专利名称：一种电石炉尾气、黄磷尾气用变温、变压吸附方法净化后制甲醇、二甲醚装置尾气回收方法
技术领域：
本发明涉及一种电石炉尾气、黄磷尾气制甲醇、二甲醚装置尾气回收方法，属于化工技术领域。
背景技术：
目前，有不少企业利用电石炉尾气、黄磷尾气为燃料用于锅炉或直接发电，也有企业净化提纯一氧化碳用于生产有机化工产品。在尾气的利用过程中，新产生的含硫、磷、砷等氧化物的废气又排向了大气，因此只是减少了二氧化碳的排放，却没有彻底解决环境污染问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种全系统废气综合利用的新方法，使电石炉尾气、黄磷尾气的利用更彻底、更环保，清洁生产同时进一步降低产品成本。本发明解决其技术问题所采用为下述技术方案
一种电石炉尾气、黄磷尾气用变温、变压吸附方法净化后制甲醇、二甲醚装置尾气回收方法，主要包括下述步骤
(1)设置以多种废气为燃料的尾气焚烧余热回收装置，产生蒸汽提供给甲醇、二甲醚装置；尾气焚烧余热回收装置包括燃烧炉(内含燃烧器)、蒸汽发生器、汽包、空气预热器、除氧器；
(2)通过低压废气管网回收装置变温吸附和变压吸附废气，通过高压废气管网回收甲醇合成闪蒸汽和二甲醚放空气，将不同压力的废气调压后进入一个废气缓冲罐，缓冲后经过水封送至燃烧器进行焚烧；或是将压力低的变温吸附和变压吸附废气经过水封后进入低压燃烧器进行焚烧，甲醇合成闪蒸汽、二甲醚放空气以及原料尾气经过一个水封后进入高压燃烧器进行焚烧；
(3)在刚开始开工以及系统不稳定时候，用原料尾气作为启动燃料以及补充燃料；
(4)全部废气燃烧产生的蒸汽供生产使用，当生产用蒸汽有富裕时，富裕蒸汽用于螺杆膨胀机发电提供给装置使用；
(5)尾气焚烧余热回收装置的排放烟气采用双碱法脱除其中硫、磷、砷氧化物，使烟气达标排放。作为优选，本发明步骤2所述的低压废气的压力范围为10_20KPa，高压废气的压力范围为0. 3-0. 5MPa。进一步的，本发明优选将装置不同压力、不同气量的废气全部收集用于尾气焚烧余热回收装置的燃料。进一步的，步骤2中根据装置废气压力的差异，分高压和低压管网分别收集，同时提供两种配气燃烧方式，第一种是将不同压力的废气调压后进入一个废气缓冲罐，缓冲后经过水封送至燃烧器进行焚烧；第二种是高压废气进高压燃烧器进行焚烧，低压废气进低压燃烧器进行焚烧。其中第一种配气燃烧方式是不同废气分三根管线进入废气缓冲罐，第一根是变温吸附和变压吸附废气稳压后进入废气缓冲罐；第二根是压力高的甲醇合成闪蒸汽和二甲醚放空气经过调压降低压力后进入废气缓冲罐；第三根是原料尾气调压后进入废气缓冲罐作为补充燃料气，各种废气在废气缓冲罐里混合后稳压送出，经过水封再进入燃烧器进行焚烧。
第二种配气燃烧方式是甲醇合成闪蒸汽和二甲醚放空气用调节阀调压后进高压燃烧器进行焚烧，变温吸附和变压吸附废气以及原料尾气微调压后进入低压燃烧器进行焚烧。
进一步的，本发明步骤5中采用的脱硫剂为NaOH和Ca(OH)2或CaO。本发明设置的尾气焚烧余热回收装置需满足甲醇装置开车工况以及甲醇和二甲醚装置正常工况的用气要求，产生1. 0-4. OMpa (G)的饱和蒸汽或过热蒸汽。本发明在刚开工阶段无装置废气产生可供作为尾气焚烧余热回收装置燃料，这时用增压泵加压后的原料气做燃料；同时在装置运行不正常、负荷波动大的时候，原料气作为补充燃料以解决废气气量不稳定的问题。本发明全部废气燃烧产生的蒸汽供生产使用，当生产用蒸汽有富裕时，富裕蒸汽用于螺杆膨胀机发电提供给装置使用；
