【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及沼气中CH4富集与沼液无害化处理一体化
,具体涉及一种以沼液为CO2吸收剂的沼气提纯与沼液处理系统与方法。
技术介绍
沼气作为一种可再生能源在我国已有较成熟的应用,大中型及特大型沼气工程的数量日益增加。但由于沼气热值较低,目前沼气主要局限在沼气工程周边使用,很少能实现高值化和产业化利用。沼气的主要成分是CH4(60~70%)、CO2(30~40%)及微量H2S(0.005~0.1%)等杂质,如能将沼气中CH4含量提升到天然气级别(大于95%),获得可再生的生物天然气或生物甲烷,将具备替代化石天然气的潜力,不仅能在一定程度上缓解天然气供应不足的矛盾,还能在能源利用过程中实现CO2的近零排放。显然,沼气提纯制备生物天然气是实现沼气高值化和产业化利用的重要途径与方向。沼气提纯制备生物天然气的关键在于沼气中CO2的高效低成本脱除。目前,沼气中CO2分离技术主要有高压水洗法、变压吸附法、化学吸收法和膜分离法等,其中化学吸收法是沼气CO2分离技术中发展较成熟的一种,具有CO2分离效率、低CH4损失、高CH4纯度和操作简便等优势,但其主要采用的乙醇胺等常规醇胺类吸收剂富CO2溶液的再生热能耗巨大,可占整个工艺总能耗的60%以上,导致CO2分离成本高,造成生物天然气成本高昂。因此,减少化学吸收法中富CO2吸收剂溶液的再生能耗是降低沼气CO2分离成本的关键。摈弃CO2化学吸收中能耗最高的吸收剂富CO2溶液再生段,只采用单一CO2吸收工艺,是降低化学吸收法提纯成本最有效方式之一,但其关键在于如何选择合适的吸收剂。如典型工艺的是以氨水为吸收剂,吸收CO2的 ...
【技术保护点】
一种以沼液为CO2吸收剂的沼气提纯与沼液处理系统,其特征在于:它包括沼液过滤设备(1)、沼液CO2减压再生设备(2)、热交换设备(3)、贫CO2沼液冷却设备(4)、沼液CO2吸收设备(5)、水洗脱氨设备(7)、沼气储气设备(8)、沼液氮和磷脱除设备(9)、氨水冷凝设备(10)、氨水收集设备(11)、沼液沉淀设备(13)、沼气二次提纯设备(15)、沼液储存设备(16)、生物天然气存储设备(17)和CO2集气设备(18),其中,沼液过滤设备(1)的沼液出口(1.2)连接沼液CO2减压再生设备(2)的沼液入口(2.1),沼液CO2减压再生设备(2)的贫CO2沼液出口(2.2)连接热交换设备(3)的高温贫CO2沼液入口(3.1),热交换设备(3)的低温贫CO2沼液出口(3.2)连接贫CO2沼液冷却设备(4)的低温沼液入口(4.1),贫CO2沼液冷却设备(4)的常温贫CO2沼液出口(4.2)连接沼液CO2吸收设备(5)的常温贫CO2沼液入口(5.1),沼液CO2吸收设备(5)的第一富CO2沼液出口(5.2)通过第一输送泵(6)连接热交换设备(3)的常温富CO2沼液入口(3.3),热交换设备(3) ...
