CN206566702U

CN206566702U - 天然气制氢变压吸附尾气与废碱液回收利用装置

Info

Publication number: CN206566702U
Application number: CN201621479221.2U
Authority: CN
Inventors: 单玲; 冯斌; 郝江涛; 熊鹏; 赵强宁; 马新力; 赵世海; 陈建平
Original assignee: Xinjiang Huatai Heavy Chemical Co Ltd; Xinjiang Zhongtai Chemical Co Ltd
Current assignee: Xinjiang Huatai Heavy Chemical Co Ltd; Xinjiang Zhongtai Chemical Co Ltd
Priority date: 2016-12-30
Filing date: 2016-12-30
Publication date: 2017-10-20
Anticipated expiration: 2026-12-30

Abstract

本实用新型涉及尾气回收装置技术领域，是一种天然气制氢变压吸附尾气与废碱液回收利用装置；其包括原料气缓冲罐、第一吸收塔、第一储罐和第一冷却器；在原料气缓冲罐和第一吸收塔的下部分别设有进气端，在原料气缓冲罐和第一吸收塔的顶部分别设有出气端，在原料气缓冲罐的进气端上连接有进气管。本实用新型结构合理而紧凑，使用方便，通过原料气缓冲罐、第一吸收塔、第一储罐和第一冷却器的配合使用，实现将天然气制氢变压吸附尾气中的二氧化碳与烧碱装置产生的废碱水生产纯碱液的目的，并将纯碱液回收利用至一次盐水工序，具有安全可靠的特点，大大降低了生产成本和环境污染，同时减少了排放至污水站的废水量，降低了污水站的负荷和处理成本。

Description

天然气制氢变压吸附尾气与废碱液回收利用装置

技术领域

本实用新型涉及尾气回收装置技术领域，是一种天然气制氢变压吸附尾气与废碱液回收利用装置。

背景技术

在氯碱生产中，合成炉用于合成氯气和氢气，产生氯化氢气体，由于电槽产生的氯气和氢气的物质的量为1:1，为了防止合成炉过氯，需增加一套氢气补给系统使氯氢配比1:1.05至1.1，现采用较多的天然气制氢系统，天然气制氢变压吸附尾气通常直接排放至大气，然气制氢变压吸附尾气中富含CO₂气体，直接排放至大气势必造成环境污染，且增加了碳的排放量。另一方面，氯碱工业中烧碱装置产生的废碱水较多，包括冲洗弧形锅废水、片碱机清洗废水、U型弯废水、包装线清洗、停车检修蒸发效体冲洗废水等，此类废水含碱较高，排放至污水站不仅造成了排污量的增加，且给污水站的处理增加了相应的负荷。

发明内容

本实用新型提供了一种天然气制氢变压吸附尾气与废碱液回收利用装置，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有天然气制氢变压吸附尾气排放至大气造成环境污染，烧碱装置产生的废碱水排放至污水站造成处理负荷大的问题。

本实用新型的技术方案是通过以下措施来实现的：一种天然气制氢变压吸附尾气与废碱液回收利用装置，包括原料气缓冲罐、第一吸收塔、第一储罐和第一冷却器；在原料气缓冲罐和第一吸收塔的下部分别设有进气端，在原料气缓冲罐和第一吸收塔的顶部分别设有出气端，在原料气缓冲罐的进气端上连接有进气管，原料气缓冲罐的出气端与第一吸收塔的进气端通过第一管线连接在一起，在第一吸收塔的出气端上连接有第二管线；在第一吸收塔的上部设有进液端，在第一吸收塔的底部设有出液端，第一吸收塔的出液端与第一储罐的顶部通过第三管线连接在一起，在第一储罐的下部连接有第四管线，在第四管线与第一冷却器的进料端之间连接有第五管线，第一冷却器的出料端与第一吸收塔的进液端通过第六管线连接在一起，在第五管线上固定安装有循环泵，在进气管、第三管线、第四管线和第五管线上分别固定安装有阀门。