本发明采用双碱法脱硫、磷、砷等氧化物的原理，即NaOH和Ca (OH) 2或CaO为脱硫剂，在脱硫过程中，价格较高的NaOH只起到过渡的作用，在整个运行过程中理论不消耗，只消耗比较廉价的&(0!1)2或010，而且水可以循环利用，有效降低了设备运行费用。脱除过程烟气中的硫、磷、砷等氧化物被NaOH水溶液吸收，生成相应的钠盐。钠盐再与Ca(OH)2或&0 反应还原NaOH和钙盐，此混合液进入离心分离装置进行分离，分离后的固渣排出系统，清液继续循环使用。与现有技术相比，本发明的有益效果是
本发明提出了电石炉尾气、黄磷尾气制甲醇、二甲醚装置尾气回收利用的完整方案，解决了目前企业在尾气的利用过程中，新产生的含硫、磷、砷等氧化物的废气又排向了大气， 只是减少了二氧化碳的排放，却没有彻底解决环境污染的问题。本发明实现了真正的清洁生产，对装置废气利用再产生的废气完全利用，同时产生很好的经济效应，降低装置运行成本，从而降低产品成本。
图1是本发明实施例1的流程示意图，图2是本发明实施例2的流程示意图。图1中，Vl是废气缓冲罐，V2是水封，Xl是燃烧器，Fl是尾气焚烧余热回收装置，Sl是双碱法烟气净化系统，1是低压管网(变温和变压吸附废气)，2是高压管网(甲醇合成闪蒸气和二甲醚放空气)，3是原料尾气，4是混合气，5是烟气，6是达标排放气，7是含硫、 磷、砷盐的固渣。图2中，VI、V2是水封，Xl是低压燃烧器，X2是高压燃烧器，Fl是尾气焚烧余热回收装置，Sl是双碱法烟气净化系统，1是低压管网(变温和变压吸附废气)，2是高压管网(甲醇合成闪蒸气)，3是原料尾气，4是混合气，5是烟气，6是达标排放气，7是含硫、磷、砷盐的固渣。
具体实施例方式下面结合具体实施方式
对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于下述实施例。在不脱离本发明上述技术思想情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更，均包括在本发明的范围内。实施例1(见图1)
本实施例为电石炉尾气制8万吨/年甲醇、5万吨/年二甲醚装置尾气回收方法，主要包括下述步骤
(1)设置以多种废气为燃料的尾气焚烧余热回收装置，产生蒸汽提供给甲醇、二甲醚装置。设置10吨/小时尾气焚烧余热回收装置需满足甲醇装置开车工况以及甲醇和二甲醚装置正常工况的用气要求，产生1. 0-4. OMpa (G)的饱和蒸汽。(2)通过低压废气管网回收装置变温吸附和变压吸附废气，通过高压废气管网回收甲醇合成闪蒸汽和二甲醚放空气。将不同压力的废气调压或稳压后分三根管线进入一个废气缓冲罐，缓冲后经过水封送至燃烧器进行焚烧。其配气燃烧步骤如下
第一根管线变温吸附和变压吸附废气进入低压废气管网，管网压力约 15KPa，稳压进入废气缓冲罐。其气量为3300Nm3/h，组成为(vol%) C0:30、CO2 12、H2 20、CH4: 3、 N2+Ar 32，总硫1，磷、砷等微量。第二根管线甲醇合成闪蒸汽和二甲醚放空气属于高压废气，进入高压废气管网前用调节阀调到同一压力0. 35MI^后进入高压废气管网，高压废气管网在进入废气缓冲罐前调压至 12KPa进入废气缓冲罐。其气量为300Nm3/h，组成为(vol CO: 12. 5、CO2:26、 H2 :43, CH4:4. 5、N2+Ar:14，甲醇、甲酯微量。第三根管线原料尾气调压后进入废气缓冲罐作为补充燃料气。其气量根据需要补充的燃气量定，组成为(volCO :79, CO2: 5、H2 :4、CH4 1、N2+Ar: 10. 7，总硫0· 3，
