本發(fā)明屬于煤化工領(lǐng)域，尤其是涉及一種低溫甲醇洗尾氣水洗裝置及其工藝方法。
背景技術(shù)：
低溫甲醇洗工段憑借能耗低、裝置處理能力大等特點(diǎn)，在新建煤化工項(xiàng)目中廣泛應(yīng)用。目前，大型煤化工項(xiàng)目酸性氣脫除工段多采用低溫甲醇洗技術(shù)。隨著環(huán)保要求日益嚴(yán)格，根據(jù)GB31571-2015的要求，低溫甲醇洗尾氣中的甲醇排放不得超過50mg/m3。傳統(tǒng)的低溫甲醇洗尾氣水洗工藝采用的是脫鹽水吸收尾氣中的甲醇，為滿足最新環(huán)保要求，脫鹽水用量大增，同樣直接導(dǎo)致產(chǎn)生大量含甲醇廢水，對應(yīng)的污水處理單元能力也需要提高。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
有鑒于此，本發(fā)明旨在提出一種低溫甲醇洗尾氣水洗裝置，以在實(shí)現(xiàn)低溫甲醇洗尾氣中的甲醇排放小于50mg/m3指標(biāo)的同時(shí)，降低脫鹽水的使用量，進(jìn)而降低含甲醇廢水排放量，減輕污水處理壓力。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：
一種低溫甲醇洗尾氣水洗裝置，包括用管線連接的尾氣水洗塔、甲醇水分離塔、換熱器、甲醇汽提塔和放空筒；所述各管線上均設(shè)有閥門；
所述尾氣水洗塔上端入口連接有脫鹽水源，所述尾氣水洗塔頂部出口與所述放空筒入口連通；所述尾氣水洗塔底部入口連接含甲醇尾氣源，所述尾氣水洗塔底部出口與所述換熱器冷端的入口和甲醇水分離塔入口連通；
所述換熱器冷端出口與所述甲醇汽提塔上端入口連通，所述換熱器熱端入口與所述甲醇?xì)馓崴撞砍隹谶B通；所述換熱器熱端出口與所述尾氣水洗塔上端入口連通；
所述甲醇汽提塔頂部出口與所述放空筒入口連通；所述甲醇汽提塔頂部出口與所述放空筒入口之間的管線，與所述尾氣水洗塔頂部出口與所述放空筒入口之間的管線連通；所述甲醇汽提塔內(nèi)下端設(shè)有再沸器。
進(jìn)一步的，所述尾氣水洗塔底部出口與所述換熱器冷端入口之間的連接管線上設(shè)有壓力泵；所述換熱器冷端出口與所述甲醇汽提塔上端入口之間的連接管線上設(shè)有壓力調(diào)節(jié)閥；所述換熱器熱端入口與所述甲醇汽提塔底部出口之間的連接管線上設(shè)有壓力泵；所述甲醇汽提塔頂部出口與所述放空筒入口之間的管線上設(shè)有真空泵。
進(jìn)一步的，所述真空泵為水環(huán)真空泵。
進(jìn)一步的，所述再沸器入口連接熱源，所述再沸器出口連通熱水管網(wǎng)或煙道。
進(jìn)一步的，所述熱源為溫度在85～95℃的水，或者溫度在95～180℃的煙道氣。
進(jìn)一步的，所述尾氣水洗塔為填料塔；所述尾氣水洗塔上端入口數(shù)量為1個(gè)。
進(jìn)一步的，所述尾氣水洗塔為板式塔；所述尾氣水洗塔上端入口數(shù)量為2個(gè)，分別為第一入口和第二入口；所述第一入口位于所述尾氣水洗塔從上至下的第一塊塔板處，所述第二入口位于所述尾氣水洗塔從上至下的第二塊塔板處；所述第一入口連接所述脫鹽水源，所述第二入口與所述換熱器熱端出口連通。
進(jìn)一步的，所述換熱器為板式換熱器或管殼式換熱器；所述閥門為自動電磁閥。
