一种双塔式MEDA处理填埋气系统技术方案

一种双塔式MEDA处理填埋气系统属于环境工程保护和气体提纯处理技术领域，尤其涉及一种双塔式MEDA处理填埋气系统。本发明专利技术提供一种可以有效处理填埋气体中的CO2和H2S等其中的危害气体的双塔式MEDA处理填埋气系统。本发明专利技术包括原料气箱、原料气增压泵、吸收塔、套管式微反应器、活化剂哌嗪入口、气液分离器、液力透平、循环泵、闪蒸器、贫富液换热器、半贫液换热器、再生塔、再沸器、冷却水箱、热泵、分离器、酸水回流泵、酸气回收箱、半贫液后冷器、贫液后冷器、MDEA循环泵、洗涤槽回流泵、水洗涤槽、处理气收集箱，其结构要点套管式微反应器设置在吸收塔内一侧的腔体内。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于环境工程保护和气体提纯处理
，尤其涉及一种双塔式MEDA处理填埋气系统。
技术介绍
溶剂吸收法捕集CO2和H2S是目前应用最为广泛的方法，以甲基二乙醇胺（MDEA）为吸收液，在MDEA 中添加活化剂哌嗪可以有效提高其吸收能力。MEDA相比其他的吸收液再生容易、能耗低，MEDA蒸汽压底，吸收酸性气体溶剂损失少，溶剂对CO2和H2S负载量大，净化度高，是一种化学法净化的高效低能耗的酸性气体脱除剂。但是对于单一的吸收CO2或H2S，MDEA的去除效率会很高，尤其对CO2会达到95%以上。那么问题就在MDEA与H2S、CO2的反应差异存在差异，造成MDEA溶液吸收H2S和CO2的速率不同，从而使得MDEA能够在含有H2S和CO2的体系中选择性吸收H2S。因此，努力改善加快CO2的速率是使得MDEA溶液同时吸收CO2和H2S是关键。
技术实现思路
本专利技术就是针对上述问题，提供一种可以有效处理填埋气体中的CO2和H2S等其中的危害气体的双塔式MEDA处理填埋气系统。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案，本专利技术包括原料气箱、原料气增压泵、吸收塔、套管式微反应器、活化剂哌嗪入口、气液分离器、液力透平、循环泵、闪蒸器、贫富液换热器、半贫液换热器、再生塔、再沸器、冷却水箱、热泵、分离器、酸水回流泵、酸气回收箱、半贫液后冷器、贫液后冷器、MDEA循环泵、洗涤槽回流泵、水洗涤槽、处理气收集箱，其结构要点套管式微反应器设置在吸收塔内一侧的腔体内，活化剂哌嗪入口与套管式微反应器外侧腔体连通设置在腔体下部，套管式微反应器下端进口通过原料气增压泵与原料气箱相连。套管式微反应器上端出口上方的腔体上端设置有竖向出口，竖向出口与吸收塔内上端的气液分离器入口相连，气液分离器上端气体出口与水洗涤槽相连，水洗涤槽的气体出口与处理气收集箱相连，水洗涤槽的液体出口通过洗涤槽回流泵与竖向再生塔的中部进口相连；气液分离器远离腔体侧下端设置有向下的液体出口，液体出口与腔体外吸收塔内空间连通，吸收塔下端设置有与腔体外吸收塔内空间连通的横向富液出口，富液出口与液力透平的进口相连，液力透平的出口通过闪蒸器分别与贫富液换热器、半贫液换热器的第一换热通道入口相连，贫富液换热器、半贫液换热器的第一换热通道出口与再沸器的富液进口相连。液力透平的驱动输出端与循环泵的驱动输入端相连，循环泵的出口同与套管式微反应器外侧腔体连通设置在腔体下部的半贫液进口相连，循环泵的进口通过半贫液后冷器与半贫液换热器的第二换热通道出口相连，半贫液换热器的第二换热通道入口与再生塔中部半贫液出口相连。贫富液换热器的第二换热通道入口与再生塔下端贫液出口相连，贫富液换热器的第二换热通道出口依次通过贫液后冷器、MDEA循环泵同与套管式微反应器外侧腔体连通设置在腔体上部的贫液进口相连。再沸器的气体出口与再生塔下部的气体入口相连，再沸器的半贫液出口与再生塔下部的液体入口相连；再生塔下端的半贫液出口分别与再沸器的半贫液入口、热泵半贫液加热口相连。再沸器的冷凝水出口与冷却水箱的冷凝水入口相连，冷却水箱的冷凝水出口与热泵的换热液体进口相连，热泵的换热液体出口与冷却水箱的换热后冷凝水入口相连；热泵的换热气体入口与再生塔上端的热的酸水气出口相连，热泵的换热后出口与分离器的入口相连，分离器的酸气出口与酸气回收箱相连，分离器的酸水出口通过酸水回流泵与再生塔上端的酸水回流口相连。