CN101717677A - 一种沼气制取生物天然气的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种沼气制取天然气的方法，其特征在于将沼气压缩至0.35～0.7MPa，进入吸塔，沼气由下而上与由上而下的吸收剂一乙醇胺溶液逆流接触，吸收掉CO2、H2S，从吸收塔顶出来的即为提纯的生物天然气。从吸收塔出来的富液经加热器加热至115～125℃，在解析塔中分解，放出CO2、H2S，吸收塔压力为0.35～0.7MPa，温度为常温，解析塔温度为105～110℃。本发明利用一种溶解度大的优良吸收剂(一乙醇胺)吸收沼气中的二氧化碳和硫化物，将沼气中的二氧化碳和杂质除去，使甲烷含量提高至95％以上，达到天然气组分的要求，称生物天然气，扩大沼气的用途，提高沼气的使用价值，具有明显的经济、社会、环境效益。
Description
技术领域
本发明涉及新能源利用技术领域，特别是一种沼气制取天然气的方法。
背景技术
以处理畜禽粪污、秸秆和农业废弃物为主的沼气发酵生态模式是我国发展生态农业的重要内容之一。近年来，我国农村沼气建设力度加大，沼气事业迎来了空前的发展。农村沼气建设成为资源节約型社会的能源工程。
农村沼气建设直接产品是沼气，沼气是由微生物产生的一种可燃性混合气体，其主要成分是甲烷(CH4)，甲烷在沼气中的含量50～75％；其次是二氧化碳(CO2)，25～45％；此外还有其它气体，如硫化氢、一氧化碳、氮气、水蒸气等。沼气与天然气组分相差很大，天然气甲烷含量达96％，热值达33500kJ/m3，而沼气热值只有天然气的50％还不到，这就限制了沼气的用途，作为管道输送是一种优质清洁的燃料，用于照明、民用和商业灶具、工业热源、沼气发电等用途，可替代秸秆、薪柴、煤炭等。天然气用途更为广泛，除了沼气所有的用途外，天然气也可用作化工原料。以天然气为原料的一次加工产品主要有合成氨、甲醇、炭黑等近20个品种，经二次或三次加工后的重要化工产品则包括甲醛、醋酸、碳酸二甲酯等50个品种以上。天然气可用作汽车燃料，其一氧化碳、氮氧化物与碳氢化合物排放水平都大大低于汽油、柴油发动机汽车，不积碳，不磨损，运营费用很低，是一种环保型替代能源。
目前，国内沼气只做为农村灶具燃料使用，用途不广，使用价值低，尚未开展沼气提浓工作，沼气提浓只是刚起步，在发展可再生能源受到高度重视下，沼气提纯制成生物天然气，扩大沼气用途也受到重视。
发明内容
本发明的目的是提供一种沼气制取天然气的方法，扩大了沼气的用途，提高沼气的使用价值。
本发明利用溶解度大的优良吸收剂(一乙醇胺)吸收沼气中的二氧化碳和硫化物的物理吸收法，将沼气中的二氧化碳和杂质除去，使甲烷含量提高至95％以上，达到天然气组分的要求，称为生物天然气。
本发明的原理：
用一乙醇胺的水溶液来吸收CO2、H2S时，所发生的主要反应如下：
2OHC2H4NH2+CO2+H2O＝(HOC2H4NH3)2CO3
2OHC2H4NH2+H2S＝(HOC2H4NH3)2S
在有压力和常温下，沼气中的二氧化碳和硫化氢与一乙醇胺接触时，H2S和CO2被一乙醇胺溶液吸收，从而沼气中的甲烷含量提高。
当一乙醇胺溶液减压，加热，一乙醇胺溶液放出CO2和H2S，溶液再生，循环使用。加热反应如下：
(HOC2H4NH3)2CO3＝2OHC2H4NH2+CO2+H2O
(HOC2H4NH3)2S＝2OHC2H4NH2+H2S
本发明的方法是将沼气经压縮机压缩至0.35～0.7mpa，进入吸塔，需要净化的沼气由下而上与由上而下的吸收剂一乙醇胺溶液逆流接触，溶液吸收掉沼气中的CO2、H2S，从吸收塔顶出来的即为提纯的生物天然气；从吸收塔底出来的富液经加热器加热至115～125℃，在解析塔中分解，放出CO2、H2S，溶液冷却后循环使用。
