本發(fā)明涉及天然氣加工處理，具體為天然氣中二氧化碳回收液化的方法。

背景技術(shù)：

1、在當(dāng)前全球?qū)p少溫室氣體排放的關(guān)注日益增長(zhǎng)的背景下，二氧化碳的回收與液化不僅有助干減少溫室氣體排放，還可以作為一種資源進(jìn)行再利用，例如用于食品和飲料行業(yè)、化學(xué)合成、驅(qū)油提高采收率等，其中天然氣中的二氧化碳回收與液化應(yīng)用最為廣泛，目前天然氣中二氧化碳回收液化方法主要包括預(yù)處理、二氧化碳捕獲、冷卻壓縮、提純和液化處理等步驟，其中預(yù)處理作業(yè)是最重要的步驟，用于去除硫化氫和水蒸氣，其中硫化氫采用碳酸氫鈉溶液吸附處理，水蒸氣采用分子篩干燥劑進(jìn)行吸附處理。

2、但是現(xiàn)有的天然氣預(yù)處理過程中，采用單筒進(jìn)行硫化氫的吸附處理，單個(gè)濾筒的容積和吸附材料的數(shù)量有限，當(dāng)碳酸氫鈉溶液與硫化氫反應(yīng)飽和后，其吸附能力會(huì)大幅下降，導(dǎo)致硫化氫無法有效去除，在吸附能力下降或飽和后，未被去除的硫化氫會(huì)進(jìn)入后續(xù)處理步驟，影響后續(xù)的二氧化碳捕獲和液化過程效果，并且由于單個(gè)濾筒吸附容量有限，碳酸氫鈉溶液需要頻繁更換，每次更換碳酸氫鈉溶液時(shí)，需要停止天然氣的輸入，導(dǎo)致處理過程中的停機(jī)時(shí)間長(zhǎng)，影響整體處理效率和連續(xù)性。

3、此外，現(xiàn)有用分子篩對(duì)天然氣中的蒸汽進(jìn)行吸附預(yù)處理的方式中由于分子篩中的干燥顆粒處于靜止?fàn)顟B(tài)，氣流通常遵循固定路徑流動(dòng)，導(dǎo)致某些靠近出氣孔的分子篩顆粒率先吸附飽和，而其他顆粒未能充分發(fā)揮吸附作用，由于部分分子篩顆粒的吸附能力未被充分利用，總體吸附效率下降，導(dǎo)致水蒸氣去除效果不佳，并且傳統(tǒng)的分子篩在吸附顆粒飽和后需要停機(jī)再生或更換分子篩，再生過程中需要停止吸附操作，導(dǎo)致處理過程不連續(xù)，影響整體效率和處理能力。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供了天然氣中二氧化碳回收液化的方法，解決了現(xiàn)有天然氣預(yù)處理過程中，單筒硫化氫吸附設(shè)備因容積有限，碳酸氫鈉溶液飽和后吸附能力大幅下降，導(dǎo)致硫化氫無法有效去除，影響二氧化碳捕獲和液化效果，并且更換溶液時(shí)需停機(jī)，影響處理效率和連續(xù)性，此外，分子篩吸附蒸汽時(shí)，由于干燥顆粒靜止?fàn)顟B(tài)下吸附不均，部分顆粒飽和后需停機(jī)再生或更換，導(dǎo)致吸附效率下降、處理不連續(xù)，影響整體效率的技術(shù)問題。

2、本發(fā)明提供的天然氣中二氧化碳回收液化的方法，具體天然氣中二氧化碳回收液化的方法步驟如下：

3、s1、預(yù)處理作業(yè)：在從天然氣中提取二氧化碳之前，通過多級(jí)吸收機(jī)構(gòu)和自再生式交替吸附機(jī)構(gòu)相互組合對(duì)天然氣進(jìn)行預(yù)處理作業(yè)，去除硫化氫和水蒸氣，以免影響后續(xù)的二氧化碳捕獲和液化過程。

4、s2、二氧化碳捕獲：將經(jīng)過預(yù)處理作業(yè)后的天然氣通入裝有胺溶液的化工容器中，利用胺溶液與二氧化碳的化學(xué)反應(yīng)來選擇性地捕獲吸收二氧化碳。

5、s3、冷卻壓縮：在天然氣中的二氧化碳捕獲作業(yè)完成后，降低化工容器的壓力，使得胺溶液中的二氧化碳釋放出來，釋放的二氧化碳?xì)怏w通過冷卻器降溫，隨后進(jìn)入壓縮機(jī)，壓縮至較高的壓力。

6、s4、提純作業(yè)：將經(jīng)過冷卻壓縮的二氧化碳?xì)怏w通過選擇滲透性的膜材料來提純二氧化碳，將二氧化碳與雜質(zhì)氣體分離。

7、s5、液化處理：將經(jīng)過提純作業(yè)后的二氧化碳?xì)怏w通過制冷循環(huán)進(jìn)一步冷卻至液化溫度，然后儲(chǔ)存在壓力容器中。

