流量2.4t/h，组成如下：H2O:97.2％，CH3OH:0.5％，CO2:2.3％，该股废液进入到酸性气体脱除单元的甲醇水分离塔入口(可以和其他液体合并进入)，在甲醇水分离塔内回收甲醇后由塔底经换热后排出界区，流量7.2t/h(其中原酸脱装置的废水为4.8t/h由CO2产品气洗涤塔来的废水为2.4t/h)，压力0.6MPaG，温度40℃，甲醇含量150ppm(wt％)。
该实施例的技术经济性分析如下：
(1)本实用新型将CO2产品气洗涤塔设置在了CO2前压缩系统和CO2后压缩系统之间，相比于设置在CO2压缩系统前，差别如下：
表2 CO2产品气洗涤塔工艺位置设置方案对比
由表2可以看出，CO2产品气洗涤塔的工艺位置设置在CO2前压缩系统和CO2后压缩系统之间可以降低塔的直径，减少占地面积，且可以减少动设备的设置及相应的运行费用。
(2)本实用新型方案中，CO2产品气洗涤塔塔底的废水不是直接排放，而是引入到酸性气体脱除装置中甲醇水分离塔进行甲醇的回收，此方案可以回收甲醇约17Kg/h，按年操作时间8000小时考虑，每年可回收甲醇136吨。
