一种煤炭清洁利用过程中的膜分离装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种煤炭清洁利用过程中的膜分离装置，包括一级膜分离器

【技术实现步骤摘要】
一种煤炭清洁利用过程中的膜分离装置


[0001]本技术涉及膜分离
，尤其涉及一种煤炭清洁利用过程中的膜分离装置
。

技术介绍

[0002]我国煤炭利用正逐步向清洁化
、
规模化
、
集约化发展，由单一燃料属性向燃料
、
原料方向转变，重点在于现代煤化工和燃煤发电两个方向
。
其中，整体煤气化联合循环发电是将清洁的煤气化技术与高效的燃气
‑
蒸汽联合循环相结合的发电技术，是高效清洁燃煤发电的重要发展方向
。
[0003]该技术将煤制合成气
(
主要为
CO、H2、CO2、N2等
)
中的
CO
经水煤气变换生成
CO2和
H2，再将
CO2脱除后，燃烧供燃气轮机
。
变换气中
CO2浓度一般在
35
‑
45
％
(v/v)
，且压力高
、
杂质少，在燃烧前进行捕集脱除的成本相较于燃烧后大幅降低，因此也被认为是温室气体深度减排的重要路径之一
。
[0004]对于该过程的
CO2捕集和脱除，通常采用醇胺吸收法
。
由于
CO2含量较高，考虑投资成本和解吸能耗，吸收法仍不够经济
。
而膜分离技术具有操作简单
、
占地小
、
弹性大的优势，且膜技术是由压力驱动的分离过程，利用变换气的高压，经济性更加明显
。
[0005]但基于目前的商品化膜产品性能，现有的膜分离装置无法实现高效分离氢气的同时，又能捕集回收
CO2，得到能够进行后续利用的
CO2产品；而且，由于变换气处于高温
(150℃
以上
)
，因此在进入膜分离前通常都需要设置冷却过程，导致整个装置设备投资和运行成本的增加
。
[0006]因此，提供一种能够无需在原料气进入膜分离器前进行冷却，且能够高效回收氢气同时捕集
CO2的膜分离装置实属必要
。

技术实现思路

[0007]本技术提供一种煤炭清洁利用过程中的膜分离装置，以克服上述问题
。
[0008]为了实现上述目的，本技术的技术方案是：
[0009]一种煤炭清洁利用过程中的膜分离装置，包括一级膜分离器
、
气液分离器
、
二级膜分离器
、
换热器
、
冷凝器以及压缩机；
[0010]所述一级膜分离器和所述二级膜分离器均用于将混合气分离为富
H2渗透气和贫
H2截留气；所述气液分离器用于将液态
CO2与气体分离；
[0011]所述一级膜分离器内设有耐高温的第一分离膜；
[0012]原料气管线与所述一级膜分离器进料口连接，所述一级膜分离器的第一渗透侧出口与燃料气管线连接，所述一级膜分离器的第一截留侧出口依次通过第一管线
、
换热器
、
第二管线
、
冷凝器以及第三管线与所述气液分离器的进料口连接，所述气液分离器的顶部出口通过第四管线
、
所述换热器及第五管线与所述二级膜分离器的进料口连接；所述二级膜分离器第二渗透侧出口通过第六管线
、
压缩机及第七管线与所述原料气管线连接，所述二
级膜分离器的第二截留侧出口连通有废气管线
。
[0013]进一步的，所述气液分离器底部连接有用于将分离出的液态
CO2排出的第八管线
。
[0014]进一步的，所述二级膜分离器内设置有耐高温的第二分离膜
。
[0015]进一步的，所述第一分离膜和所述第二分离膜均为使用温度为
120℃
以上的分离膜
。
[0016]进一步的，所述第一分离膜和第二分离膜均为使用温度为
120℃
‑
180℃
的分离膜
。
[0017]进一步的，所述第一分离膜和所述第二分离膜的
H2/CO2分离系数不小于
20。
[0018]与现有的膜分离设备相比，本技术的有益效果是：
[0019]本技术中公开的一种煤炭清洁利用过程中的膜分离装置，一级膜分离器设置有耐高温膜，省去了膜前冷却装置，简化了装置的结构，节约了生产成本，而且本装置在高效回收氢气的同时，能够实现对原料中
CO2的有效捕集和回收
。
[0020]此外，通过设置有耐高温膜的二级膜分离器，进一步提高氢气回收率，且氢气可以高温返回到一级膜分离器前，使得整个装置分离出的进入燃料气管线的氢气保持高温，无需再加热即可保证燃气发电效率
。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图
。
[0022]图1为本技术实施例中公开的一种煤炭清洁利用过程中的膜分离装置示意图
。
[0023]图中：
1、
一级膜分离器；
101、
第一渗透侧出口；
102、
第一截留侧出口；
2、
气液分离器；
201、
顶部出口；
3、
二级膜分离器；
301、
第二渗透侧出口；
302、
第二截留侧出口；
4、
换热器；
5、
冷凝器；
6、
压缩机；
a、
原料气管线；
b、
燃料气管线；
c、
第一管线；
d、
第二管线；
e、
第三管线；
f、
第四管线；
g、
第五管线；
h、
第六管线；
i、
第七管线；
j、
废气管线；
k、
第八管线
。
具体实施方式
[0024]为使本技术实施例的目的
、
技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚
、
完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例
。
基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围
。
[0025]如图1所示为本实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种煤炭清洁利用过程中的膜分离装置，其特征在于，包括一级膜分离器
(1)、
气液分离器
(2)、
二级膜分离器
(3)、
换热器
(4)、
冷凝器
(5)
以及压缩机
(6)
；所述一级膜分离器
(1)
和所述二级膜分离器
(3)
均用于将混合气分离为富
H2渗透气和贫
H2截留气；所述气液分离器
(2)
用于将液态
CO2与气体分离；所述一级膜分离器
(1)
内设有耐高温的第一分离膜；原料气管线
(a)
与所述一级膜分离器
(1)
进料口连接，所述一级膜分离器
(1)
的第一渗透侧出口
(101)
与燃料气管线
(b)
连接，所述一级膜分离器
(1)
的第一截留侧出口
(102)
依次通过第一管线
(c)、
换热器
(4)、
第二管线
(d)、
冷凝器
(5)
以及第三管线
(e)
与所述气液分离器
(2)
的进料口连接，所述气液分离器
(2)
的顶部出口
(201)
通过第四管线
(f)、
所述换热器
(4)
及第五管...

【专利技术属性】
技术研发人员：王璠，季鹏飞，韩自然，邢巍巍，吕权，杨晓，吴磊，蒋悦，刘云飞，李哲，魏红义，梁峰，高会乾，迟腾，宋杰，张绍武，李守勤，杜国栋，
申请(专利权)人：大连欧科膜技术工程有限公司，
类型：新型
国别省市：