Установка многопоточной абсорбционной очистки Советский патент 1992 года по МПК B01D53/14 

Изобретение относится к газоочистке и может найти применение в химической, энергетической и металлургической отраслях промышленности, где по условиям работы требуется очищать конвертированный газ от двуокиси углерода растворами щелочных абсорбентов, в том числе растворами моноэтаноламина.

В первую очередь изобретение может найти применение в хруп нотой нажных агрегатах аммиака.

Цель изобретения - увеличение эффективности рекуперации тепла и сокращение теплопотерь с внешним агентом.

На чертеже представлена блок-схема установки многопоточной абсорбционной очистки.

Установка включает в себя абсорбер с двумя штуцерами 2 и 3 ввода охлажденных регенерированных абсорбентов, регенератор 4 с тремя штуцерами 5-7 ввода насыщенного абсорбента. На потоках регенерированных и насыщенного абсорбентов установлены рекуперативные теплообменники 8 и 9, после которых регенерированные абсорбенты поступают в холодильники 10 и 11, охлаждаемые внешним агентом. Установка оснащена многосекционным блоVIVI

ю со

ком 12 водяных холодильников, секции 13-15 соединены через вентили 16-18 с коллектором 19, а через вентили 20-22 - с коллектором 23.

Коллектор 19 с помощью вентилей 24 и 25 подключен параллельно-последовательно холодильнику 10. Коллектор 23 соединен со штуцером 2 ввода одного из регенерированных абсорбентов (в данном случае гру- борегенерированного). Одна из секций 15 оснащена дополнительными тарелками с вентилями 26 и 27, с помощью которых эта секция подсоединена параллельно другому холодильнику 11. Каждая секция 13-15 через коллектор 28 подключена на подачу про- точной воды, и через коллектор 29 - на вывод проточной воды.

Установка многопоточной абсорбционной очистки работает следующим обра- зом.

Конвертированный таз, содержащий двуокись углерода, подается в нижнюю часть абсорбера 1, орошаемого в точках 2 и 3 ввода охлажденными потоками регенери- рованных абсорбентов. В качестве последнего применяется 20%-ный раствор моноэтаноламина под давлением 28 атм и температурой ввода в абсорбер 40-53°С. Очищенный конвертированный газ выво- дится через верх абсорбера 1, а насыщенный абсорбент выводится снизу при 62-75°С и делится на три потока. Один из них подается в рекуперативный теплообменник 9, где он нагревается тонкореге- нерированным абсорбентом и после дросселирования подаётся в штуцер 7 регенератора 4. Другой поток подается в рекуперативный теплообменник 8, где он нагревается груборегенерированным аб- сорбентом и после дросселирования подается в штуцер 6 регенератора 4. Третий поток после дросселирования подается в качестве холодного байпаса в штуцер 5.

В регенератор 4 подводится дополни- тельная энергия, необходимая для десорбции двуокиси углерода и получения регенерированных абсорбентов требуемой степени карбонизации. Отгонная парогазовая смесь выводится через верх регенерате- ра 4.

Охлажденные в рекуперативных теплообменниках 8 и 9 регенерированные потоки абсорбента имеют температуру 85-105°С и не могут быть направлены без доохлажде- ния на абсорбцию. Тонкорегенерированный абсорбент подается в холодильник 10, где охлаждается внешним агентом до 40- 53 С и подается в штуцер 2 абсорбера, Гру- борегенерированный абсорбент может

подаваться или в многосекционный блок 12 холодильников, или в холодильник 10 и затем в блок 12. В первом случае закрыт вентиль 25, а во втором - вентиль 25. Возможен и промежуточный вариант подключения блока 12, когда приоткрыты вентили 24 и 25, т.е. установка обеспечивает параллельно-последовательное подключение блока 12. Охлажденный до 40-53°С гру- борегенерированный абсорбент подается в штуцер 2 абсорбера 1.

Все секции 13-15 блока 12 охлаждаются через коллектор 28 и вентили 20-22 проточной водой, которая через вентили 16-18 и коллектор 29 выводится на энерготехнологическое использование. В качестве проточной воды может быть использована или речная вода, нагреваемая с 4-20°С до стабильной температуры 30-35 ±1°С или за- циклованная деминерализованная вода, нагреваемая с 15-35 до 60-75°С.

По условиям водного баланса агрегата аммиака количество воды, которое может быть энерготехнологически использовано в установке многопоточной абсорбционной очистки, ограничено, а снимаемая этой водой тепловая мощность колеблется в зависимости от сезонной температуры воды. Она может быть максимальная в зимнее время года и минимальная в наиболее жаркие летние периоды (начальная температура воды зимой - +4°С, летом +15°С, конечная 32-36°С).