下面是对上述实用新型技术方案的进一步优化或/和改进：

上述在第一储罐的上方通过支架安装有碱管线，在碱管线与第一储罐的上部之间连接有第一补碱管，在碱管线和第一补碱管上分别固定安装有阀门。

上述在第一吸收塔的外侧有第二吸收塔、第二储罐和第二冷却器，在第三管线与第二储罐的顶部之间连接有第七管线，在第二吸收塔的顶部设有出气端，在第二吸收塔的出气端上连接有出气管，在出气管上固定安装有抽风机，在第二吸收塔的下部设有进气端，第一吸收塔的出气端与第二吸收塔的进气端通过第二管线连接在一起，在第二吸收塔的上部设有进液端，在第二吸收塔的底部设有出液端，在第二吸收塔的出液端与第七管线之间连接有第八管线，在第四管线与第二冷却器的进料端之间连接有第九管线，第二冷却器的出料端与第二吸收塔的进液端通过第十管线连接在一起，在第四管线与第二储罐的下部之间连接有第一出液管，在第一出液管上固定安装有阀门，碱管线与第二储罐的顶部连接在一起，在第四管线上固定安装有循环泵。

上述在第一吸收塔的外侧有第三储罐，第四管线与第三储罐的顶部连接在一起，在第二储罐的顶部与第四管线之间连接有第十一管线，在第三储罐的顶部与碱管线之间连接有第二补碱管，在第四管线与第三储罐的下部之间连接有第二出液管，在第二补碱管、第十一管线和第二出液管上分别固定安装有阀门。

上述在第二储罐的顶部连接有脱盐水管，在脱盐水管与第一储罐的顶部之间连接有第一补盐水管，在脱盐水管与第三储罐的顶部之间连接有第二补盐水管，在脱盐水管、第一补盐水管和第二补盐水管上分别固定安装有阀门，在脱盐水管和碱管线上分别固定安装有流量计。

上述在第一储罐的底部连接有第一成品出液管，在第一成品出液管上固定安装有成品泵，在第一储罐的顶部与第一成品出液管之间连接有第一回流管，在第二储罐的顶部与第一成品出液管之间连接有第二回流管，在第三储罐的顶部与第一成品出液管之间连接有第三回流管，在第一成品出液管与第二储罐的底部之间连接有第二成品出液管，在第一成品出液管与第三储罐的底部之间连接有第三成品出液管，在第一成品出液管、第二成品出液管、第三成品出液管、第一回流管、第二回流管和第三回流管上分别固定安装有阀门。

上述在第二冷却器的冷却水进口端上连接有第一循环上水管，在第二冷却器的冷却水出口端上连接有第一循环回水管，在第一循环上水管与第一循环回水管之间连接有第一循环水连通管，在第一循环上水管与第一冷却器的冷却水进口端之间连接有第二循环上水管，在第一循环回水管与第一冷却器的冷却水出口端之间连接有第二循环回水管，在第二循环上水管与第二循环回水管之间连接有第二循环水连通管，在第一循环上水管、第一循环回水管、第二循环上水管和第二循环回水管上分别固定安装有止逆阀，在第一循环水连通管和第二循环水连通管上分别固定安装有阀门。

上述在第一吸收塔和第二吸收塔上分别固定安装有液位计；或/和，在原料气缓冲罐、进气管、第二管线、第四管线和第五管线上分别固定安装有压力表；或/和，在出气管上固定安装有电磁阀；或/和，在第六管线和第十管线上分别固定安装有温度计；或/和，在第五管线与第六管线之间连接有第一回流连通管，在第九管线与第十管线之间连接有第二回流连通管，在第一回流连通管和第二回流连通管上分别固定安装有阀门。

本实用新型结构合理而紧凑，使用方便，通过原料气缓冲罐、第一吸收塔、第一储罐和第一冷却器的配合使用，实现将天然气制氢变压吸附尾气中的二氧化碳与烧碱装置产生的废碱水生产纯碱液的目的，并将纯碱液回收利用至一次盐水工序，具有安全可靠的特点，大大降低了生产成本和环境污染，同时减少了排放至污水站的废水量，降低了污水站的负荷和处理成本。

