混合气体压力水洗提纯净化系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种混合气体压力水洗提纯净化系统，包括储气罐、二氧化碳水洗塔和储水罐，二氧化碳水洗塔包括至少两层塔体，塔下端设有储液段，储液段的底端设有排水阀，储液段的上部设有气体进口，该气体进口通过管道与储气罐的气体出口连通，储液段上还设有两个液位窗，每层塔体内的顶部设有喷水装置，最上层塔体的顶部设有除雾段，二氧化碳水洗塔的顶端设有排气阀；每层塔体上还设有有视镜体；喷水管的进水口通过管道分别与布水器相连，布水器的进水口通过管道与储水罐连通，在布水器与储水罐连接的管道上设有泵。实用新型专利技术利用不需要填料，不需要碱液等化学吸附剂，达到提纯沼气的目的，结构简单，能耗低、成本低，环保，产品气满足GB 18047-200要求。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术公开了一种混合气体压力水洗提纯净化系统，包括储气罐、二氧化碳水洗塔和储水罐，二氧化碳水洗塔包括至少两层塔体，塔下端设有储液段，储液段的底端设有排水阀，储液段的上部设有气体进口，该气体进口通过管道与储气罐的气体出口连通，储液段上还设有两个液位窗，每层塔体内的顶部设有喷水装置，最上层塔体的顶部设有除雾段，二氧化碳水洗塔的顶端设有排气阀；每层塔体上还设有有视镜体；喷水管的进水口通过管道分别与布水器相连，布水器的进水口通过管道与储水罐连通，在布水器与储水罐连接的管道上设有泵。技术利用不需要填料，不需要碱液等化学吸附剂，达到提纯沼气的目的，结构简单，能耗低、成本低，环保，产品气满足GB?18047-200要求。【专利说明】混合气体压力水洗提纯净化系统
本技术涉及一种将沼气等混合气体中二氧化碳和硫化氢去除的混合气体压力水洗提纯净化系统。
技术介绍
目前，针对含有二氧化碳或二氧化碳与硫化氢的混合的混合气体中二氧化碳和硫化氢的去除方法主要有:变压吸附、化学吸收等，不论是变压吸附还是化学吸收，都将涉及到吸附剂或者是吸收剂的使用，操作麻烦，系统复杂，且成本高，不环保。 如沼气是典型的含二氧化碳和硫化氢的混合气体。沼气也是一种具有较高热值的可燃气体，主要成分为甲烧(CH4)和二氧化碳(CO2)和少量的氮气(N2)、氢气(H2)、氧气 (O2)、硫化氢(H2S)等气体。目前，大量的沼气利用还是以低品位的热利用为主，但随着集中式沼气工程不断发展，单个沼气工程沼气产量不断增大，沼气的中高端利用途径不断扩展，其中沼气净化提纯后用于车用燃料、并入天然气管网等是今后沼气利用的重要发展方向。沼气净化提纯后用于车用燃料需符合车用压缩天然气标准(GB 18047-200)，即甲烷含量彡95%，二氧化碳彡3%，硫化氢彡15mg/m3。 然而，沼气净化提纯却增加了生产成本，目前也采用变压吸附、化学吸收等提纯沼气，不论是变压吸附还是化学吸收，都将涉及到吸附剂或者是吸收剂的使用，操作麻烦，系统复杂，且成本高，不环保。因此寻找一个净化提纯过程能耗低、效率高，产品气质量好、环保、成本低、系统结构简单的净化提纯系统成为了目前人们急需要解决的问题。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本技术提供一种结构简单、不需要填料、鲍尔环和吸附剂、成本低、环保、能耗低的混合气体压力水洗提纯净化系统。 为了实现上述目的，本技术的技术方案如下:一种混合气体压力水洗提纯净化系统，包括储气罐、二氧化碳水洗塔和储水罐，所述储气罐上设有进气口和出气口，其特征在于:所述二氧化碳水洗塔包括至少两层塔体，最下层塔体的下端设有储液段，所述储液段的底端设有排水阀，所述储液段的上部设有气体进口，该气体进口通过管道与储气罐的气体出口连通,所述储液段上还设有一上一下的两个液位窗,其中位于上方的液位窗位于气体进口的下方，每层塔体内的顶部设有喷水装置，所述喷水装置包括喷水管和安装在喷水管上的喷嘴，所有喷水管的进水口伸出塔体外，最上层塔体的顶部设有除雾段，所述二氧化碳水洗塔的顶端设有排气阀；每层塔体从上到下还设有视镜体； 上述喷水管的进水口通过管道分别与布水器相连，所述布水器的进水口通过管道与储水罐连通，在布水器与储水罐连接的管道上设有泵。 采用上述技术方案。本技术的提纯系统通过物理吸收过程，实现CO2和H2S与甲烷的分离。压力对提纯效果有很大影响，其对溶解度的影响遵循Henry法则:Pi =H.Cmax? 其中:Pi 为压力, H 为 Henry 系数, Cmax 为饱和浓度。 