本发明专利技术公开了一种从垃圾填埋气中提纯回收二氧化碳的方法及其装置，其方法是：预处理后的填埋气通过一级变压吸附分离出二氧化碳；然后通过二级或多级变压吸附获得二氧化碳净化气；最后通过液化闪蒸或精馏进行提纯。本发明专利技术采用垃圾填埋气为原料，利用预处理后的填埋气中ＣＯ↓［２］和ＣＨ↓［４］对吸附材料的吸附性的不同而从填埋气中提纯ＣＯ↓［２］，同时还可回收利用甲烷。本发明专利技术的装置具有良好的防爆性且分离效果好，经液化闪蒸或精馏操作后，二氧化碳纯度可达到工业级或分析纯。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及混合气分离、净化和可再生能源回收利用领域，特别是一种 从垃圾填埋气中提纯回收二氧化碳的工艺方法和装置。
技术介绍
二氧化碳具有较高的民用和工业价值，在多种领域有着广泛的应用，是 一种非常宝贵的资源。目前，二氧化碳不仅广泛应用在石油开采、冶金、焊 接、低温冷煤、机械制造、人工降雨、消防、化工、造纸、农业、食品业、 医疗卫生等方面，还可应用于超临界溶剂、生物工程、激光技术、核工业等 尖端高科技领域。近年来开发出的新用途如棚菜气肥、蔬菜肉类保鲜、生产 可降解塑料等也展现良好的t艮前景。工业上用的二氧化碳大多来自合成氨厂、石灰窑、水泥厂、酿酒厂(发 酵过程)等各种工业生产过程，其制取的主要工艺通常为化学法，而化学法 因为需要的反应温度高而导致生产成本也较高。此外，在废气流中二氧化,友 的浓度越高，生成工业可用的二氧化碳的最终纯化就越容易，成本也越低， 因此希望用于最终生产二氧化碳的原料气具有尽可能高的二氧化碳浓度。目前，对于垃圾填埋气(LFG)中的二氧化碳回收利用较少，其主要原因是填 埋气中组成比较复杂，而相对来说，填埋气中的C02含量则较高，大约占体 积比的40 45%,将其直 接排放到大气中，不仅影响环境而且造成资源的浪费。因此，如果能从含C02浓度较高的填埋气中回收C02既緩解了温室效应等环境问题，又回收了有用组分，减少了资源浪费。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种从垃圾填埋气中提纯回收二氧化碳的工艺方法 和设备，可以有效的分离填埋气中的二氧化碳、获得用于生产工业级或分析纯的二氧化碳，同时还可回收曱烷气体。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案 一种从垃圾填埋气中提纯回收二氧化碳的方法，包括如下步骤(1) 预处理后的填埋气通过一级变压吸附分离出二氧化碳；(2) 分离出的二氧化碳通过二级或多级变压吸附获得二氧化碳净化气；(3) 二氧化碳净化气通过液化闪蒸或精馏进行提纯。进一步地，上述步骤(2)中所述的二级或多级变压吸附中，二氧化碳作 为吸附质被吸附剂选择吸附。进一步地，上述步骤(1)、 (2)中所述的每一级变压吸附的过程包括 每一个吸附床在一次循环中，均经过高压吸附、均压、逆ii、降至常压和吸 附剂再生过程。进一步地，上述步骤(2)中所述二级或多级变压吸附压力为0.3MPa 2.0MPa、吸附温度为10~40°C、吸附时间为100~350s。利用上述工艺方法，本专利技术还提供了 一种从垃圾填埋气中提纯回收二氧 化碳的装置，包括预处理单元、 一级变压吸附单元、二级或多级变压吸附单 元和提纯单元，每一级变压吸附单元之间连接有压缩装置和冷却设备；其中，预处理单元，由依次连接的过滤装置、脱硫装置、压缩装置和冷却干燥 装置脱除填埋气中的硫和杂质；一级变压吸附单元，由2~8个并联组成的吸附塔分离甲烷和二氧化碳；二级或多级变压吸附单元，由2~8个并联组成的吸附塔进一步分离二氧 化碳；液化提纯单元，与二级或多级变吸附单元的尾部相连，对解吸获得的二 氧化碳进行液化闪蒸或精馏提纯。进一步地，上述预处理单元还包括脱氧装置。进一步地，上述一级、二级或多级变压吸附单元中，由单个吸附塔或多 个吸附;荅同时进行吸附操作。进一步地，上述一级、二级或多级变压吸附单元由吸附塔、吸附塔与管 道间连接的程控阅门组件以及PLC控制系统组成，并由PLC控制系统实现阀5门的开启和关闭。进一步地，上述变压吸附单元还包括1-4个均压罐。进一步地，上述的液化提纯单元包括依次连接的致冷装置、液化装置和精馏塔；其中，液化装置与上述的二级或多级变压吸附单元的尾部连接；所 述精馏塔的塔顶安装冷凝装置和回流装置，使塔顶气体冷凝后沿回流装置出 口进入所述精馏塔顶部进行回流，所述精馏塔底部设有再沸器和产品收集装置。