附图说明

附图1为本实用新型最佳实施例的工艺流程示意图。

附图中的编码分别为：1为原料气缓冲罐，2为第一吸收塔，3为第一储罐，4为第一冷却器，5为进气管，6为第一管线，7为第二管线，8为第三管线，9为第四管线，10为第五管线，11为第六管线，12为循环泵，13为碱管线，14为第一补碱管，15为第二吸收塔，16为第二储罐，17为第二冷却器，18为第七管线，19为出气管，20为抽风机，21为第八管线，22为第九管线，23为第十管线，24为第一出液管，25为第三储罐，26为第十一管线，27为第二补碱管，28为第二出液管，29为脱盐水管，30为第一补盐水管，31为第二补盐水管，32为第一成品出液管，33为成品泵，34为第一回流管，35为第二回流管，36为第三回流管，37为第二成品出液管，38为第三成品出液管，39为第一循环上水管，40为第一循环回水管，41为第一循环水连通管，42为第二循环上水管，43为第二循环回水管，44为第二循环水连通管，45为第一连通管，46为第二连通管。

具体实施方式

本实用新型不受下述实施例的限制，可根据本实用新型的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。

在本实用新型中，为了便于描述，各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图1的布图方式来进行描述的，如：前、后、上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图1的布图方向来确定的。

下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步描述：

如附图1所示，该天然气制氢变压吸附尾气与废碱液回收利用装置包括原料气缓冲罐1、第一吸收塔2、第一储罐3和第一冷却器4；在原料气缓冲罐1和第一吸收塔2的下部分别设有进气端，在原料气缓冲罐1和第一吸收塔2的顶部分别设有出气端，在原料气缓冲罐1的进气端上连接有进气管5，原料气缓冲罐1的出气端与第一吸收塔2的进气端通过第一管线6连接在一起，在第一吸收塔2的出气端上连接有第二管线7；在第一吸收塔2的上部设有进液端，在第一吸收塔2的底部设有出液端，第一吸收塔2的出液端与第一储罐3的顶部通过第三管线8连接在一起，在第一储罐3的下部连接有第四管线9，在第四管线9与第一冷却器4的进料端之间连接有第五管线10，第一冷却器4的出料端与第一吸收塔2的进液端通过第六管线11连接在一起，在第五管线10上固定安装有循环泵12，在进气管5、第三管线8、第四管线9和第五管线10上分别固定安装有阀门。原料气缓冲罐1、第一吸收塔2、第一储罐3和第一冷却器4均为公知公用；通过原料气缓冲罐1、第一吸收塔2、第一储罐3和第一冷却器4，使天然气制氢变压吸附尾气中的二氧化碳与烧碱装置产生的废碱水生产纯碱液的目的，并将纯碱液回收利用至一次盐水工序，具有安全可靠的特点，大大降低了生产成本，同时减少了排放至污水站的废水量，降低了污水站的负荷和处理成本。反应化学式： CO₂ + 2NaOH =Na₂CO₃ + H₂O。

可根据实际需要，对上述天然气制氢变压吸附尾气与废碱液回收利用装置作进一步优化或/和改进：

如附图1所示，在第一储罐3的上方通过支架安装有碱管线13，在碱管线13与第一储罐3的上部之间连接有第一补碱管14，在碱管线13和第一补碱管14上分别固定安装有阀门。这样，便于氯碱工业中烧碱装置产生的废碱水通过碱管线13和第一补碱管14补入第一储罐3中。

如附图1所示，在第一吸收塔2的外侧有第二吸收塔15、第二储罐16和第二冷却器17，在第三管线8与第二储罐16的顶部之间连接有第七管线18，在第二吸收塔15的顶部设有出气端，在第二吸收塔15的出气端上连接有出气管19，在出气管19上固定安装有抽风机20，在第二吸收塔15的下部设有进气端，第一吸收塔2的出气端与第二吸收塔15的进气端通过第二管线7连接在一起，在第二吸收塔15的上部设有进液端，在第二吸收塔15的底部设有出液端，在第二吸收塔15的出液端与第七管线18之间连接有第八管线21，在第四管线9与第二冷却器17的进料端之间连接有第九管线22，第二冷却器17的出料端与第二吸收塔15的进液端通过第十管线23连接在一起，在第四管线9与第二储罐16的下部之间连接有第一出液管24，在第一出液管24上固定安装有阀门，碱管线13与第二储罐16的顶部连接在一起，在第四管线9上固定安装有循环泵12。这样，便于第一吸收塔2与第二吸收塔15串联使用，大大提高了天然气制氢变压吸附尾气中的二氧化碳的吸收率，使排入空气中的气体中基本不含二氧化碳，有效利用了天然气制氢变压吸附尾气和氯碱工业中烧碱装置产生的废碱水，大大降低了生产成本，降低了环境污染。