作为一种优选方案，本专利技术所述半贫液后冷器与半贫液换热器的第二换热通道出口之间设置有阀门。作为另一种优选方案，本专利技术所述贫富液换热器的第二换热通道入口与再生塔下端贫液出口之间设置有阀门。其次，本专利技术所述MDEA循环泵与贫液进口之间设置有阀门。另外，本专利技术所述闪蒸器顶端闪蒸气出口与再生塔或酸气回收箱相连。本专利技术有益效果。本专利技术添加了液力透平装置可以利用富液的液体压力转化为循环泵的机械能。添加了热泵回收再生塔酸水的热能提供再沸器加热装置。添加了套管式微反应器协调CO2和H2S的吸收，使得吸收效率的最大化。最大的特点可以利用半贫液回流进吸收塔，减少再沸器部分重新加热。最后添加了吸收塔湿气的水槽洗涤进一步吸收可以溶于水的有害气体。该流程装置可以做到几乎没有污染，能源最大化的重新利用，且可以同时做到CO2和H2S最大化协调吸收等优点。一般认为MEDA去除CO2的效率高达95%以上，如果同时处理H2S,则去除H2S的效率会很低。这是因为反应时的速率的不一样，MEDA与CO2反应时偏慢而与H2S则偏快。所以采用一种套管式微反应器和活化剂哌嗪则可以加快MEDA与CO2反应让其与H2S的反应达到同步。在能源回收方面采用液力透平和热泵回收液体的压力给循环泵供给机械能和热泵回收酸水的热能供给再沸的半贫液。以及又增设了贫富/半贫富液换热器可以与MDEA富液进行换热回收热能。设置两个后制冷器分别为半贫/贫液后冷器。迅速的降低贫/半贫液换热后的余温，保证了达到吸收塔内部反应的条件。防止再生塔内部的温度对MDEA转贫的影响。采用再沸器，再生塔底部的半贫液进入再沸器，再沸后的半贫液和再沸器上部蒸汽又重回到再生塔。再沸器所产生的凝结水可直接输送到冷却水箱，这样可以充分利用和节约水资源。一般认为凝结水是比较干净和清洁的。在再生塔的上部出来酸水气经过热泵后用分离器进行气液分离，酸水通过酸水回流泵回收进入再生塔，酸气用酸气回收箱进行回收。在吸收塔出来的净化气经过水洗涤槽，H2S溶于水和CO2微溶于水可以把未及时吸收的有害气体重新得到水洗，水洗后可直接接再生塔进行进一步的处理。在此工艺中大部分采用泵输送进行一步步气体净化处理。本专利技术中加入一个套管式微反应器和添加活化剂哌嗪加快MDEA与CO2的反应，这样可以满足MDEA与H2S与CO2的协调吸收。还有传统的双塔式处理填埋气是不经济的，例如从吸收塔出来的富液是经过加压的，为了不浪费能源考虑到回收液体压力因此添加进液力透平装置回收可以给循环泵供能用来半贫液的循环进入吸收塔。此工艺中加入半贫液与贫液两条冷却线进入吸收塔，减少半贫液经再沸器重新再沸过程节约能源。在回收酸气的热能时采用热泵把冷却水和酸气的热能换热再把换热后的热能接再沸器供给半贫液的再沸。酸气的凝结水经过热泵后经过分离器酸气排出收集，酸水回流进再生塔。为了吸收塔不能高效的吸收CO2和H2S，让湿的净化气体经过水洗涤槽进行洗涤，洗涤后洗涤液再回到再生塔让CO2和H2S析出。整个装置工艺以加快吸收塔吸收CO2和高效利用液压热能为主，可以大大降低净化工艺的成本。关键整工艺不会产生二次污染，保护了环境，去除CO2和H2S的效率等优点。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本专利技术做进一步说明。本专利技术保护范围不仅局限于以下内容的表述。图1是本专利技术结构示意图。图中，1为原料气箱、2为原料气增压泵、3为吸收塔、4为套管式微反应器、5为活化剂哌嗪入口、6为气液分离器、7为液力透平、8为循环泵、9为闪蒸器、10为贫富液换热器、11为半贫液换热器、12为再生塔、13为再沸器、14为冷却水箱、15为热泵、16为分离器、17为酸水回流泵、18为酸气回收箱、19为半贫液后冷气、20为贫液后冷器、21为MDEA循环泵、22为洗涤槽回流泵、23为水洗涤槽、24为处理气收集箱。