一种沼气脱碳的系统技术方案

本发明专利技术公开了一种沼气脱碳系统，属于气体分离技术领域。本发明专利技术为了解决沼气脱碳的技术难题，使用以氮-甲基二乙醇胺原料为主体的吸收液与沼气逆流接触，吸收液吸收沼气中的二氧化碳气体后，可以获得高纯度的甲烷气体；富含二氧化碳的吸收液解吸出二氧化碳气体后，吸收液不断循环使用。本发明专利技术与现有技术相比，具有对二氧化碳气体吸收容量高、净化度高、过滤液可以反复使用等特点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于气体分离
，更具体地说，属于一种利用气液接触从沼气中分离出二氧化碳气体的技术。
技术介绍
沼气是一种清洁能源，现已被广泛使用。用污泥生产沼气已经有一百多年的历史，但作为规模化、工业化的生产却是近二十年左右的事。用污泥生产沼气的现代工艺是在电脑化控制的反应容器内，根据处理物的各种不同条件随时对容器里的厌氧环境进行调节，达到充分利用自然界普遍存在的微生物，参与有机物逐级发酵降解(水解、酸化、气化)，最 终实现发酵产生甲烷气体。发酵产物(沼气)中主要是气态的甲烷和二氧化碳，将其收集后用作清洁燃料。如何对发酵产物(沼气)进行进一步提纯，制取符合工业和生活使用标准的甲烷气体，是本领域内的技术难题。二十世纪七十年代德国开始使用氮-甲基二乙醇胺(简称MDEA)溶液与加压混合气体接触，使混合气体中的二氧化碳被氮-甲基二乙醇胺溶液吸收。氮-甲基二乙醇胺溶液通过常压解吸及蒸汽气提使二氧化碳从氮-甲基二乙醇胺溶液中解吸出来。如果单纯使用氮-甲基二乙醇胺溶液吸收和解吸二氧化碳，则二氧化碳净化度较低，二氧化碳的吸收和解吸速度较慢，热耗较高。中国专利(公开号为CN1091332A)公开了一种“多胺法脱出气体中二氧化碳及硫化物”的专利技术专利(对比文件I)，该专利中公开了一种含有两种活化剂的氮-甲基二乙醇胺复合溶液，该复合溶液在脱出二氧化碳时，二氧化碳净化度虽然较高，但是存在热耗较高的问题。中国专利(公开号为CN1107530C)公开了一种“复合脱碳液”的专利技术专利(对比文件2)，该专利中公开的复合脱碳液中带有二甲基乙醇胺、甲基乙醇胺、二氮己环三种不同碱性的活化剂，虽然较上述一种“多胺法脱出气体中二氧化碳及硫化物”的专利技术专利有所改进，降低了热耗和成本，但是仍然存在着相当的能源损耗问题。上述两篇专利文献所公开的技术方案均用于合成氨工艺中的脱碳环节，采用这两篇专利文献所公开的技术方案可以在一定程度上解决沼气脱碳的技术问题，由于沼气提纯中的脱碳环节与合成氨工艺中的脱碳环节存在一定的差异，使用这两种技术方案仍然存在需要克服的问题。经过发酵出来的沼气在进行脱碳之前需要进行脱硫工序，以脱除沼气中的硫化氢气体。如何进一步降低净化气体中二氧化碳的含量、提高氮-甲基二乙醇胺溶液的吸收能力、降低热损耗等问题仍然在制约着沼气提纯

技术实现思路
本专利技术为了解决以上技术问题，给出了一种沼气脱碳系统。