8、上述s1-s5步驟中的天然氣中二氧化碳回收液化的方法步驟需要由工作臺(tái)、多級(jí)吸收機(jī)構(gòu)、自再生式交替吸附機(jī)構(gòu)與聯(lián)動(dòng)部配合完成。

9、所述工作臺(tái)上端面安裝有用于對(duì)天然氣中硫化氫進(jìn)行多級(jí)吸收去除同時(shí)并能夠不斷氣更換碳酸氫鈉溶液的多級(jí)吸收機(jī)構(gòu)，所述多級(jí)吸收機(jī)構(gòu)包括固定連接在工作臺(tái)上端面的安裝板、若干個(gè)高度從左至右依次增加等距且固定連接在安裝板前端面上的吸附筒以及連通在吸附筒左部的z形連通管，相鄰的兩個(gè)所述吸附筒之間通過z形連通管互相連通，所述吸附筒外部設(shè)置有用于控制碳酸氫鈉溶液流動(dòng)以便于將飽和后的碳酸氫鈉溶液排出的控閥組，所述z形連通管下部橫向段端部設(shè)置有用于將輸入到吸附筒中的天然氣分隔成多個(gè)氣泡并攪動(dòng)以使天然氣與碳酸氫鈉溶液充分接觸的攪動(dòng)造泡一體式單元，位于右部的所述吸附筒外部設(shè)置有用于對(duì)天然氣中水蒸汽吸收并能夠自動(dòng)再生以延長(zhǎng)吸附工作時(shí)長(zhǎng)的自再生式交替吸附機(jī)構(gòu)，所述自再生式交替吸附機(jī)構(gòu)與攪動(dòng)造泡一體式單元之間其同傳動(dòng)連接有聯(lián)動(dòng)部。

10、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述攪動(dòng)造泡一體式單元包括連通在z形連通管下部橫向段端部的弧形管，所述弧形管右部等距連通有若干個(gè)直管，所述直管上部沿軸向等距開設(shè)有若干個(gè)出泡孔，所述吸附筒內(nèi)腔通過彈簧伸縮桿滑動(dòng)連接有固定架，所述固定架下端面通過連接柱等距固定連接有若干排與直管對(duì)應(yīng)且貼合在直管外部的弧形切板，所述吸附筒上部轉(zhuǎn)動(dòng)連接有轉(zhuǎn)軸，所述轉(zhuǎn)軸位于吸附筒內(nèi)腔段圓周外壁并沿軸向等距固定連接有若干個(gè)攪葉，所述轉(zhuǎn)軸下端固定連接有凸輪，所述固定架上端面固定連接有用于與凸輪配合的撥柱。

11、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述自再生式交替吸附機(jī)構(gòu)包括兩個(gè)上下對(duì)稱滑動(dòng)連接在吸附筒外部的階梯環(huán)，所述階梯環(huán)圓周壁板上等距開設(shè)有若干個(gè)連通孔，所述吸附筒上周向等距開設(shè)有若干個(gè)與連通孔配合的出氣孔，且出氣孔縱向設(shè)置有兩排，兩個(gè)所述階梯狀環(huán)相背側(cè)分別安裝有與連通孔相連通的分子篩，所述分子篩前部連通有排出管，所述工作臺(tái)上端面固定連接有條形支板，所述條形支板靠近吸附筒的一側(cè)上下對(duì)稱設(shè)置有兩個(gè)與分子篩對(duì)應(yīng)的環(huán)形加熱片，所述條形支板前部通過連接塊轉(zhuǎn)動(dòng)連接有轉(zhuǎn)動(dòng)軸，所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸與分子篩之間其同設(shè)置有用于對(duì)分子篩內(nèi)部吸附顆粒攪動(dòng)的翻攪組件，兩個(gè)所述階梯環(huán)與轉(zhuǎn)動(dòng)軸之間其同設(shè)置有用于控制兩個(gè)階梯環(huán)分別與吸附筒依次交替連通的縱移組件。

12、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述縱移組件包括固定連接在兩個(gè)階梯環(huán)相對(duì)側(cè)上的t形桿，所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸外部過于配合轉(zhuǎn)動(dòng)連接有套筒，所述套筒外部固定連接有螺旋狀撥片，所述螺旋狀撥片上下側(cè)分別固定連接有限位塊，所述t形桿橫向段靠近套筒的一側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)連接有套設(shè)在螺旋狀撥片外部的柱叉。

