低温甲醇洗尾气中二氧化碳的回收利用

来源：核心期刊咨询网时间：2021-04-19 09:4412

摘要：摘要：本文分析了低温甲醇洗涤的具体过程，阐述了甲醇洗涤尾气形成的CO2回收技术，并介绍了具体过程。 分析了二氧化碳的使用和回收利用的经济性。 引入吸附蒸馏法使尾气排放中的碳含量降至最低，从而实现对自然环境的保护。 关键词：低温甲醇洗;二氧化碳;回

　　摘要：本文分析了低温甲醇洗涤的具体过程，阐述了甲醇洗涤尾气形成的CO2回收技术，并介绍了具体过程。 分析了二氧化碳的使用和回收利用的经济性。 引入吸附蒸馏法使尾气排放中的碳含量降至最低，从而实现对自然环境的保护。

　　关键词：低温甲醇洗;二氧化碳;回收利用

　　前言

　　随着主要来自石油和天然气的能源需求的增加，以及大量应用的应用，排放到大气中的二氧化碳量逐年增加，这浪费了自然资源并污染了自然环境。如何实现二氧化碳的循环利用也成为人们关注的话题。作为一种重要的碳资源形式，二氧化碳现在被广泛用于现代工业，现代食品和现代化工企业的许多领域。随着经济的持续增长，二氧化碳的消耗量也在逐年增加。 目前，在煤制氨厂的低温甲醇洗过程中，CO2的回收利用率达到65%左右，废气中的CO2量仍可达到70%以上。因此，低温甲醇洗涤过程中CO 2的回收利用已逐渐受到关注[1]。

　　低温甲醇洗工艺

　　1.1工艺流程

　　低温甲醇洗的主要过程如下：变化气经过换热器以后温度降低形成一部分水分并对其进行分离，之后的气体进行H2S、CO2吸收塔，经过与甲醇作用将其中的H2S、CO2吸收，吸收之后的气体进入后续工序进行处理。富甲醇溶液在解吸塔中进行溶解出大量CO2，并将塔顶的气体成分送入合成工序。

　　在解吸塔的顶部形成的解吸尾气经过换热回收以及其它工序以后就会在高空排放，而在热再生塔形成的HS2浓度较高的酸性气体就会经过处理以后进行硫化回收工序。经过贫甲醇泵加压换热以后的甲醇会继续送入系统进行下次循环利用，塔底剩余的甲醇残液需要经过特殊处理以后进行排放。图1为低温甲醛洗工艺流程图：

　　1.2尾气组成

　　在30万吨合成氨配套装置中进行低温甲醇洗过程中，形成的尾气可以形成CO2的排放达到30000m3/h，按照最理想的每年的排放时间为7200h进行核算，每年进行CO2的排放可以达到42万吨以上，在配方的尾气中主要的气体包括CO2、N2、CO、H2等气体，其中含量最大的CO2可以达到73%以上的体积含量，N2的含量可以达到25%左右，其它其它含量非常少。

　　在进行低温甲醇洗过程以后进行排放的尾气含量最高的气体为C02和N2，这两种气体性质都是惰性气体，在化学及物理特性方面比较接近，可以通过对其液化利用沸点的差异进行分离。而针对尾气中含有的少量甲醇、H2S等气体可以通过物理吸附的形式对其进行分离。综合以上分离方式，利用吸附精馏法对CO2进行回收利用是可行的。

　　2、二氧化碳回收工艺

　　2.1 吸附精馏法流程

　　吸附精馏法主要满足的是CO2含量较高并且需要进行气体液化以后储存的回收过程。

　　原始尾气经过缓冲去除水分以后利用增压装置将压力提高到2.5MPa以上，再对其进行冷却处理，之后送入脱硫床进行处理，经过脱硫床将少量甲醇以及H2S等杂质的同时气体得到干燥，得到的气体经过冷却器温度达到-8℃形成液化状态。液化后一部分进入闪蒸罐，里一部分进入精馏塔，在闪蒸罐中形成的液态CO2听过降压形成工业应用CO2泵入储罐中;在精馏塔中可以在其底部形成清洁的CO2液体，同样经过降压处理以后，可以送到食品级的CO2储罐，送给食品级用户使用。

　　2.2 尾气回收特点

　　1)进行低温甲醇洗流程后形成的尾气排放可以实现流量大、浓度高、排放过程压力变化不大，同时可以实现稳定气体输出;

　　2)吸附精馏法工艺简单，便于操控，可以提供不同等级的CO2产品，满足各类产品市场需求;

　　3)在进行尾气液化过程中，需要利用液态氨进行处理，此部分的液态氨可以通过利用低温甲醇洗氨冰机进行供给，完成制冷。同时可以节省设备投入;在进行精馏过程采用热泵技术，利用热蒸汽再沸器进行加热，降低能耗;

　　4)吸附精馏工艺流程能耗低，可以形成多种等级的CO2产品，投入回收周期短，可以实现自动化管理，自控程度高;

　　5)利用吸附精馏法进行CO2回收利用可以实现较大的生产能力，生产的CO2产品运输便捷。

　　2.3 C02的主要应用

　　1)化学化工。利用CO2进行自动焊接保护是现在使用非常广泛的方式，与传统手工焊接相比，利用CO2气体保护自动焊接成本低，能耗可以降低一半以上;利用CO2进行香烟烟丝膨化处理，可以控制烟丝使用量降低5%以上，并且可以提高烟丝质量;利用CO2进行塑料发泡、污水处理以及其它化工处理过程。利用CO2进行高分子合成、染色处理等工艺使用较多;最常用的利用固态CO2进行人工降雨、CO2灭火器以及金属冶炼等工业领域，CO2具有广阔的化工应用空间。

　　2)石油开采。由于CO2气体物理特性，导致其溶解特性非常强，通过将大量的CO2溶解于原油，可以将原有的体积扩大、黏度降低，这样就可以降低油与水之间的界面张力。从而可以利用CO2将原油与水分离，促进油田采收率的提高，降低成产成本。

　　3)农业。通过利用CO2作为温室大棚的肥料，利于农作物根部吸收CO2，从而促进作物进行光合作用，使作物生长速度加快，缩短温室大棚的周转周期。

　　3 结论

　　CO2大量的排放对大气环境造成污染，对其进行合理回收具有重要意义。本文介绍了利用吸附精馏法进行低温甲醇洗过程排放的CO2的方法，并针对回收过程特点以及CO2的利用情况展开了分析，通过吸附精馏法进行CO2回收过程，具有工艺简单、操作方便、能耗低等眾多优点，非常适合低温甲醇洗进行CO2的回收利用，对低碳排放具有较大的经济价值。

　　参考文献

　　[1]房昕.温室气体二氧化碳的分离回收与综合利用[J].青海技术，2007，38(6)：65-69. 环境，2009，19(1)：34—38.

　　[2] 马剑飞， 冯华， 沈华. 蓄热氧化技术在低温甲醇洗排放气处理上的应用[J].河南化工，2015(08)：40-42.

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