本专利技术的一种沼气脱碳系统，其特征在于所述沼气脱碳系统包括CO2吸收塔、前置冷却器、前置分离器、气体压缩机、塔前分离器、活性碳过滤器、塔后冷却器、塔后分离器、贫液泵、CO2再生塔、溶液换热器、吸收液贫液冷却器、吸收液贫液过滤器、CO2换热器、CO2冷却器、CO2分离器、富液调节阀、循环水泵、蒸煮器、循环水回水总管、循环水出水总管、循环水冷却塔、沼气池、溶液贮槽、地下槽、溶液过滤器、循环水池；其中 前置冷却器与前置分离器通过管路相连；前置分离器与气体压缩机通过管路相连；气体压缩机与塔前分离器通过管路相连；塔前分离器与活性碳过滤器通过管路相连；活性碳过滤器与CO2吸收塔通过管路相连；CO2吸收塔与塔后冷却 器通过管路相连；塔后冷却器与塔后分离器通过管路相连； 贫液泵通过管路与CO2吸收塔的顶部相连；溶液换热器通过管路与CO2吸收塔的底部相连；溶液换热器通过管路与CO2再生塔的塔顶相连；蒸煮器的一端与CO2再生塔的上塔底通过管路相连；蒸煮器的另一端与CO2再生塔的下塔底通过管路相连；CO2再生塔通过管路与吸收液贫液冷却器相连；吸收液贫液冷却器通过管路与吸收液贫液过滤器相连；溶液过滤器通过管路与CO2再生塔的下塔底相连；溶液过滤器通过管路与吸收液贫液过滤器；吸收液贫液过滤器通过管路与贫液泵相连；co2分离器通过管路与CO2再生塔的顶部相连；CO2换热器与CO2再生塔的上塔顶通过管路相连；C02换热器与CO2冷却器通过管路相连；C02冷却器与CO2分离器通过管路相连；C02分离器与CO2再生塔通过管路相连。本专利技术与现有技术相比，具有对二氧化碳气体吸收容量高、净化度高、过滤液可以反复使用，大大降低了热损耗等优点。附图说明附图I是本专利技术沼气脱碳系统的结构简图。具体实施例方式图I是本专利技术沼气脱碳系统的结构简图，本专利技术工艺的沼气脱碳设备主要包括前置CO2吸收塔I、冷却器2、前置分离器3、气体压缩机4、塔前分离器5、活性碳过滤器6、塔后冷却器7、塔后分离器8 ;贫液泵9、C02再生塔10、溶液换热器11、贫液冷却器12、贫液过滤器13 ； CO2换热器14、C02冷却器15、C02分离器16、富液调节阀17、循环水泵18、蒸煮器19、循环水回水总管20、循环水冷却塔21、沼气池22、溶液贮槽23、地下槽24、溶液过滤器25、循环水池26。前置冷却器2与前置分离器3通过管路相连；前置分离器3与气体压缩机4通过管路相连；气体压缩机4与塔前分离器5通过管路相连；塔前分离器5与活性碳过滤器6通过管路相连；活性碳过滤器6与CO2吸收塔I通过管路相连；CO2吸收塔I与塔后冷却器7通过管路相连；塔后冷却器7与塔后分离器8通过管路相连； 贫液泵9通过管路与CO2吸收塔I的顶部相连；溶液换热器11通过管路与CO2吸收塔I的底部相连；溶液换热器11通过管路与CO2再生塔10的塔顶相连；蒸煮器19的一端与CO2再生塔10的上塔底通过管路相连；蒸煮器19的另一端与CO2再生塔10的下塔底通过管路相连；CO2再生塔10通过管路与吸收液贫液冷却器12相连；吸收液贫液冷却器12通过管路与吸收液贫液过滤器13相连；溶液过滤器25通过管路与CO2再生塔10的下塔底相连；溶液过滤器25通过管路与吸收液贫液过滤器13 ;吸收液贫液过滤器13通过管路与贫液泵9相连；C02分离器16通过管路与CO2再生塔10的顶部相连；CO2换热器14与CO2再生塔10的上塔顶通过管路相连；C02换热器14与CO2冷却器15通过管路相连；C02冷却器15与CO2分离器16通过管路相连；C02分离器16与CO2再生塔10通过管路相连。本专利技术沼气脱碳系统工艺流程包括沼气运行流程，吸收液运行流程，CO2气体运行流程，循环水运行流程，蒸汽运行流程。沼气运行流程沼气一前置冷却器2 —前置分离器3 —气体压缩机4 —塔前分离器5 —活性碳过滤器6 — CO2吸收塔I —塔后冷却器7 —塔后分离器8。