本专利技术的优点和积极效果(1) 本专利技术采用垃圾填埋气为原料，提供了二氧化碳回收提纯工艺及其 装置，利用预处理后的填埋气中C02和CH4对吸附材料的吸附性的不同而从 填埋气中提纯C02，本专利技术的装置具有良好的防爆性且分离效果好。(2) 由于二氧化碳是在变压吸附解吸过程中获得，具有较高的浓度，经 液化闪蒸或精馏操作后，其纯度可达到工业级或分析纯。可广泛应用于冶金、 食品、制造、生物等多个工业；同时还可以得到较高品质的CH4气体，可以 用作发电、替代汽车燃料、管道天然气等多种用途。(3) 本专利技术应用范围广泛，适用于CO2含量在40。/。以上的任何填埋气、 生物气等沼气，在避免了环境污染的同时还充分利用了能源。附图说明图1为本专利技术的工艺流程图2为本专利技术实施例的工艺流程图3为本专利技术的装置连接结构示意图4为本专利技术的变压吸附设备单元结构示意图。图中，1-原料气緩冲罐2-过滤装置3-脱硫装置4-脱氧装置5-压缩机 6-冷干机7-—级变压吸附装置71-吸附塔72-均压罐8-再生气压缩机 9-冷却器 10-二级变压吸附装置 11-致冷器 12-液化器 13-精馏塔 14-全凝器 15-回流罐 16-再沸器 17-二氧化碳产品罐18-阀门具体实施例方式本专利技术的具体工艺流程可由图1表明，本专利技术利用变压吸附(PSA)技 术，根据预处理后的填埋气中C02和CH4对吸附材料的吸附性的不同而从填 埋气中提纯C02，同时还可以回收CH4气体，是一种集节能与环保于一身的 资源再生综合利用工艺。本专利技术的工艺步骤如下(1) 预处理将经过脱^^、脱氧等除杂预处理的填埋气压缩，其中上述 的脱氧步骤也可以省掉；(2) 压缩气体进入一级变压吸附进行分离提纯，首先对处理气进行高压 吸附，从塔顶将含有高含量CH4 (约为90%)的吸附气排出；然后，吸附塔 内均压、逆放，降至常压，此时从塔顶流出的解吸气中含有70~80%左右的 C02,余下的气体为N2及CH4;之后对装置抽真空，使得一级吸附单元的吸 附剂得以再生；吸附剂再生也可以采用反吹、清洗的方式。(3 ) —级变压吸附处理后，依据最终C02产品气的用途选择不同的C02 提纯方式，如果只作为一般的工业原料，可以继续利用二级变压吸附进行粗 提纯，操作方式与一级变压吸附基本一致，此过程可以将产品气中C02的浓 度提高到98%以上；也可以再增加一级变压吸咐，即利用三级变压吸附进4亍 进一步的提纯。(4)利用液化闪蒸或精馏法对C02产品气继续提纯。本专利技术的提纯精制可采用现有技术中的任何适于C02产品的液化闪蒸和精馏的方法和设备。其 中，98 %以上的C02气体经精馏法提纯后浓度可达99.99 %以上，达到国家食 品级二氧化碳标准。如图2所示，以一个具体实施例对本专利技术的方法作进一步说明。从垃圾 填埋气中提取C02的主要工艺过程如下(1) 填埋气预处理将抽取的垃圾填埋气首先进行过滤，然后进入脱碌u 单元、脱氧单元，脱除原料气中的含硫、氧气体以及部分水分、杂质颗粒、 少量酸性气体和油脂。然后进行压缩，压缩气体压力为0.3 2.0MPa，该压缩 步骤也可以在脱辟u前进行。(2) —级变压吸附分离CH4和C02:经脱^^u、脱氧处理后的填埋气进入7第一级变压吸附单元。该变压吸附系统由2 ~ 8个吸附床组成的连续运转系统， 吸附床层气体入口端装填活性碳或硅胶、分子篩以及碳分子筛中的一种或几 种复合填装吸附剂。每个吸附床在一次循环中依次经历吸附、本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种从垃圾填埋气中提纯回收二氧化碳的方法，其特征在于：包括如下步骤： （１）预处理后的填埋气通过一级变压吸附分离出二氧化碳； （２）分离出的二氧化碳通过二级或多级变压吸附获得二氧化碳净化气； （３）二氧化碳净化气通过液化闪蒸或精馏进行 提纯。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：邓舟，夏洲，胡益铭，张妍，田玲，
申请(专利权)人：北京健坤伟华新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：11[]
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