[发明专利]一种气体水合物分解及反应液回收装置

说明书

本发明公开了一种气体水合物分解及反应液回收装置，包括三相分离器、气体水合物分解单元、二氧化碳收集罐、吸收液再生单元、化学吸收塔、储存有乙醇胺溶液的吸收液储存罐、浆液泵、背压阀、第一耐腐蚀泵、第二耐腐蚀泵、第三耐腐蚀泵。本装置解决了水合物分解的热量供应问题；旋流腔使得进入的水合物浆液在腔中保持更长的时间，浆液在旋流过程中下降，气体上升，且在旋流过程中，旋流中心形成真空，有利于水合物的分解；排气扇有利于所分解的气体快速排出，减少了气体损耗和可能出现的水合物二次生成；旋流腔锥底及下腔体的内腔外壁开设的滤孔，有利于高温的再生气进入旋流腔内部与讲题进行对流换热，极大地提高了水合物的分解效率。

技术领域

本发明涉及水合物生成和分解领域，尤其涉及一种适用于水合物法联合化学吸收法的气体水合物分解及反应液回收装置。

背景技术

整体煤气化联合循环发电系统(IGCC)所产生的燃料气(40％mol CO2/60％molH2)是全球二氧化碳减排的主要标的物。美国能源部(DOE)和EPRI最近展开的详细研究清楚地表明，该系统的二氧化碳捕集工艺会使得每净千瓦功率的成本提高32％。因此，一种有效且能够极大降低能耗的二氧化碳捕集工艺对于IGCC系统的推广和进一步发展具有十分重要的意义。当前，二氧化碳捕集的工艺主要包括化学吸收法、吸附法和膜分离法等。然而，这些工艺在实际使用过程中都有其各自的应用限制。化学吸收法虽然在实践中取得了较好的分离效果，但其捕集成本过高；吸附法的分离效率低及吸附剂的再次利用一直是其进一步发展的重要制约因素；膜分离法的工艺还不成熟。基于此，各国的研究者多年来致力于探索一种有效的气体分离与捕集技术，其中基于水合物法的二氧化碳分离与捕集技术被认为是一种非常具有前景的工艺。该方法的操作工艺简单，绿色且没有二次污染。然而，该技术也有其不可避免的缺点。目前该技术的一次分离后的气体二氧化碳的摩尔浓度大概在6％-12％之间，要想进一步提高其分离效果，则需进行二次分离。对于该二氧化碳浓度范围内的气体，其二次分离所需要的压力相较于一次分离将成倍的增加，其带来的经济成本优势将会迅速恶化。因此，研究人员提出采用化学吸收法处理水合物法一次分离后的气体，并取得了较好的效果。然而，水合物反应液的循环利用及气体的解吸对于水合物法联合化学吸收法的气体分离工艺至关重要，且回收的高浓度二氧化碳气体依然具有很多的工业化用途。

当前，水合物的分解装置主要包括二大类，一种是依靠环境温度自然分解，但这种方法的水合物分解速率慢；另一种是依靠加热装置进行加热分解，而提供热量的能源主要包括太阳能和电能。对于太能能来说，其受天气的制约较为严重。而对于电能来说，其虽然较为稳定，但需消耗额外的能源，并不经济。专利“一种基于太阳能技术的天然气水合物浆液分解方法与装置”(201410392978.7，公开(公告)号CN 104152202 A)提出了一种采用太能能来提供能量分解水合物的装置。专利“一种水合物法连续分离天然气中二氧化碳的装置与方法”(201110176249.4，公开(公告)号CN 102295967 A)提出了一种采用加热器加热的方式来达到水合物分解的目的。专利“一种利用热力射流开采天然气水合物的方法及系统”(201510522831.X，公开(公告)号CN 105134152 A)提出了采用热力射流的方式来分解水合物。此外，对于水合物法联合化学吸收法来说，其吸收液再生过程中，很多的气体余热并未充分利用，造成了很大的能源浪费。

发明内容

本发明的目的是克服上述现有技术的不足，提供一种分解速度快，成本低、且能够充分利用气体余热的气体水合物分解及反应液回收装置。