专利汇可以提供一种低功耗CO深冷分离系统及其分离方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种低功耗CO深冷分离系统,包括脱 碳 气 净化 单元、深冷分离单元、PSA制氢单元、解析气 压缩机 单元和循环压缩机单元,还公开了一种低功耗CO深冷分离系统的分离方法,具有 脱碳 气净化、冷凝分离脱氢、精馏塔、循环压缩机、PSA制氢和解析气压缩机的工艺步骤。本发明的有益效果是:采用富氢尾气或净化气做再生气,确保PSA制氢单元的解析气不含 水 和CO2;通过单独设置解析气换热通道和低温分离器,大幅降低解析气压缩机的功耗;采用氮气循环压缩机代替效率较低的CO循环压缩机,降低循环压缩机的功耗,还能够缩短装置的启动时间、减少启动阶段的放空量;能耗低、启动快、投资省、排放少,具有良好的经济效益和环保效益。,下面是一种低功耗CO深冷分离系统及其分离方法专利的具体信息内容。
1.一种低功耗CO深冷分离系统,其特征在于:包括脱碳气净化单元(1)、深冷分离单元(11)、PSA制氢单元(8)、解析气压缩机单元(9)和循环压缩机单元(10);
所述的脱碳气净化单元(1)包括脱碳气流道A和再生气流道B,脱碳气A的入口连接在脱碳气储存器上,再生气流道B的出口经开关阀门后连接在富氢尾气储存器上;
所述的深冷分离单元(11)包括板式换热器(2)、净化气低温分离器(3)、解析气低温分离器(4)、低温闪蒸罐(5)、精馏塔(6)和塔顶冷凝器(7),板式换热器(2)中设置有流道Ⅰ、流道Ⅱ、流道Ⅲ、流道Ⅳ、流道Ⅴ、流道Ⅵ、流道Ⅶ、流道Ⅷ和流道Ⅸ,脱碳气流道A出口与板式换热器(2)的流道Ⅲ相连后连接在净化器低温分离气(3)的中部入口上,净化气低温分离器(3)顶部和底部分别设置有顶部出口和底部出口,净化器低温分离器顶部出口与板式换热器(2)的流道Ⅳ相连后连接在再生气流道B的入口上,净化气低温分离器(3)底部出口经减压阀门V1后连接在低温闪蒸罐(5)的中部入口上;
低温闪蒸罐(5)上开有顶部出口和底部出口,低温闪蒸罐顶部出口经板式换热器(2)流道Ⅱ后连接在闪蒸气储存器上,闪蒸气储存器入口处设置有开关阀门,低温闪蒸器底部出口经减压阀门V4后连接在精馏塔(6)中部入口上,精馏塔(6)上开有顶部出口、上部出口和底部出口,精馏塔顶部出口经板式换热器(2)流道Ⅰ后连接在富氮尾气储存器上,在板式换热器(2)流道Ⅰ和富氮尾气储存器相连的管道上设置有开关阀门,精馏塔底部出口经减压阀门V5后再与板式换热器(2)流道Ⅶ入口相连,板式换热器(2)流道Ⅶ出口连接在CO产品储存器上,精馏塔上部出口连接在塔顶冷凝器(7)上;
塔顶冷凝器(7)包括入口E、入口F、出口G和出口H,精馏塔上部出口连接在冷凝器(7)入口F上,冷凝器(7)的出口G连接在精馏塔(6)上部的入口上;
还包括液氮储存器,液氮储存器经减压阀门V7后连接在冷凝器(7)入口E上,冷凝器(7)出口H经板式换热器(2)流道Ⅷ后连接在循环压缩机单元(10)入口上,循环压缩机单元(10)的出口与板式换热器(2)的流道Ⅸ入口相连,板式换热器(2)流道Ⅸ出口通过管道连接在减压阀门V6和冷凝器(7)入口E相连的管道上;
在净化气低温分离器(3)的顶部出口和板式换热器(2)流道Ⅳ相连的管道上开有分支管,该分支管经减压阀门V2后连接在板式换热器(2)流道Ⅴ的入口上,板式换热器(2)流道Ⅴ出口连接在PSA制氢单元(8)的入口上,PSA制氢单元(8)上开有出口C和出口D,PSA制氢单元(8)出口C连接在氢气产品储存器上,PSA制氢单元(8)出口D经解析气压缩机单元(9)后连接在板式换热器(2)流道Ⅵ进口上,板式换热器(2)流道Ⅵ出口连接在解析气低温分离器(4)中部入口上,解析气低温分离器(4)开有顶部出口和底部出口,解析气低温分离器(4)顶部出口通过管道连接在减压阀门V2和板式蒸发器(2)流道Ⅴ入口相连的管道上,解析气低温分离器(4)底部出口经减压阀门V3后连接在减压阀门V1和低温闪蒸器(5)中部入口相连的管道上。