本發(fā)明的另一目的在于提出一種應(yīng)用如上所述的低溫甲醇洗尾氣水洗裝置的工藝方法，以利用上述水洗裝置，實(shí)現(xiàn)含甲醇尾氣達(dá)標(biāo)排放的同時(shí)降低脫鹽水的使用量。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：
一種應(yīng)用低溫甲醇洗尾氣水洗裝置的工藝方法，包括以下步驟：
(1)含有二氧化碳、氮?dú)夂蜕倭考状嫉牡蜏丶状枷次矚庾晕矚馑此撞窟M(jìn)入尾氣水洗塔，與從尾氣水洗塔的上端進(jìn)入所述尾氣水洗塔的脫鹽水逆流接觸；經(jīng)過脫鹽水洗滌的尾氣從所述尾氣水洗塔頂部排出至放空筒，含有甲醇的廢棄脫鹽水從所述尾氣水洗塔底部出口離開尾氣水洗塔，該廢水分為兩股，一股送至甲醇水分離塔，另一股經(jīng)壓力泵增壓送至換熱器升溫；
(2)經(jīng)所述換熱器升溫的廢水經(jīng)壓力調(diào)節(jié)閥減壓后進(jìn)入甲醇汽提塔汽提處理；甲醇汽提塔中的氣相從塔頂排出經(jīng)真空泵增壓后排至排氣管，與所述尾氣水洗塔中經(jīng)脫鹽水洗滌的尾氣混合，并一起送至放空筒；甲醇汽提塔塔底的貧液一股送至換熱器降溫，另一股經(jīng)塔底的再沸器加熱再沸后返回甲醇汽提塔；
(3)經(jīng)過換熱器降溫的貧液經(jīng)加壓后從所述尾氣水洗塔中上部進(jìn)入尾氣水洗塔，與脫鹽水一起與從所述尾氣水洗塔底部進(jìn)入的低溫甲醇洗尾氣逆流接觸，開始下一個(gè)工作循環(huán)。
優(yōu)選的，所述步驟(1)中送至甲醇水分離塔的廢水和送至換熱器的廢水體積比為1:4。
步驟(1)中，含有二氧化碳、氮?dú)夂蜕倭考状嫉牡蜏丶状枷次矚?甲醇體積含量為0.01％)，其低溫甲醇洗工段溫度在-40℃左右，待該尾氣進(jìn)入尾氣水洗塔時(shí)溫度已達(dá)到20-30℃，但該尾氣在尾氣水洗塔中與脫鹽水逆流接觸后從尾氣水洗塔塔頂排出時(shí)溫度降至15-18℃。
步驟(2)中，廢水進(jìn)入換熱器的冷端經(jīng)換熱器升溫至50-60℃，升溫的目的是該廢水要送甲醇汽提塔，而甲醇汽提塔操作溫度較高，升溫相當(dāng)于對廢水預(yù)熱，預(yù)熱后的廢水汽提效果好。從換熱器升溫出來后的廢水經(jīng)壓力調(diào)節(jié)閥加壓至70-80kpaA，以降低甲醇的沸點(diǎn)，方便后續(xù)再沸器中采用低溫?zé)崴?85-95℃)或者溫度在95-180℃之間的其他工藝介質(zhì)(比如煙道氣或采暖水)作為加熱介質(zhì)，減低能源消耗。甲醇汽提塔中的氣相從塔頂排出經(jīng)真空泵增壓至130kpaA，該氣相溫度為50℃左右，與尾氣水洗塔頂部排出的尾氣混合后混合氣體的溫度接近常溫，可避免尾氣水洗塔中排出的尾氣在飽和狀態(tài)下遇到濕度比較大的天氣可能造成空氣中水汽凝結(jié)問題(凝結(jié)在放空筒壁上)。甲醇汽提塔中的氣相組成為二氧化碳、氮?dú)?、甲醇和水蒸氣，其中甲醇含量?5mg/m3，水蒸氣體積含量在1％左右。甲醇汽提塔塔底的貧液進(jìn)入換熱器的熱端，該貧液中甲醇含量低至75ppm。
步驟(3)中，經(jīng)過換熱器降溫的貧液加壓至0.4MpaA后從所述尾氣水洗塔中上部進(jìn)入尾氣水洗塔。
