一種有機復(fù)合氣體的低溫噴霧凈化方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種可燃氣體的凈化方法，采用兩級低溫噴霧的凈化，第一級采用?10??10℃的堿性防凍水溶液，除去天然氣中的H2S，汞，水蒸汽，部分C6+烴冷凝液化，進而通過肺仿生氣體凈化系統(tǒng)實現(xiàn)了氣液分離，第二級采用?40???80℃冷液噴霧，使微液滴與天燃氣混合換熱，C3氣體液化。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)專利涉及一種可燃氣體的凈化領(lǐng)域。
技術(shù)介紹
開采出來的天然氣中含有有毒有害的H2S，H2O，CO2，汞蒸汽和具有更高經(jīng)濟價值的C2-C6輕烴，目前所常用的傳統(tǒng)的天然氣凈化方式是分步清除，①H2S使用還原法回收S；②專門的設(shè)備脫水除汞；③C2--C6烴類通過冷井低溫冷凝；④這種分步式凈化分離成本高，凈化效率低，能耗高。④傳統(tǒng)的氫氣回收凈化技術(shù)是，將排出含有固體雜質(zhì)和氣體雜質(zhì)的氫氣，經(jīng)過過濾器除大部分固體雜質(zhì)，進入淋洗塔用水除去氣體雜質(zhì)、氨氣，進入冷卻系統(tǒng)進行熱量交換，氫氣的露點由出爐時43~47℃下降到15℃，氫氣在淋洗過程和冷卻過程中除去90%左右的水份。水份由汽水分離器分離出來。氫氣中剩余的水份進入干燥塔，經(jīng)硅膠和分子篩吸附后，達到需要的露點。最后將凈化后的氫氣循環(huán)使用。除此之外，①常用的天然氣凈化裝置中脫硫、脫水吸收劑再生過程均采用典型的高能耗、低效率的精餾過程，造成凈化裝置能耗高；②凈化裝置工藝參數(shù)設(shè)置不合理造成裝置能耗長期偏離設(shè)計值，如脫硫裝置，為保證凈化氣中酸氣含量滿足要求，采用的吸收劑循環(huán)量過高，使脫硫裝置能耗大幅增加；③天然氣凈化裝置集成度低，能量回收率及梯級利用率低。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利一種有機復(fù)合氣體的低溫噴霧凈化方法，其特征在于：通過單級或多級低溫噴霧可以實現(xiàn)多種氣體的凈化分離，能耗低，效率高。本專利采用兩級低溫噴霧的凈化方法，第一級采用-10--10℃的堿性防凍水溶液，利用噴霧的比表面積大的優(yōu)勢，設(shè)計特殊流道，使得H2S與堿性防凍水溶液反應(yīng)生成Na2S，Na2S在溶液中與汞反應(yīng)生成硫化汞沉淀，其中，在此溫度下，汞蒸汽被冷凝吸附吸收，水蒸氣也被吸附吸收；同時部分C6+烴冷凝液化，與微液滴凝聚，通過肺仿生氣體凈化系統(tǒng)實現(xiàn)氣液分離，液滴在重力作用下回流，多個密封回流池交替使用，靜置后的液化烴類物質(zhì)與水分層，分離；回流防凍堿液，過濾除去硫化汞等固體廢物，降溫后循環(huán)使用。通過第一階段99%的水，及水溶性氣體雜質(zhì)和部分高沸點的烴類被分離凈化，天然氣溫度降至-4--4℃，絕對含濕量小于0.5%。第二級采用-40---80℃冷液噴霧，50-500μm的微液滴在密封腔體內(nèi)與天然氣充分混合換熱，由于比表面積大，換熱效率高，控制在氣液比1:2--1:10，在此情況下，換熱比面積大，氣體溫度被降至-60℃左右時，C3氣體液化。通過和第一級相同分離流程，進行分離，混有C2的天然氣含水量低于0.0001%，可以進一步加壓液化，本專利的這種低溫噴霧法相較于傳統(tǒng)的深低溫冷凝，低溫噴霧法換熱面積大，換熱效率高，不用擔心氣體中二氧化碳和水分子對冷凝器的結(jié)冰堵塞，不需要化冰過程，系統(tǒng)連續(xù)高效運轉(zhuǎn)。