二氧化碳、硫化氢和甲烷在水中的溶解度情况见表I 表I沼气中主要化合物在水中溶解情况 不同温度下溶解系数气体 Henry系数- (TC 10C 20 uC 30 0C 10C LU51.658 1.159 0.851 0.616 0.516 HSI4.520 3.280 2.510 2.000 1.630 CH4200.054 0.040 0.032 0.027 0.023 当压力增加时，三种气体在水中的溶解度增加，由于CH4的Henry系数最大，其在水中的溶解度就最小，调节合适的压力参数就能很好的分离甲烷和二氧化碳等气体。 利用这一点，我们将沼气装在储气罐中，打开泵向布水器中充水，水分为至少两级从喷水装置喷淋到塔体内，待水位至储液段上一个液位窗时，打开储液段底部的排水阀和塔体顶端的排气阀，来调节塔内压力。为1.ο-l.2Mpa，水的流量为0.6-0.72m3/h。 然后储气罐中沼气(此时沼气压力彡2MPa)从气体进口进入，沼气进气流量为4-6m3/h，水分为至少两级从塔体上部向下喷射，控制塔内压力为1.0-1.2Mpa，水的流量为 0.6-0.72m3/h。水和气体二者逆流接触，提纯沼气从塔顶排放，设备运转至少3分钟后，在产品气出口处利用沼气分析仪测定产品气成分。产品气满足GB 18047-200要求，即甲烷含量> 95%, 二氧化碳< 3%,硫化氢< 15mg/m3。视镜体的设置便于观察塔体内水气的分布情况，适时调整进水流量和进气流量。本技术的二氧化碳水洗塔不需要吸附剂，不需要填料、鲍尔环便能提纯沼气满足国标要求，结构简单，成本低。本技术还适合于氮气与二氧化碳的混合气体中二氧化碳的去除。 在上述技术方案中:所述塔体内，所述二氧化碳水洗塔包括三层塔体。三层塔体，三个喷水装置，使得产品气的提纯效果更好，相对于两个喷水装置又不至于增加更多的成本。 在上述技术方案中为了便于控制水气的流量和塔体内的压力:所述喷水管与布水器相连的管道上分别设有流量计和流量调节阀。所述储气罐上设有安全阀、排污阀和检测口。在布水器与储水罐连接的管道上还设有流量调节阀、流量计和压力表。在储气罐与二氧化碳水洗塔的气体进口之间的管道上设有气体调节阀、流量计和气体压力表。 在上述技术方案中:所述视镜体为双面视镜体，包括圆柱体形的视镜体本体，在视镜体本体上设有轴向中心孔，所述轴向中心孔的孔径与塔体的内径相同，在该视镜体本体上还设有径向通孔，所述所述径向通孔的两端的孔口上分别安装有可视镜，所述塔体上安装视镜体的位置对应设有径向孔，所述视镜体插入该径向孔中，并且所述视镜体的轴向中心孔的中心线与塔体的轴线在同一直线上。采用双面视镜体，更便于观察。 在上述技术方案中，为了便于清除纯化气体中的水雾，所述除雾段内设有除雾网。 有益效果:本技术利用二氧化碳、硫化氢和甲烷在水中的溶解度不同，依据物理吸附过程建造二氧化碳水洗塔，让沼气经过二氧化碳水洗塔后，去除其中的二氧化碳和硫化氢气体，不需要填料，不需要碱液等化学吸附剂，达到提纯沼气的目的，结构简单，能耗低、成本低，环保，产品气满足GB 18047-200要求。 【专利附图】【附图说明】 图1为本技术的结构示意图； 图2为本技术的视镜体的结构示意图。 【具体实施方式】 下面结合附图和实施例对本技术作进一步说明: 实施例1，如图1-2所示，本技术的混合气体压力水洗提纯净化系统由储气罐 1、二氧化碳水洗塔、喷水管3、储水罐4、喷嘴5、布水器6本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种混合气体压力水洗提纯净化系统，包括储气罐(1)、二氧化碳水洗塔和储水罐(4)，所述储气罐(1)上设有进气口和出气口，其特征在于：所述二氧化碳水洗塔包括至少两层塔体(2‑1)，最下层塔体(2‑1)的下端设有储液段(2‑2)，所述储液段(2‑2)的底端设有排水阀(2‑3)，所述储液段(2‑2)的上部设有气体进口(2‑4)，该气体进口(2‑4)通过管道与储气罐(1)的气体出口连通，所述储液段(2‑2)上还设有一上一下的两个液位窗(2‑5)，其中位于上方的液位窗(2‑5)位于气体进口(2‑4)的下方，每层塔体(2‑1)内的顶部设有喷水装置，所述喷水装置包括喷水管(3)和安装在喷水管(3)上的喷嘴(5)，所有喷水管(3)的进水口伸出塔体(2‑1)外，最上层塔体(2‑1)的顶部设有除雾段(2‑6)，所述二氧化碳水洗塔的顶端设有排气阀(2‑7)；每层塔体(2‑1)上还设有有视镜体(7)；上述喷水管(3)的进水口通过管道分别与布水器(6)相连，所述布水器(6)的进水口通过管道与储水罐(4)连通，在布水器(6)与储水罐(4)连接的管道上设有泵(10)。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杜安珂，袁康，
申请(专利权)人：重庆市科学技术研究院，
类型：新型
国别省市：重庆;85