所述的吸收剂是质量百分比浓度为15～20％的一乙醇胺水溶液，吸收塔压力为0.35～0.7mpa，温度为常温；解析塔压力为常压，温度105～110℃；
本发明达到的技术指标：通过上述净化技术后，生物天然气甲烷含量95％以上，H2S在50mg/Nm3以下。
本发明具有的优点及效果：
1、沼气提纯将沼气生产企业和沼气使用单位分开，解决了管线长距离输送的困难问题。
2、增加了沼气的使用范围，提供了高品质的生物天然气，可作车用天然气气源，使沼气能量利用率大幅提高。
3、提高了沼气的使用价值，同时也提高了沼气的价格，充分利用了本地资源，推动了本地的经济发展，具有明显的经济、社会、环境效益。
附图说明
图1是本发明的沼气制生物天然气流程框图。
图2是本发明的沼气制生物天然气流设备示意图。
图2中，1-压縮机，2-吸收塔，3-循环泵，4-贫液槽，5-换热器，6-解析塔，7-贫液冷却器，8-解析液用加热器。
具体实施方式
实施例1：
如图2所示，将沼气用压縮机1加压至0.35mpa，进入吸收塔2(沼气量100m3/h)，用循环泵3将贫液槽4中的贫液送入吸收塔顶喷淋而下，沼气由下而上与由上而下的吸收剂一乙醇胺溶液逆流接触，吸收掉CO2、H2S，从吸收塔顶出来的即为提纯的生物天然气。
从吸收塔出来的富液经换热器5换热后进入解析塔6，解析塔底的解析液用加热器8加热至105～115℃，富液在解析塔中分解，放出CO2、H2S，解析后的贫液经换热降温，再用水冷却至35℃以下循环使用。一乙醇胺溶液是质量百分比浓度为15％的一乙醇胺水溶液，一乙醇胺循环量10m3/h，吸收塔压力为0.35mpa，温度为常温；解析塔压力为常压，温度105～110℃；
实施例2：
将沼气用压縮机1加压至0.7mpa，进入吸收塔2(沼气量100m3/h)，用循环泵3将贫液槽4中的贫液送入吸收塔顶喷淋而下，沼气由下而上与由上而下的吸收剂一乙醇胺溶液逆流接触，吸收掉CO2、H2S，从吸收塔顶出来的即为提纯的生物天然气。
从吸收塔出来的富液经换热器5换热后进入解析塔6，解析塔底的解析液用加热器8加热至105～115℃，富液在解析塔中分解，放出CO2、H2S，解析后的贫液经换热降温，再用水冷却至35℃以下循环使用。一乙醇胺溶液是质量百分比浓度为18％的一乙醇胺水溶液，一乙醇胺循环量5m3/h，吸收塔压力为0.7mpa，温度为常温；解析塔压力为常压，温度105～110℃。
实施例3：
将沼气用压縮机1加压至0.5mpa，进入吸收塔2(沼气量500m3/h)，用循环泵3将贫液槽4中的贫液送入吸收塔顶喷淋而下，沼气由下而上与由上而下的吸收剂一乙醇胺溶液逆流接触，吸收掉CO2、H2S，从吸收塔顶出来的即为提纯的生物天然气。
从吸收塔出来的富液经换热器5换热后进入解析塔6，解析塔底的解析液用加热器8加热至105～115℃，富液在解析塔中分解，放出CO2、H2S，解析后的贫液经换热降温，再用水冷却至35℃以下循环使用。一乙醇胺溶液是质量百分比浓度为20％的一乙醇胺水溶液，一乙醇胺循环量35m3/h，吸收塔压力为0.5mpa，温度为常温；解析塔压力为常压，温度105～110℃。
Claims (2)
1.一种沼气制取天然气的方法，其特征在于将沼气压缩至0.35～0.7mpa，进入吸塔，沼气由下而上与由上而下的吸收剂一乙醇胺溶液逆流接触，吸收掉CO2、H2S，从吸收塔顶出来的即为提纯的生物天然气；从吸收塔出来的富液经加热器加热至115～125℃，在解析塔中分解，放出CO2、H2S，吸收塔压力为0.35～0.7mpa，温度为常温，解析塔温度为105～110℃。
2.根据权利要求1所述的沼气制取天然气的方法，其特征在于所述的吸收剂一乙醇胺溶液是为15～20％(重量)的一乙醇胺水溶液。
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