附錄說明模型與分析過程具體闡述1)能耗比的計算2)換熱比表面積的計算3)防凍液的選擇具體實施方式現(xiàn)結(jié)合模型計算分析和優(yōu)選實例對本專利技術(shù)專利作進一步說明，以示意的方式說明本專利的基本結(jié)構(gòu)，因此其僅顯示與本專利技術(shù)專利有關(guān)的構(gòu)成。本專利技術(shù)中的可燃氣體（天然氣）的凈化方法，選用特定防凍液，利用氣液反應(yīng)規(guī)律，對混合氣體中的各個成分進行分部凈化，同時實現(xiàn)低能耗高效率。附錄模型與分析過程具體闡述：1.能耗比的計算每小時進風量：V=10000m2；空氣流速：2.77m/s；空氣密度：ρ1=1.29kg/m3；空氣比熱容：c1=1.004KJ/（kg.℃）；新風升溫δｔ1=40℃Q1=c1m1δｔ1=1.004x1.29x10000x40=518064kJ=141.91kw水密度：ρ2=1000kg/m3水比熱容：c2=4.2KJ/（kg.℃）;水降溫：δｔ2=2℃Q2=c2m2δｔ2=4.2x1000xVx2=518064kJ每小時流量為61.67m3水泵電機功率＝流量x揚程÷367.2x1.2÷有效功率（一般在80~90之間）38m揚程下的電機功率為9.01kw可得：消耗的電機功率9.01kw，可以產(chǎn)得熱值為141.91kw，水膜換熱器換熱能耗比高。2. 換熱比表面積的計算：（1）總體積的水變成半徑為的液滴球一個液滴的體積 一立方水總小球個數(shù)為 個一立方水的液滴表面積（2）總體積的水變成半徑為的液滴球一個液滴的體積一立方水總小球個數(shù)為 個一立方水的液滴表面積經(jīng)以上計算，可以得出，隨著加濕水滴小球的直徑的減小，其換熱比面積增大，換熱效率高。3.防凍液的選擇采用標準防凍液：第一級為亞硝酸鈉，氫氧化鈉和乙二醇的水溶液，PH大于13第二級為乙二醇和水，PH=8可用于天然氣凈化，還可以用于VOC的凈化回收，相較于催化氧化燃燒和活性炭吸附，可以實現(xiàn)VOC資源化回收。本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種有機復(fù)合氣體（天然氣）的低溫噴霧凈化方法，其特征在于：采用兩級低溫噴霧的凈化方法，第一級采用?10??10℃的堿性防凍水溶液，第二級采用?40???80℃冷液噴霧。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種有機復(fù)合氣體（天然氣）的低溫噴霧凈化方法，其特征在于：采用兩級低溫噴霧的凈化方法，第一級采用-10--10℃的堿性防凍水溶液，第二級采用-40---80℃冷液噴霧。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種有機復(fù)合氣體（天然氣）的低溫噴霧凈化方法，其特征在于：低溫噴霧法換熱面積大，換熱效率高。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種有機復(fù)合氣體（天...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：彭茜，廖東明，劉翠玲，項鐵麗，陸晨，汪楠，郭濤，張海波，莊文德，于愛平，張懷東，蔡勇，姚新寶，任豪，候言磊，王喜花，熊金強，陳振強，陳璐，韓濤，尤文卿，陳偉，楊德遼，張磊，尹育康，孫學輝，趙云霞，張亮，查磊，羅偉立，吳健，葉斌，沈登海，張德強，李錫銅，王凌，朱永剛，范光輝，馮杰，羅慧紅，朱婷婷，白俊民，
申請(專利權(quán))人：天津霧凈環(huán)保科技有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：天津;12