具体实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双塔式MEDA处理填埋气系统，包括原料气箱、原料气增压泵、吸收塔、套管式微反应器、活化剂哌嗪入口、气液分离器、液力透平、循环泵、闪蒸器、贫富液换热器、半贫液换热器、再生塔、再沸器、冷却水箱、热泵、分离器、酸水回流泵、酸气回收箱、半贫液后冷器、贫液后冷器、MDEA循环泵、洗涤槽回流泵、水洗涤槽、处理气收集箱，其特征在于套管式微反应器设置在吸收塔内一侧的腔体内，活化剂哌嗪入口与套管式微反应器外侧腔体连通设置在腔体下部，套管式微反应器下端进口通过原料气增压泵与原料气箱相连；套管式微反应器上端出口上方的腔体上端设置有竖向出口，竖向出口与吸收塔内上端的气液分离器入口相连，气液分离器上端气体出口与水洗涤槽相连，水洗涤槽的气体出口与处理气收集箱相连，水洗涤槽的液体出口通过洗涤槽回流泵与竖向再生塔的中部进口相连；气液分离器远离腔体侧下端设置有向下的液体出口，液体出口与腔体外吸收塔内空间连通，吸收塔下端设置有与腔体外吸收塔内空间连通的横向富液出口，富液出口与液力透平的进口相连，液力透平的出口通过闪蒸器分别与贫富液换热器、半贫液换热器的第一换热通道入口相连，贫富液换热器、半贫液换热器的第一换热通道出口与再沸器的富液进口相连；液力透平的驱动输出端与循环泵的驱动输入端相连，循环泵的出口同与套管式微反应器外侧腔体连通设置在腔体下部的半贫液进口相连，循环泵的进口通过半贫液后冷器与半贫液换热器的第二换热通道出口相连，半贫液换热器的第二换热通道入口与再生塔中部半贫液出口相连；贫富液换热器的第二换热通道入口与再生塔下端贫液出口相连，贫富液换热器的第二换热通道出口依次通过贫液后冷器、MDEA循环泵同与套管式微反应器外侧腔体连通设置在腔体上部的贫液进口相连；再沸器的气体出口与再生塔下部的气体入口相连，再沸器的半贫液出口与再生塔下部的液体入口相连；再生塔下端的半贫液出口分别与再沸器的半贫液入口、热泵半贫液加热口相连；再沸器的冷凝水出口与冷却水箱的冷凝水入口相连，冷却水箱的冷凝水出口与热泵的换热液体进口相连，热泵的换热液体出口与冷却水箱的换热后冷凝水入口相连；热泵的换热气体入口与再生塔上端的热的酸水气出口相连，热泵的换热后出口与分离器的入口相连，分离器的酸气出口与酸气回收箱相连，分离器的酸水出口通过酸水回流泵与再生塔上端的酸水回流口相连。...

【技术特征摘要】
1.一种双塔式MEDA处理填埋气系统，包括原料气箱、原料气增压泵、吸收塔、套管式微反应器、活化剂哌嗪入口、气液分离器、液力透平、循环泵、闪蒸器、贫富液换热器、半贫液换热器、再生塔、再沸器、冷却水箱、热泵、分离器、酸水回流泵、酸气回收箱、半贫液后冷器、贫液后冷器、MDEA循环泵、洗涤槽回流泵、水洗涤槽、处理气收集箱，其特征在于套管式微反应器设置在吸收塔内一侧的腔体内，活化剂哌嗪入口与套管式微反应器外侧腔体连通设置在腔体下部，套管式微反应器下端进口通过原料气增压泵与原料气箱相连；套管式微反应器上端出口上方的腔体上端设置有竖向出口，竖向出口与吸收塔内上端的气液分离器入口相连，气液分离器上端气体出口与水洗涤槽相连，水洗涤槽的气体出口与处理气收集箱相连，水洗涤槽的液体出口通过洗涤槽回流泵与竖向再生塔的中部进口相连；气液分离器远离腔体侧下端设置有向下的液体出口，液体出口与腔体外吸收塔内空间连通，吸收塔下端设置有与腔体外吸收塔内空间连通的横向富液出口，富液出口与液力透平的进口相连，液力透平的出口通过闪蒸器分别与贫富液换热器、半贫液换热器的第一换热通道入口相连，贫富液换热器、半贫液换热器的第一换热通道出口与再沸器的富液进口相连；液力透平的驱动输出端与循环泵的驱动输入端相连，循环泵的出口同与套管式微反应器外侧腔体连通设置在腔体下部的半贫液进口相连，循环泵的进口通过半贫液后冷器与半贫液换热器的第二换热通道出口相连，...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵丽红，周爱鹏，孙洪军，曹宾，
申请(专利权)人：辽宁工业大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21