【技术特征摘要】
1.一种以沼液为CO2吸收剂的沼气提纯与沼液处理系统,其特征在于:它包括沼液过滤设备(1)、沼液CO2减压再生设备(2)、热交换设备(3)、贫CO2沼液冷却设备(4)、沼液CO2吸收设备(5)、水洗脱氨设备(7)、沼气储气设备(8)、沼液氮和磷脱除设备(9)、氨水冷凝设备(10)、氨水收集设备(11)、沼液沉淀设备(13)、沼气二次提纯设备(15)、沼液储存设备(16)、生物天然气存储设备(17)和CO2集气设备(18),其中,沼液过滤设备(1)的沼液出口(1.2)连接沼液CO2减压再生设备(2)的沼液入口(2.1),沼液CO2减压再生设备(2)的贫CO2沼液出口(2.2)连接热交换设备(3)的高温贫CO2沼液入口(3.1),热交换设备(3)的低温贫CO2沼液出口(3.2)连接贫CO2沼液冷却设备(4)的低温沼液入口(4.1),贫CO2沼液冷却设备(4)的常温贫CO2沼液出口(4.2)连接沼液CO2吸收设备(5)的常温贫CO2沼液入口(5.1),沼液CO2吸收设备(5)的第一富CO2沼液出口(5.2)通过第一输送泵(6)连接热交换设备(3)的常温富CO2沼液入口(3.3),热交换设备(3)的高温富CO2沼液出口(3.4)连接沼液CO2减压再生设备(2)的高温富CO2沼液入口(2.3),沼液CO2减压再生设备(2)的CO2出口(2.4)连接水洗脱氨设备(7)的CO2气体入口(7.1),水洗脱氨设备(7)的CO2气体出口(7.2)连接CO2集气设备(18)的CO2气体输入口(18.1),水洗脱氨设备(7)的氨水出口(7.4)连接氨水收集设备(11)的氨水入口(11.1),水洗脱氨设备(7)还具有入水口(7.3);沼气储气设备(8)的储气设备第一沼气出口(8.1)通过第二输送泵(19)连接沼液CO2吸收设备(5)的吸收设备沼气入口(5.3),沼液CO2吸收设备(5)的吸收设备沼气出口(5.4)连接沼气储气设备(8)的储气设备沼气入口(8.2),沼气储气设备(8)的储气设备第二沼气出口(8.3)通过第三输送泵(20)连接沼气二次提纯设备(15)的二次提纯设备沼气入口(15.3);沼液CO2吸收设备(5)的第二富CO2沼液出口(5.5)通过第四输送泵(12)连接沼液氮和磷脱除设备(9)的沼液入口(9.1),沼液氮和磷脱除设备(9)的真空泵(9.4)的气体出口连接氨水冷凝设备(10)的氨气入口(10.1),沼液氮和磷脱除设备(9)还具有CaO粉末入口(9.3),氨水冷凝设备(10)的氨水出口(10.2)连接氨水收集设备(11)的氨水入口(11.1);沼液氮和磷脱除设备(9)的沼液出口(9.2)连接沼液沉淀设备(13)的浑浊沼液入口(13.1),沼液沉淀设备(13)的澄清沼液出口(13.2)通过第五输送泵(14)连接沼气二次提纯设备(15)的沼液输入口(15.1),沼气二次提纯设备(15)的沼液输出口(15.2)连接沼液储存设备(16)的沼液进入口(16.1),沼气二次提纯设备(15)的生物天然气出口(15.4)连接生物天然气存储设备(17)的生物天然气入口(17.1)。2.根据权利要求1所述的以沼液为CO2吸收剂的沼气提纯与沼液处理系统,其特征在于:所述沼液过滤设备(1)的沼液出口(1.2)与沼液CO2减压再生设备(2)的沼液入口(2.1)的连接管路内设有第一流量计(21.1),沼液CO2减压再生设备(2)的贫CO2沼液出口(2.2)与热交换设备(3)的高温贫CO2沼液入口(3.1)之间的管路中设有第二流量计(21.2),沼液CO2吸收设备(5)的第一富CO2沼液出口(5.2)与热交换设备(3)的常温富CO2沼液入口(3.3)之间的管路中设有第三流量计(21.3),沼气储气设备(8)的储气设备第二沼气出口(8.3)与沼气二次提纯设备(15)的二次提纯设备沼气入口(15.3)之间的管路中设有第四流量计(21.4),沼液CO2吸收设备(5)的第二富CO2沼液出口(5.5)与沼液氮和磷脱除设备(9)的沼液入口(9.1)之间的管路中设有第五流量计(21.5),沼液沉淀设备(13)的澄清沼液出口(13.2)与沼气二次提纯设备(15)的沼液输入口(15.1)之间的管路中设有第六流量计(21.6)。3.根据权利要求1所述的以沼液为CO2吸收剂的沼气提纯与沼液处理系统,其特征在于:所述沼气储气设备(8)内设有第一CH4浓度传感器(26.1),沼气二次提纯设备(15)的生物天然气出口(15.4)与生物天然气存储设备(17)的生物天然气入口(17.1)之间的管路中设有第二CH4浓度传感器(26.2)。4.根据权利要求1所述的以沼液为CO2吸收剂的沼气提纯与沼液处理系统,其特征在于:所述沼液氮和磷脱除设备(9)的CaO粉末入口(9.3)设有质量传感器(24)。5.根据权利要求1所述的以沼液为CO2吸收剂的沼气提纯与沼液处理系统,其特征在于:所述沼液CO2减压再生设备(2)内设有第一压力传感器(22.1)和第一温度传感器(23.1),所述沼液氮和磷脱除设备(9)...
【专利技术属性】
技术研发人员:晏水平,王文超,贺清尧,刘璐,梁飞虹,余歌,王明,张衍林,王媛媛,艾平,
申请(专利权)人:华中农业大学,
类型:发明
国别省市:湖北;42
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