一种利用微通道混合装置对沼气进行加压水吸收脱碳的装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种利用微通道混合装置对沼气进行加压水吸收脱碳的装置及方法，以水为唯一的CO2吸收剂，将沼气与水在一定压力下分别按照一定的流速连续泵入微通道混合装置中进行吸收，呈乳化状态的气水混合物离开混合装置后进入气水分离塔，经过气水分离，使脱碳后的净化气溢出，经脱水后形成高纯度生物甲烷气体。含有高浓度CO2的吸收水，通过减压和加热处理，使吸收水中的CO2快速溢出并被回收，再生后的水经过加压换热后返回微通道混合装置循环使用。本发明专利技术具有脱碳效率高、设备紧凑、无环境污染等优点，可为沼气的脱碳净化提供一种低成本的解决方案。

A device and method for pressurized water absorption and decarbonization of biogas using microchannel mixing device

The invention discloses a device and method for pressurized water absorption and decarbonization of biogas by using a microchannel mixing device. With water as the sole CO2 absorbent, biogas and water are continuously pumped into the microchannel mixing device at a certain flow rate under a certain pressure for absorption, and the gas-water mixture in an emulsified state leaves the mixing device and enters the gas-water separation tower, and then passes through the gas-water separation tower. After decarbonization, the purified gas overflows and dehydrates to form high purity biomethane gas. Absorbed water containing high concentration of CO2 is quickly overflowed and recovered by decompression and heat treatment. The regenerated water is returned to the microchannel mixer for recycling after pressurized heat transfer. The invention has the advantages of high decarbonization efficiency, compact equipment and no environmental pollution, and can provide a low-cost solution for the decarbonization and purification of biogas.

【技术实现步骤摘要】
一种利用微通道混合装置对沼气进行加压水吸收脱碳的装置及方法
本专利技术属于环保领域，具体涉及一种利用微通道混合装置脱除沼气中CO2的装置及方法。
技术介绍
沼气发酵是利用低劣废弃生物质生产生物能源的有效手段。但是沼气中CO2含量较高(30～50％)，因此不能完全替代天然气，其使用范围受到很大限制。为了提高沼气的品质，必须脱除沼气中的CO2，使其含量≤3％(体积比)，提升燃气品质。目前常用的沼气脱碳方法主要包括：变压吸附分离法、膜分离法、醇胺吸收法、高压水洗法等。变压吸附分离法的装置较为复杂、投资成本较高，而脱碳过程中的甲烷收率还有待提高。膜分离利用聚酰亚胺膜的渗透速率差异实现CO2脱除，但是该法对原料气的质量要求较高，需要经过多级预处理，设备投资高且膜寿命较短，导致该法的脱碳成本较高。胺醇吸收法(化学吸收法)通过弱碱性醇胺溶剂吸收CO2，但加热解吸能耗高，存在溶剂损耗和金属腐蚀，目前已很少用于沼气脱碳净化。同以上几种方法相比，高压水洗法是利用提升系统压力来增加水对CO2的吸收能力，该法工艺简单，是一种环境友好的脱碳工艺。但是由于水洗塔中的气液传质效率较低，因此气水比仅为3:1～5:1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用微通道混合装置对沼气进行加压水吸收脱碳的装置，其特征在于，包括微通道混合器(1)、气水分离塔(2)、气体脱水器(3)、减压阀(4)、第一换热器(5)、再生塔(6)、第二换热器(7)、鼓气塔(8)以及第三换热器(9)；其中，所述的微通道混合器(1)设有沼气进料口和加压水进料口，微通道混合器(1)的出料口与气水分离塔(2)连接，将沼气与加压水混合的气水混合物导入气水分离塔(2)中；所述气水分离塔(2)顶部通过气体排出管路连接外部的甲烷气储罐，气体脱水器(3)位于所述的气体排出管路上；气水分离塔(2)底部通过排水管连接第一换热器(5)，减压阀(4)位于所述的排水管上；所述第一换热器(5)...

【技术特征摘要】
1.一种利用微通道混合装置对沼气进行加压水吸收脱碳的装置，其特征在于，包括微通道混合器(1)、气水分离塔(2)、气体脱水器(3)、减压阀(4)、第一换热器(5)、再生塔(6)、第二换热器(7)、鼓气塔(8)以及第三换热器(9)；其中，所述的微通道混合器(1)设有沼气进料口和加压水进料口，微通道混合器(1)的出料口与气水分离塔(2)连接，将沼气与加压水混合的气水混合物导入气水分离塔(2)中；所述气水分离塔(2)顶部通过气体排出管路连接外部的甲烷气储罐，气体脱水器(3)位于所述的气体排出管路上；气水分离塔(2)底部通过排水管连接第一换热器(5)，减压阀(4)位于所述的排水管上；所述第一换热器(5)的出料口与再生塔(6)连接，将气水分离塔(2)内的吸收水升温后导入再生塔(6)内；所述再生塔(6)的顶部通过气体排出管路连接外部的CO2收集罐，底部通过排水管依次连接第二换热器(7)和鼓气塔(8)，将再生塔(6)中的再生水降温后送入鼓气塔(8)内；所述鼓气塔(8)底部侧面设有空气进气口，顶部侧面设有废气排气口，将空气鼓入鼓气塔(8)内与再生水进行接触；所述鼓气塔(8)的底部通过排水管连接第三换热器(9)，将鼓气塔(8)内排出的再生水降至常温后回收循环利用。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的微通道混合器(1)材质为不锈钢，其微通道结构为交叉指型、T型、Y型、心型或柱型，微通道横截面宽为40～200μm，高度为40～1000μm。3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的气水分离塔(2)高径比为8:1～10:1，气水混合物由塔顶部侧面的塔壁引入塔内。4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的气体脱水器(3)为吸附式脱水器，吸附剂为硅胶、氧化铝、分子筛中的一种或多种。5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的再生塔(6)高径比为8:1～10:1，吸收水由塔顶部侧...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴昊，任晓乾，姜岷，周俊，杜进泽，王云海，郭炼霞，
申请(专利权)人：南京工业大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32