相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明所述的一種低溫甲醇洗尾氣水洗裝置具有以下優(yōu)勢：
本發(fā)明所述的一種低溫甲醇洗尾氣水洗裝置，由于設(shè)置了尾氣水洗塔、換熱器和甲醇汽提塔，可降低進(jìn)入裝置的尾氣甲醇含量，同時(shí)將部分甲醇汽提塔底的貧液返回尾氣水洗塔作為洗滌液的一部分，可減少整個(gè)裝置中脫鹽水的使用量，進(jìn)而降低含甲醇廢水排放量。此外，將從尾氣水洗塔頂部排出的尾氣和從甲醇?xì)馓崴敳颗懦龅臍怏w混合排放，可避免從尾氣水洗塔頂部排出的尾氣單獨(dú)排放可能造成的空氣中水汽凝結(jié)問題，同時(shí)有效利用了從甲醇?xì)馓崴敳颗懦龅臍怏w中的熱量。
相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明所述的一種應(yīng)用低溫甲醇洗尾氣水洗裝置的工藝方法具有以下優(yōu)勢：
(1)通過減壓汽提含甲醇廢水得到甲醇濃度很低的貧液，送至尾氣水洗塔作為洗滌水，降低了低溫甲醇洗裝置的脫鹽水消耗；
(2)該方法尾氣水洗塔送甲醇水分離塔的含醇水大大減少，降低了甲醇水分離塔的操作負(fù)荷，同時(shí)甲醇水分離塔塔底的廢水量也隨之大大減少；
(3)傳統(tǒng)低溫甲醇洗尾氣經(jīng)水洗后溫度很低，造成夏天操作尾氣排放筒內(nèi)大量水凝結(jié)，尾氣放空筒積液嚴(yán)重，該流程下甲醇汽提塔頂尾氣溫度較高，和尾氣水分離塔塔頂?shù)奈矚饣旌虾蠼咏?，尾氣放空時(shí)不會造成空氣中水汽凝結(jié)；
(4)將煤化工裝置大量的低位熱(低溫?zé)崴驘煹罋獾?引入再沸器作為熱源，可實(shí)現(xiàn)整個(gè)煤化工生產(chǎn)中的余熱利用，節(jié)省能源。
附圖說明
構(gòu)成本發(fā)明的一部分的附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中：
圖1為本發(fā)明實(shí)施例所述的一種低溫甲醇洗尾氣水洗裝置的簡單示意圖。
附圖標(biāo)記：
1-尾氣水洗塔；2-甲醇水分離塔；3-換熱器；4-甲醇汽提塔；5-放空筒；6-脫鹽水源；7-含甲醇尾氣源；8-再沸器；9-壓力泵；10-真空泵。
具體實(shí)施方式
除非另外說明，本文中所用的術(shù)語均具有本領(lǐng)域技術(shù)人員常規(guī)理解的含義，為了便于理解本發(fā)明，將本文中使用的一些術(shù)語進(jìn)行了下述定義。
所有的數(shù)字標(biāo)識，例如pH、溫度、時(shí)間、濃度，包括范圍，都是近似值。要了解，雖然不總是明確的敘述所有的數(shù)字標(biāo)識之前都加上術(shù)語“約”。同時(shí)也要了解，雖然不總是明確的敘述，本文中描述的試劑僅僅是示例，其等價(jià)物是本領(lǐng)域已知的。
下面結(jié)合實(shí)施例來詳細(xì)說明本發(fā)明。
如圖1所示，一種低溫甲醇洗尾氣水洗裝置，包括用管線連接的尾氣水洗塔1、甲醇水分離塔2、換熱器3、甲醇汽提塔4和放空筒5；所述各管線上均設(shè)有閥門；
所述尾氣水洗塔1上端入口連接有脫鹽水源6，所述尾氣水洗塔1頂部出口與所述放空筒5入口連通；所述尾氣水洗塔1底部入口連接含甲醇尾氣源7，所述尾氣水洗塔1底部出口與所述換熱器3冷端的入口和甲醇水分離塔2入口連通；