如附图1所示，在第一吸收塔2的外侧有第三储罐25，第四管线9与第三储罐25的顶部连接在一起，在第二储罐16的顶部与第四管线9之间连接有第十一管线26，在第三储罐25的顶部与碱管线13之间连接有第二补碱管27，在第四管线9与第三储罐25的下部之间连接有第二出液管28，在第二补碱管27、第十一管线26和第二出液管28上分别固定安装有阀门。这样，第三储罐25便于更好的保证了生产的正常运行。

如附图1所示，在第二储罐16的顶部连接有脱盐水管29，在脱盐水管29与第一储罐3的顶部之间连接有第一补盐水管30，在脱盐水管29与第三储罐25的顶部之间连接有第二补盐水管31，在脱盐水管29、第一补盐水管30和第二补盐水管31上分别固定安装有阀门，在脱盐水管29和碱管线13上分别固定安装有流量计。这样，便于通过脱盐水管29分别向第一储罐3、第二储罐16和第三储罐25补充脱盐水，调整碱浓度。

如附图1所示，在第一储罐3的底部连接有第一成品出液管32，在第一成品出液管32上固定安装有成品泵33，在第一储罐3的顶部与第一成品出液管32之间连接有第一回流管34，在第二储罐16的顶部与第一成品出液管32之间连接有第二回流管35，在第三储罐25的顶部与第一成品出液管32之间连接有第三回流管36，在第一成品出液管32与第二储罐16的底部之间连接有第二成品出液管37，在第一成品出液管32与第三储罐25的底部之间连接有第三成品出液管38，在第一成品出液管32、第二成品出液管37、第三成品出液管38、第一回流管34、第二回流管35和第三回流管36上分别固定安装有阀门。这样，便于通过第一成品出液管32向一次盐水工序输入成品纯碱液。

如附图1所示，在第二冷却器17的冷却水进口端上连接有第一循环上水管39，在第二冷却器17的冷却水出口端上连接有第一循环回水管40，在第一循环上水管39与第一循环回水管40之间连接有第一循环水连通管41，在第一循环上水管39与第一冷却器4的冷却水进口端之间连接有第二循环上水管42，在第一循环回水管40与第一冷却器4的冷却水出口端之间连接有第二循环回水管43，在第二循环上水管42与第二循环回水管43之间连接有第二循环水连通管44，在第一循环上水管39、第一循环回水管40、第二循环上水管42和第二循环回水管43上分别固定安装有止逆阀，在第一循环水连通管41和第二循环水连通管44上分别固定安装有阀门。这样，便于通过第一冷却器4和第二冷却器17中的循环水与进入第一吸收塔2和第二吸收塔15物料进行换热，保证能够更好的吸收天然气制氢变压吸附尾气中的二氧化碳。

如附图1所示，在第一吸收塔2和第二吸收塔15上分别固定安装有液位计；或/和，在原料气缓冲罐1、进气管5、第二管线7、第四管线9和第五管线10上分别固定安装有压力表；或/和，在出气管19上固定安装有电磁阀；或/和，在第六管线11和第十管线23上分别固定安装有温度计；或/和，在第五管线10与第六管线11之间连接有第一连通管45，在第九管线22与第十管线23之间连接有第二连通管46，在第一连通管45和第二连通管46上分别固定安装有阀门。这样，液位计、压力表和温度计便于观察液位、压力和温度。

以上技术特征构成了本实用新型的最佳实施例，其具有较强的适应性和最佳实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。