磷、砷等微量。各种废气在废气缓冲罐里混合后稳压送出，压力约lOKPa，经过水封再进入燃烧炉燃烧。(3)在刚开始开工以及系统不稳定时候，用原料尾气作为启动燃料以及补充燃料。在刚开工阶段，无装置废气产生可供作为尾气焚烧余热回收装置燃料，这时用一根管线送废气缓冲罐做燃料，所需气量约700Nm3/h。在装置运行起来，开始产生废气后，作为燃料的原料尾气逐渐减少直至不再补充做燃料。在装置运行不正常、负荷波动大的时候，原料气也用于作为补充燃料以解决废气气量不稳定的问题。(4)全部废气燃烧产生的蒸汽供生产使用，当生产用蒸汽有富裕时，富裕蒸汽用于螺杆膨胀机发电提供给装置使用。生产精甲醇时尾气焚烧余热回收装置产生9吨/小时、压力1. 6MPa的饱和蒸汽，系统供热平衡，刚好满足生产需要；生产二甲醚产品时尾气焚烧余热回收装置负荷只有 1. 5吨/小时，这时多余的7. 5吨饱和蒸汽用于螺杆膨胀机发电，发电量为800 kw. h,所发的电直接用于装置本身。(5)尾气焚烧余热回收装置的排放烟气采用双碱法脱除其中硫、磷、砷等氧化物， 使烟气达标排放。尾气焚烧余热回收装置的排放烟气量约为17700m3/h，温度约180°C，用引风机引入洗涤吸收塔，脱除焚烧烟气中S02、p205以及S^O3等氧化物，洗涤液中的NaOH和氧化物反应生成各种钠盐，含钠盐的洗涤液再和CaO或Ca (OH)2,进行再生反应，各种有害杂质以硫酸盐、磷酸盐、砷酸盐等形态固化，便于生产企业处理，可销售给需要的水泥厂家或送危化中心；同时烟尘达标排放，不产生新的三废问题。实施例2 (见图2)
本实施例为黄磷尾气制10万吨/年甲醇装置尾气回收方法，主要包括下述步骤 (1)设置以多种废气为燃料的尾气焚烧余热回收装置，产生蒸汽提供给甲醇装置。设置12吨/小时尾气焚烧余热回收装置需满足甲醇装置开车工况以及正常工况的用气要求，产生1. 0-4. OMpa (G)的饱和蒸汽。(2)通过低压废气管网回收装置变温吸附和变压吸附废气，通过高压废气管网回收甲醇合成闪蒸汽。其配气燃烧步骤如下
甲醇合成闪蒸汽调压至0. 1-1.0 Mpa进入高压燃气管网，再用调节阀调压稳压至10-50 Iffa后再经过水封进入高压燃烧器进行焚烧。其气量为180Nm3/h，组成为(Vol%)C0:5、C02 :40, H2 :25、CH4:5、02:5、N2+Ar:20，甲醇、甲酯微量。变温吸附和变压吸附废气以及原料尾气属于低压废气，微调压至8-12 Iffa后经过水封再进入低压燃烧器进行焚烧。其气量为3960Nm3/h，组成为(VOl%)C0:39、(X)2 :10、 H2:27、CH4:3、队+Ar: 18，总硫3，磷0.2、砷微量。(3)在刚开始开工以及系统不稳定时候，用原料尾气作为启动燃料以及补充燃料。在刚开工阶段，无装置废气产生可供作为尾气焚烧余热回收装置燃料，这时经过初步净化后的原料尾气用增压泵加压后作为开车初期所需燃料，送低压燃烧器进行焚烧， 所需气量约850Nm3/h。在装置运行起来，开始产生废气后，作为燃料的原料尾气逐渐减少直至不再补充做燃料。在装置运行不正常、负荷波动大的时候，原料气也用于作为补充燃料以解决废气气量不稳定的问题。(4)全部废气燃烧产生的蒸汽供生产使用，当生产用蒸汽有富裕时，富裕蒸汽用于螺杆膨胀机发电提供给装置使用。生产甲醇时尾气焚烧余热回收装置产生11吨/小时、压力1.6ΜΙ^的饱和蒸汽，系统供热基本平衡，当装置减少负荷运行时，多余的黄磷尾气在经过初步净化后仍可送尾气焚烧余热回收装置做燃料，装置富裕的饱和蒸汽用于螺杆膨胀机发电，所发的电直接用于装置本身或上网。(5)尾气焚烧余热回收装置的排放烟气采用双碱法脱除其中硫、磷、砷等氧化物， 使烟气达标排放。尾气焚烧余热回收装置的排放烟气量约为22000m3/h，温度约180°C，用引风机引入洗涤吸收塔，脱除焚烧烟气中S02、p205以及S^O3等氧化物，洗涤液中的NaOH和氧化物反应生成各种钠盐，含钠盐的洗涤液再和CaO或Ca (OH)2,进行再生反应，各种有害杂质以硫酸盐、磷酸盐、砷酸盐等形态固化，便于生产企业处理，可销售给需要的水泥厂家或送危化中心；同时烟尘达标排放，不产生新的三废问题。