С учетом этого для обеспечения стабильных оптимальных условий абсорбции установка позволяет варьировать схему подключения блока 12. В летнее время вентили 25-27 закрыты. Тонкорегенерированный абсорбент после рекуперативного теплообменника 8 проходит холодильник 10 и через вентиль 24 поступает в коллектор 19. Вентили 16-18 открыты. Тонкорегенерированный раствор проходит через все три секции 13-15 блока 12 и через вентили 20-22 поступает в коллектор 23, из которого охлажденный подается в штуцер 2 абсорбера 1. Необходимость подключения всех трех секций блока 12 в летнее время на охлаждение тонкорегенерированного раствора объясняется тем, что теплообмен в.это время происходит при низких температурных напорах и требуется повышенная поверхность теплообмена, чтобы снять необходимое тепло.

Груборегенерированный раствор в летнее время после рекуперативного теплообменника 9 охлаждается только в холодильнике 11.

В зимнее время температурный напор увеличивается и необходимое количество

тепла с тонкорегенерированного раствора может быть снято меньшей поверхностью. Высвободившаяся поверхность может быть использована для охлаждения гру- борегенерированного раствора. С учетом этого в зимнее время вентили 16-18 и 20-22 закрываются. Вентили 26 и 27 открываются, обеспечивая прохождение всего или части груборегенерированного раствора через секцию 15 блока 12, Тонкорегенерированный раствор охлаждается при этом в секциях 13 и 14 блока 12.

Таким образом данная установка позволяет в летнее время года практически полностью исключить теплопотери с внешним агентом в холодильнике 10, а в зимнее - в холодильнике 10 и частично в холодильнике 11. Сэкономленное тепло используется в блоке 12 на энерготехнологическую водо- подготовку, т.е. на нагрев речной воды до 32-36° перед осветлением или коагуляцией.

Вентиль 25 позволяет при необходимости перераспределить тепловые нагрузки и облегчить работу холодильника 11, т.е. при открытом вентиле 25 возможно и в летнее время охлаждение тонкорегенерированного раствора только в секциях 13 и 14 блока 12 и подключение секции 15 блока 12 к охлаждению части груборегенерированного раствора.

Данная установка может быть видоизменена и блок 12 может быть подключен всеми тремя секциями на охлаждение груборегенерированного раствора и одной секцией блока 12 на охлаждение тонкореге- нерированного раствора.

Формула изобретения

1.Установка многопоточной абсорбционной очистки, включающая абсорбер с двумя входными штуцерами охлажденных регенерированных абсорберов, регенератор с тремя входными штуцерами насыщенного аЬсорбента, рекуперативные теплообменники, холодильники регенерированных абсорбентов внешним агентом, отличающаяся тем, что, с целью увеличения эффективности рекуперации тепла и сокращения теплопотерь с внешним агентом, установка снабжена многосекционным блоком водяных i холодильников, каждая секция которого соединена с коллектором подачи регенерированного абсорбента в блоке и коллекторам вывода регенерированного абсорбента из блока, при этом коллектор подачи регенерированного абсорбента в блок подсоединен параллельно-последовательно холодильнику одного из регенерированных абсорбентов внешним агентом, коллектор вывода регенерированного абсорбента из блока соединен с водным штуцером этого абсорбента в абсорбер.

2.Установка поп.1,отличающая- с я тем, что одна из секций блока холодильников снабжена дополнительными трубопроводами подачи и вывода другого регенерированного абсорбента, при этом эта секция блока холодильников подсоединена параллельно второму холодильнику регенерированного абсорбента внешним агентом.

Изобретение относится к области газоочистки и может найти применение в Химической, энергетической и металлургической отраслях промышленности, где по условиям работы требуется очищать конвертированный газ от двуокиси углерода растворами щелочных абсорбентов, в том числе растворами моноэтаноламина. Цель изобретения - повышение эффективности рекуперации тепла и сокращение теплопотерь с внешним агентом. Установка снабжена многосекционным блоком водяных холодильников, каждая секция которого соединена через арматуру с коллектором подачи регенерированного абсорбента (КПРА) в блок и с коллектором вывода регенерированного абсорбента (KBРА) из блока. КПРА в блок подсоединен параллельно-последовательно холодильнику одного из регенерированных абсорбентов внешним агентом, КВРА из блока соединен с входным штуцером этого абсорбента в абсорбер. Кроме того одна из секций блока холодильников снабжена дополнительными трубопроводами с арматурой подачи и вывода другого регенерированного абсорбента, при этом секция блока холодильников подсоединена параллельно второму холодильнику регенерированного абсорбента внешним агентом. 1 з.п.ф-лы, 1 ил. Ё