所述換熱器3冷端出口與所述甲醇汽提塔4上端入口連通，所述換熱器3熱端入口與所述甲醇汽提塔4底部出口連通；所述換熱器3熱端出口與所述尾氣水洗塔1上端入口連通；
所述甲醇汽提塔4頂部出口與所述放空筒5入口連通；所述甲醇汽提塔4頂部出口與所述放空筒5入口之間的管線，與所述尾氣水洗塔1頂部出口與所述放空筒5入口之間的管線連通；所述甲醇汽提塔4內(nèi)下端設(shè)有再沸器8。
所述尾氣水洗塔1底部出口與所述換熱器3冷端入口之間的連接管線上設(shè)有壓力泵9；所述換熱器3冷端出口與所述甲醇汽提塔4上端入口之間的連接管線上設(shè)有壓力調(diào)節(jié)閥；所述換熱器3熱端入口與所述甲醇汽提塔4底部出口之間的連接管線上設(shè)有壓力泵9；所述甲醇汽提塔4頂部出口與所述放空筒5入口之間的管線上設(shè)有真空泵10。
所述真空泵10為水環(huán)真空泵。
所述再沸器8入口連接熱源，所述再沸器8出口連通熱水管網(wǎng)或煙道。
所述熱源為溫度在90℃的水。
所述尾氣水洗塔1為板式塔；所述尾氣水洗塔1上端入口數(shù)量為2個(gè)，分別為第一入口和第二入口；所述第一入口位于所述尾氣水洗塔1從上至下的第一塊塔板處，所述第二入口位于所述尾氣水洗塔1從上至下的第二塊塔板處；所述第一入口連接所述脫鹽水源6，所述第二入口與所述換熱器3熱端出口連通。
所述換熱器3為板式換熱器；所述閥門為自動電磁閥。
應(yīng)用上述裝置的工藝方法，包括以下步驟：
(1)含有二氧化碳、氮?dú)夂蜕倭考状?甲醇體積含量為0.01％)的低溫甲醇洗尾氣(尾氣溫度25℃)自尾氣水洗塔1底部入口進(jìn)入所述尾氣水洗塔1，與所述從尾氣水洗塔1的上端進(jìn)入所述尾氣水洗塔1的脫鹽水逆流接觸；經(jīng)過脫鹽水洗滌的尾氣(溫度16℃)從所述尾氣水洗塔1頂部排出至放空筒5，含有甲醇的廢棄脫鹽水從所述尾氣水洗塔1底部出口離開尾氣水洗塔1，該廢水分為兩股，一股(占廢水量體積的1/5)送至甲醇水分離塔2，另一股(占廢水量體積的4/5)經(jīng)壓力泵9增壓送至換熱器3升溫；
(2)經(jīng)所述換熱器3升溫的廢水達(dá)到溫度55℃后，經(jīng)壓力調(diào)節(jié)閥減壓至76kpaA后進(jìn)入甲醇汽提塔4汽提處理；甲醇汽提塔4中的含有二氧化碳、氮?dú)狻⒓状己退魵?甲醇含量為35mg/m3，水蒸氣體積含量為0.97％)，溫度為50℃的氣相從塔頂排出，經(jīng)真空泵10增壓至130kpaA后排至排氣管，與所述尾氣水洗塔1中經(jīng)脫鹽水洗滌的尾氣混合，并一起送至放空筒5；甲醇汽提塔4塔底的貧液(甲醇含量為75ppm)一股送至換熱器3降溫，另一股經(jīng)塔底的再沸器8加熱再沸后返回甲醇汽提塔4；
(3)經(jīng)過換熱器3溫的貧液經(jīng)加壓后從所述尾氣水洗塔1的第二塊塔板進(jìn)入尾氣水洗塔1，與脫鹽水一起與從所述尾氣水洗塔1底部進(jìn)入的低溫甲醇洗尾氣逆流接觸，開始下一個(gè)工作循環(huán)。
經(jīng)檢測，采用以上水洗裝置和工藝方法，排至放空筒的尾氣甲醇含量低于50mg/m3，脫鹽水使用量相比原來可減少70％。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。