本实用新型最佳实施例的使用过程：工作时，通过脱盐水管29分别向第一储罐3、第二储罐16和第三储罐25中补入脱盐水，通过碱管线13分别向第一储罐3、第二储罐16和第三储罐25补入氯碱工业中烧碱装置产生的废碱水，调整碱浓度，碱液通过第一冷却器4和第二冷却器17分别进入第一吸收塔2和第二吸收塔15中，并从上部向下喷淋；通过进气管5向第一吸收塔2的下部通过天然气制氢变压吸附尾气，天然气制氢变压吸附尾气与向下喷淋下来的碱液逆流接触反应，使天然气制氢变压吸附尾气中的二氧化碳与碱液反应生成纯碱（碳酸钠），反应后的液相流回第一储罐3、第二储罐16和第三储罐25中，没有被吸收的二氧化碳随着天然气制氢变压吸附尾气继续进入第二吸收塔15中，继续与喷淋下来的碱液逆流接触反应，反应后的液相流回第一储罐3、第二储罐16和第三储罐25中继续循环反应，待第一储罐3、第二储罐16和第三储罐25的液相中纯碱达到一定浓度后，通过第一成品出液管32输入一次盐水工序；从第二吸收塔15吸收后的尾气通过抽风机20排出。

Claims

1.一种天然气制氢变压吸附尾气与废碱液回收利用装置，其特征在于包括原料气缓冲罐、第一吸收塔、第一储罐和第一冷却器；在原料气缓冲罐和第一吸收塔的下部分别设有进气端，在原料气缓冲罐和第一吸收塔的顶部分别设有出气端，在原料气缓冲罐的进气端上连接有进气管，原料气缓冲罐的出气端与第一吸收塔的进气端通过第一管线连接在一起，在第一吸收塔的出气端上连接有第二管线；在第一吸收塔的上部设有进液端，在第一吸收塔的底部设有出液端，第一吸收塔的出液端与第一储罐的顶部通过第三管线连接在一起，在第一储罐的下部连接有第四管线，在第四管线与第一冷却器的进料端之间连接有第五管线，第一冷却器的出料端与第一吸收塔的进液端通过第六管线连接在一起，在第五管线上固定安装有循环泵，在进气管、第三管线、第四管线和第五管线上分别固定安装有阀门。

2.根据权利要求1所述的天然气制氢变压吸附尾气与废碱液回收利用装置，其特征在于第一储罐的上方通过支架安装有碱管线，在碱管线与第一储罐的上部之间连接有第一补碱管，在碱管线和第一补碱管上分别固定安装有阀门。

3.根据权利要求2所述的天然气制氢变压吸附尾气与废碱液回收利用装置，其特征在于第一吸收塔的外侧有第二吸收塔、第二储罐和第二冷却器，在第三管线与第二储罐的顶部之间连接有第七管线，在第二吸收塔的顶部设有出气端，在第二吸收塔的出气端上连接有出气管，在出气管上固定安装有抽风机，在第二吸收塔的下部设有进气端，第一吸收塔的出气端与第二吸收塔的进气端通过第二管线连接在一起，在第二吸收塔的上部设有进液端，在第二吸收塔的底部设有出液端，在第二吸收塔的出液端与第七管线之间连接有第八管线，在第四管线与第二冷却器的进料端之间连接有第九管线，第二冷却器的出料端与第二吸收塔的进液端通过第十管线连接在一起，在第四管线与第二储罐的下部之间连接有第一出液管，在第一出液管上固定安装有阀门，碱管线与第二储罐的顶部连接在一起，在第四管线上固定安装有循环泵。

4.根据权利要求3所述的天然气制氢变压吸附尾气与废碱液回收利用装置，其特征在于第一吸收塔的外侧有第三储罐，第四管线与第三储罐的顶部连接在一起，在第二储罐的顶部与第四管线之间连接有第十一管线，在第三储罐的顶部与碱管线之间连接有第二补碱管，在第四管线与第三储罐的下部之间连接有第二出液管，在第二补碱管、第十一管线和第二出液管上分别固定安装有阀门。

5.根据权利要求4所述的天然气制氢变压吸附尾气与废碱液回收利用装置，其特征在于第二储罐的顶部连接有脱盐水管，在脱盐水管与第一储罐的顶部之间连接有第一补盐水管，在脱盐水管与第三储罐的顶部之间连接有第二补盐水管，在脱盐水管、第一补盐水管和第二补盐水管上分别固定安装有阀门，在脱盐水管和碱管线上分别固定安装有流量计。