经过脱硫工序的沼气，其进入前置冷却器2之前温度一般为60°C、压力为20kPa左右。沼气先经前置冷却器2冷却至40°C，再送前置分离器3分离出气体中的冷凝水，然后送气体压缩机4加压至O.SMPa再送塔前分离器5、活性碳过滤器6分离气体中的水份和夹带的压缩机油水后从吸收塔I的下部进入吸收塔1，从下往上沿吸收塔I内各层填料与从塔顶喷淋而下的氮-甲基二乙醇胺吸收液逆流接触，除去沼气中的CO2，经过这样处理的沼气即成为提纯气中，即高·纯度的甲烷气体；提纯气经吸收塔I顶除沫器后出塔，温度约为80°c，再经塔后冷却器7冷却至40°C，再送塔后分离器8分离出气体中的冷凝水，提纯气(即甲烷气体)并网送入市政煤气网。吸收液运行流程过滤液贫液一贫液泵9 — CO2吸收塔I —溶液换热器11管程—CO2再生塔10的上塔一CO2再生塔10中部的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种沼气脱碳系统，其特征在于：所述沼气脱碳系统包括CO2吸收塔(1)、前置冷却器(2)、前置分离器(3)、气体压缩机(4)、塔前分离器(5)、活性碳过滤器(6)、塔后冷却器(7)、塔后分离器(8)、贫液泵(9)、CO2再生塔(10)、溶液换热器(11)、吸收液贫液冷却器(12)、吸收液贫液过滤器(13)、CO2换热器(14)、CO2冷却器(15)、CO2分离器(16)、富液调节阀(17)、循环水泵(18)、蒸煮器(19)、循环水回水总管(20)、循环水出水总管(27)、循环水冷却塔(21)、沼气池(22)、溶液贮槽(23)、地下槽(24)、溶液过滤器(25)、循环水池(26)；其中：前置冷却器(2)与前置分离器(3)通过管路相连；前置分离器(3)与气体压缩机(4)通过管路相连；气体压缩机(4)与塔前分离器(5)通过管路相连；塔前分离器(5)与活性碳过滤器(6)通过管路相连；活性碳过滤器(6)与CO2吸收塔(1)通过管路相连；?CO2吸收塔(1)与塔后冷却器(7)通过管路相连；塔后冷却器(7)与塔后分离器(8)通过管路相连；贫液泵(9)通过管路与CO2吸收塔(1)的顶部相连；溶液换热器(11)通过管路与CO2吸收塔(1)的底部相连；溶液换热器(11)通过管路与CO2再生塔(10)的塔顶相连；?蒸煮器(19)的一端与CO2再生塔(10)的上塔底通过管路相连；蒸煮器(19)的另一端与CO2再生塔(10)的下塔底通过管路相连；?CO2再生塔(10)通过管路与吸收液贫液冷却器(12)相连；吸收液贫液冷却器(12)通过管路与吸收液贫液过滤器(13)相连；溶液过滤器(25)通过管路与CO2再生塔(10)的下塔底相连；溶液过滤器(25)通过管路与吸收液贫液过滤器(13)；吸收液贫液过滤器(13)通过管路与贫液泵(9)相连；CO2分离器(16)通过管路与CO2再生塔(10)的顶部相连；CO2换热器(14)与CO2再生塔(10)的上塔顶通过管路相连；CO2换热器(14)与CO2冷却器(15)通过管路相连；CO2冷却器(15)与CO2分离器(16)通过管路相连；CO2分离器(16)与CO2再生塔(10)通过管路相连。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张敬，
申请(专利权)人：大连力达环境工程有限公司，大连利浦环境能源工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：