权利要求
1.一种电石炉尾气、黄磷尾气用变温、变压吸附方法净化后制甲醇、二甲醚装置尾气回收方法，主要包括下述步骤(1)设置以多种废气为燃料的尾气焚烧余热回收装置，产生蒸汽提供给甲醇、二甲醚装置；尾气焚烧余热回收装置包括燃烧炉(内含燃烧器)、蒸汽发生器、汽包、空气预热器、除氧器；(2)通过低压废气管网回收装置变温吸附和变压吸附废气，通过高压废气管网回收甲醇合成闪蒸汽和二甲醚放空气，将不同压力的废气调压后进入一个废气缓冲罐，缓冲后经过水封送至燃烧器进行焚烧；或是将压力低的变温吸附和变压吸附废气经过水封后进入低压燃烧器进行焚烧，甲醇合成闪蒸汽、二甲醚放空气以及原料尾气经过水封后进入高压燃烧器进行焚烧；(3)在刚开始开工以及系统不稳定时候，用原料尾气作为启动燃料以及补充燃料；(4)全部废气燃烧产生的蒸汽供生产使用，当生产用蒸汽有富裕时，富裕蒸汽用于螺杆膨胀机发电提供给装置使用；(5)尾气焚烧余热回收装置的排放烟气采用双碱法脱除其中硫、磷、砷氧化物，使烟气达标排放。
2.根据权利要求1所述的方法，其中步骤2所述的低压废气的压力范围为10-20KPa， 高压废气的压力范围为0. 3-0. 5MPa。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于将装置不同压力、不同气量的废气全部收集用于尾气焚烧余热回收装置的燃料。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤2中根据装置废气压力的差异，分高压和低压管网分别收集，同时提供两种配气燃烧方式，第一种是将不同压力的废气调压后进入一个废气缓冲罐，缓冲后经过一个水封送至燃烧器进行焚烧；第二种是高压废气进高压燃烧器进行焚烧，低压废气进低压燃烧器进行焚烧。
5.根据权利要求4所述的方法，其中第一种配气燃烧方式是不同废气分三根管线进入废气缓冲罐，第一根是变温吸附和变压吸附废气稳压后进入废气缓冲罐；第二根是压力高的甲醇合成闪蒸汽和二甲醚放空气经过调压降低压力后进入废气缓冲罐；第三根是原料尾气调压后进入废气缓冲罐作为补充燃料气，各种废气在废气缓冲罐里混合后稳压送出，经过水封再进入燃烧器进行焚烧。
6.根据权利要求4所述的方法，其中第二种配气燃烧方式是甲醇合成闪蒸汽和二甲醚放空气用调节阀调压后进高压燃烧器进行焚烧，变温吸附和变压吸附废气以及原料尾气微调压后进入低压燃烧器进行焚烧。
7.根据权利要求1-6任一项所述的方法，其中步骤5中采用的脱硫剂为NaOH和 Ca(OH)2 或 CaO。
全文摘要
本发明公开了一种电石炉尾气、黄磷尾气用变温、变压吸附方法净化后制甲醇、二甲醚装置尾气回收方法，包括设置尾气焚烧余热回收装置、回收废气燃烧等步骤。本发明解决了目前企业在尾气的利用过程中，新产生的含硫、磷、砷等氧化物的废气又排向了大气，只是减少了二氧化碳的排放，却没有彻底解决环境污染的问题。本发明实现了真正的清洁生产，对装置废气利用再产生的废气完全利用，同时产生很好的经济效应，降低装置运行成本，从而降低产品成本。
文档编号B01D53/78GK102506435SQ20111036486
公开日2012年6月20日 申请日期2011年11月17日 优先权日2011年11月17日
发明者冉世红, 冉崇慧, 周君, 彭奕, 王小勤, 袁玉梅 申请人:四川天一科技股份有限公司