2.根据权利要求1所述的一种低功耗CO深冷分离系统,其特征在于:所述的低温闪蒸罐(5)为一次分离型或蒸发汽提型。
3.根据权利要求1所述的一种低功耗CO深冷分离系统,其特征在于:所述的循环压缩机单元(10)为离心式或活塞式压缩机。
4.根据权利要求1所述的一种低功耗CO深冷分离系统,其特征在于:所述的解析气压缩机单元(9)为离心式或螺杆式压缩机。
5.根据权利要求1所述的一种低功耗CO深冷分离系统,其特征在于:所述的解析气压缩机单元(9)和循环压缩机单元(10)为电机驱动或汽轮机“一拖二”驱动。
6.根据权利要求1 5任意一项所述的一种低功耗CO深冷分离系统的分离方法,其特征~
在于:包括以下步骤:
S1、脱碳气储存器中装有脱碳气,脱碳气中含水、甲醇和CO2杂质,脱碳气进入脱碳气净化单元(1)中被脱除水、甲醇和CO2杂质,变为净化气,净化气进入板式换热器(2)流道III被冷却为气相净化气和液相净化气,气相净化气和液相净化气一起进入净化气低温分离器(3)分离,分离后的液相净化气从净化气低温器(3)的底部出口进入低温闪蒸罐(5)中,分离后的气相净化气分为两股,一股返回至板式换热器(2)流道Ⅳ复热至常温后进入脱碳气净化单元(1)工作后,最终被富氢尾气储存器收集,另一股气相返回至板式换热器(2)流道V复热至常温后进入PSA制氢单元(8)中,作为PSA制氢单元(8)的原料气,在PSA制氢单元(8)作用下,原料气变为氢气产品和解析气,氢气产品经PSA制氢单元(8)出口C流出后被氢气产品储存器收集,解析气经解析气压缩机(9)压缩后再进入板式换热器(2)流道Ⅵ被冷却,冷却后的解析气进入解析气低温分离器(4)进行分离,分离后的气相解析气和净化气低温器(3)顶部出口的部分净化气混合,一起进入板式换热器(2)的流道V复热,分离后的液相解析气从解析气低温分离器(4)的底部出口进入低温闪蒸罐(5)中;
S2、液相净化气进入低温闪蒸罐(5)中后进行第二次分离,分离后变为气相闪蒸气和液相闪蒸气,气相闪蒸气通过板式换热器(2)流道II复热至常温后被闪蒸气储存器收集,液相闪蒸气被经减压阀门V4减压后送至精馏塔(6)中部,经过精馏塔(6)精馏,精馏塔(6)精馏后得到富氮尾气和CO液体,富氮尾气分为两股,一股富氮尾气返回至板式换热器(2)流道I复热至常温后被富氮尾气储存器收集,另一股富氮尾气通过入口F连接在塔顶冷凝器(7)上,在塔顶冷凝器(7)中被冷凝后从出口G引出,回流至精馏塔(6)的上部入口,CO液体经减压阀门V5减压后返回至板式换热器(2)流道VII复热至常温后被CO产品储存器收集;
S3、液氮储存器中的液氮通过减压阀门V7后经过入口E进入塔顶冷凝器(7),液氮在塔顶冷凝器(7)中被部分气化,液氮中的冷量用于冷却通过入口F进入塔顶冷冷器(7)中的富氮尾气,气化后的氮气经板式换热器(2)流道VIII复热至常温后,再进入循环压缩机单元(10)压缩变成中压氮气,该中压氮气经板式换热器(2)流道Ⅸ、减压阀门V6后与液氮储存器流出的液氮相混合,混合后再一起进入塔顶冷凝器(7)中实现循环。
7.根据权利要求6所述的一种低功耗CO深冷分离系统的分离方法,其特征在于:所述的解析气压缩机单元(9)的排气压力在2.5 4.0MPa.G之间。
~
8.根据权利要求6所述的一种低功耗CO深冷分离系统的分离方法,其特征在于:所述的解析气压缩机(9)和解析气低温分离器(4)之间设置有板式换热器(2)的流道VI,该流道VI为单独的解析气换热流道。
9.根据权利要求6所述的一种低功耗CO深冷分离系统的分离方法,其特征在于:所述的循环压缩机单元(10)的压缩介质为氮气,进口压力在0.05 0.5MPa.G之间,排气压力在0.6~ ~
3.5MPa.G之间。
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