13、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述翻攪組件包括轉(zhuǎn)動(dòng)連接在分子篩遠(yuǎn)離階梯環(huán)一側(cè)上的轉(zhuǎn)環(huán)，所述轉(zhuǎn)環(huán)靠近分子篩內(nèi)腔的一側(cè)周向等距固定連接有若干個(gè)l形板，所述l形板橫向段遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)環(huán)的一側(cè)等距固定連接有若干個(gè)撥叉，所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸外部上下對(duì)稱固定連接有與轉(zhuǎn)環(huán)配合的摩擦輪。

14、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述吸附筒外壁沿軸向開設(shè)有導(dǎo)向槽，所述階梯環(huán)內(nèi)壁固定連接有滑動(dòng)設(shè)置于導(dǎo)向槽中的導(dǎo)向塊。

15、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述聯(lián)動(dòng)部包括固定連接在條形支板上端面的往復(fù)電機(jī)，所述往復(fù)電機(jī)輸出軸與轉(zhuǎn)動(dòng)軸互相固定連接，所述轉(zhuǎn)軸與轉(zhuǎn)動(dòng)軸通過皮帶輪組件互相傳動(dòng)連接。

16、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述控閥組包括設(shè)置于相鄰兩個(gè)吸附筒之間上部的連通閥，位于左部的所述吸附筒下部設(shè)置有排出閥，位于右部的所述吸附筒外壁上部設(shè)置有通入閥。

17、從以上技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：

18、本發(fā)明中，通過多級(jí)吸收機(jī)構(gòu)中的三個(gè)吸附筒互相配合進(jìn)行多級(jí)吸附處理，使天然氣中的硫化氫能夠經(jīng)過多次反應(yīng)，提高硫化氫去除效果，確保后續(xù)的二氧化碳捕獲和液化過程不受影響，而且多級(jí)吸附的設(shè)計(jì)，即使某一級(jí)吸附筒中的碳酸氫鈉溶液飽和，后續(xù)的吸附筒仍能繼續(xù)發(fā)揮吸附作用，提高了吸附的可靠性，確保硫化氫被充分去除。

19、本發(fā)明中，碳酸氫鈉溶液從最左部的吸附筒開始逐級(jí)飽和，之后將新的碳酸氫鈉溶液從最右部的吸附筒通入，逐級(jí)壓出舊的溶液，先飽和的碳酸氫鈉溶液會(huì)被新的溶液替換，延長(zhǎng)每個(gè)吸附筒中吸附材料的使用時(shí)間，減少頻繁更換的需求，并且可以實(shí)現(xiàn)吸附材料的動(dòng)態(tài)更換，無需停止天然氣的輸入，保持處理過程的連續(xù)性，提高整體處理效率。

20、本發(fā)明中，通過攪動(dòng)造泡一體式單元將通入到吸附筒中的天然氣分隔成細(xì)小氣泡，大大增加了氣液接觸面積，增強(qiáng)了硫化氫與碳酸氫鈉溶液的反應(yīng)速率，再通過攪葉旋轉(zhuǎn)對(duì)分隔出的天然氣氣泡攪動(dòng)，使氣泡在浮動(dòng)上升過程中進(jìn)行周向運(yùn)動(dòng)，氣泡在溶液中的運(yùn)動(dòng)路徑更復(fù)雜，進(jìn)一步延長(zhǎng)了氣泡在碳酸氫鈉溶液中的停留時(shí)間，確保硫化氫與碳酸氫鈉溶液充分混合，提高硫化氫的吸附效率，同時(shí)攪動(dòng)還可確保氣泡在溶液中均勻分布，避免發(fā)生局部溶液反應(yīng)飽和而其他部分溶液未充分利用的情況，確保天然氣中的硫化氫被最大限度地去除。

21、本發(fā)明中，通過控制上下兩個(gè)分子篩同步上移和下移時(shí)交替運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)一個(gè)分子篩吸附天然氣中的水蒸氣，另一個(gè)分子篩同時(shí)進(jìn)行加熱再生的處理方式，可以在分子篩吸附飽和之前進(jìn)行再生，避免了分子篩長(zhǎng)期處于飽和狀態(tài)，保證每個(gè)分子篩在最佳狀態(tài)下工作，提高吸附效果，從而可以連續(xù)不斷地處理天然氣，同時(shí)還可以避免進(jìn)行停機(jī)再生過程，確保整個(gè)處理過程連續(xù)進(jìn)行，提升整體效率。

22、本發(fā)明中，通過翻攪組件對(duì)分子篩中的干燥顆粒進(jìn)行攪動(dòng)，使氣流路徑不再固定，確保所有干燥顆粒能夠均勻地參與吸附，同時(shí)防止部分顆粒過度使用，確保每個(gè)顆粒都能充分發(fā)揮其吸附能力，提高了對(duì)天然氣中水蒸氣的去除效果，保證了預(yù)處理的質(zhì)量，提高了分子篩的整體吸附效率。