6.根据权利要求4或5所述的天然气制氢变压吸附尾气与废碱液回收利用装置，其特征在于第一储罐的底部连接有第一成品出液管，在第一成品出液管上固定安装有成品泵，在第一储罐的顶部与第一成品出液管之间连接有第一回流管，在第二储罐的顶部与第一成品出液管之间连接有第二回流管，在第三储罐的顶部与第一成品出液管之间连接有第三回流管，在第一成品出液管与第二储罐的底部之间连接有第二成品出液管，在第一成品出液管与第三储罐的底部之间连接有第三成品出液管，在第一成品出液管、第二成品出液管、第三成品出液管、第一回流管、第二回流管和第三回流管上分别固定安装有阀门。

7.根据权利要求3或4或5所述的天然气制氢变压吸附尾气与废碱液回收利用装置，其特征在于第二冷却器的冷却水进口端上连接有第一循环上水管，在第二冷却器的冷却水出口端上连接有第一循环回水管，在第一循环上水管与第一循环回水管之间连接有第一循环水连通管，在第一循环上水管与第一冷却器的冷却水进口端之间连接有第二循环上水管，在第一循环回水管与第一冷却器的冷却水出口端之间连接有第二循环回水管，在第二循环上水管与第二循环回水管之间连接有第二循环水连通管，在第一循环上水管、第一循环回水管、第二循环上水管和第二循环回水管上分别固定安装有止逆阀，在第一循环水连通管和第二循环水连通管上分别固定安装有阀门。

8.根据权利要求6所述的天然气制氢变压吸附尾气与废碱液回收利用装置，其特征在于第二冷却器的冷却水进口端上连接有第一循环上水管，在第二冷却器的冷却水出口端上连接有第一循环回水管，在第一循环上水管与第一循环回水管之间连接有第一循环水连通管，在第一循环上水管与第一冷却器的冷却水进口端之间连接有第二循环上水管，在第一循环回水管与第一冷却器的冷却水出口端之间连接有第二循环回水管，在第二循环上水管与第二循环回水管之间连接有第二循环水连通管，在第一循环上水管、第一循环回水管、第二循环上水管和第二循环回水管上分别固定安装有止逆阀，在第一循环水连通管和第二循环水连通管上分别固定安装有阀门。

9.根据权利要求3或4或5或8所述的天然气制氢变压吸附尾气与废碱液回收利用装置，其特征在于第一吸收塔和第二吸收塔上分别固定安装有液位计；或/和，在原料气缓冲罐、进气管、第二管线、第四管线和第五管线上分别固定安装有压力表；或/和，在出气管上固定安装有电磁阀；或/和，在第六管线和第十管线上分别固定安装有温度计；或/和，在第五管线与第六管线之间连接有第一回流连通管，在第九管线与第十管线之间连接有第二回流连通管，在第一回流连通管和第二回流连通管上分别固定安装有阀门。

10.根据权利要求6所述的天然气制氢变压吸附尾气与废碱液回收利用装置，其特征在于第一吸收塔和第二吸收塔上分别固定安装有液位计；或/和，在原料气缓冲罐、进气管、第二管线、第四管线和第五管线上分别固定安装有压力表；或/和，在出气管上固定安装有电磁阀；或/和，在第六管线和第十管线上分别固定安装有温度计；或/和，在第五管线与第六管线之间连接有第一回流连通管，在第九管线与第十管线之间连接有第二回流连通管，在第一回流连通管和第二回流连通管上分别固定安装有阀门。

11.根据权利要求7所述的天然气制氢变压吸附尾气与废碱液回收利用装置，其特征在于第一吸收塔和第二吸收塔上分别固定安装有液位计；或/和，在原料气缓冲罐、进气管、第二管线、第四管线和第五管线上分别固定安装有压力表；或/和，在出气管上固定安装有电磁阀；或/和，在第六管线和第十管线上分别固定安装有温度计；或/和，在第五管线与第六管线之间连接有第一回流连通管，在第九管线与第十管线之间连接有第二回流连通管，在第一回流连通管和第二回流连通管上分别固定安装有阀门。