CN102154045B - 瓦斯气体中低浓度二氧化碳处理方法 - Google Patents

瓦斯气体中低浓度二氧化碳处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种瓦斯气体中低浓度二氧化碳处理方法，属煤化工技术领域。该方法采用新型鼓泡喷淋塔，以石灰水为吸收剂，采用先鼓泡后喷淋的方法，对瓦斯气体中低浓度二氧化碳进行连续处理，满足工业化连续运作需求，使得瓦斯气能正常发电。对于不同煤层、不同矿井的瓦斯二氧化碳的去除均适用，工艺流程简单、自动化程度高、投资少、回收大，能广泛用于瓦斯发电，提高发电效率，实现节能减排。

Description

瓦斯气体中低浓度二氧化碳处理方法
技术领域
    本发明涉及一种二氧化碳处理方法，尤其涉及一种瓦斯气体中低浓度二氧化
碳处理方法，属煤化工技术领域。
背景技术
瓦斯气即煤层气通常存在于煤矿中，随着煤矿的开采利用，煤层气不断地泄漏到大气中，加剧了全球的温室效应。为了充分利用煤矿地面抽放站抽出的瓦斯，变废为宝，将废弃的资源进行利用，目前主要开发途径是：利用瓦斯气进行发电。
瓦斯气作为清洁能源，热值高、无污染，可以作为工业燃料、化工原料和居民生活燃料。瓦斯气发电主要是依靠达到爆炸浓度的瓦斯气爆燃所产生的能量来驱动发电机组运转，但目前很多矿井瓦斯气中二氧化碳含量较高，大大增加了瓦斯气爆炸的浓度下限，使得瓦斯气得不到有效利用，而瓦斯气纯化目前依然没有成熟的可行的生产技术。
发明内容
本发明目的在于提供一种瓦斯气体中低浓度二氧化碳的处理方法，除去其中低浓度二氧化碳，满足工业化连续运作需求，使得瓦斯气能正常发电。
为实现本发明目的，以石灰水为吸收剂，采用先鼓泡后喷淋的方法，除去瓦斯气中低浓度二氧化碳。具体通过如下技术方案对瓦斯气体中低浓度二氧化碳进行处理：
（1）启动循环泵，调节泄压阀及回流管阀门开度，使整个水循环系统处于比较稳定的状态；
（2）启动化灰设备，向化灰池中加入熟石灰，制取石灰水，将浆液槽、澄清槽、沉淀槽装满，使循环水中碱的含量达到饱和；
 (3)打开喷淋塔一个喷淋管阀门，使喷淋塔鼓泡层中充满饱和石灰水，待水循环系统稳定后，再同时打开瓦斯气体进、出口阀及放空阀，使出口阀及放空阀处于全开状态，调节瓦斯气体进口阀开度，使瓦斯气体流量保持在300 -3000                                                
Figure 2011100519081100002DEST_PATH_IMAGE002
，待气流稳定后，慢慢关上放空阀，使瓦斯气先在鼓泡塔中净化；
(4)随着瓦斯气体流量的增加，逐步将多个喷淋管阀门打开，通过喷淋增加瓦斯气与吸收剂接触时间、接触面积，使瓦斯气再次净化。
本发明创新点在于：
(1)本发明采用新型鼓泡喷淋吸收塔吸收处理煤层气中的CO2；吸收塔分两部分：下部为鼓泡层，用石灰水吸收大量的CO2，上部喷雾层，有效增加瓦斯气与吸收剂接触时间、接触面积，提高吸收效率，对低含量CO2有较好的吸收效果，达到高效净化CO2的目的。能将瓦斯气体中的二氧化碳浓度降低至1%以下，保证发电机的正常运转。使瓦斯气中甲烷的浓度保持在7%-9%之间，达到瓦斯气的爆炸极限。
(2)采用饱和石灰水吸收瓦斯气中二氧化碳，工艺简单，反应快、吸收充分、设备利用率高，效果明显。
(3)饱和的石灰水可以循环，能节约大量的水资源，减少投资成本，成本低，便于工业化生产。
(4)有效地解决了瓦斯利用效率问题。采用本装置前，由于二氧化碳的浓度过高，从井下抽出的瓦斯气不能正常带动发电机组，使用本装置后二氧化碳的浓度得到了有效的控制，降低了瓦斯爆炸浓度的下限，可以带动发电机组正常发电，也增加了可观的经济社会效益。
(5) 本发明所产生的废弃物为轻质碳酸钙，可以作为建筑原料再利用。本发明不仅实现了二氧化碳的彻底减排，而且达到了资源的优化配置。
附图说明
图1为本发明工艺流程图；
图2为本发明鼓泡喷淋塔吸收塔结构示意图；其中（7）为塔体、（3）为进气口、（1）为出气口，进气口（3）位于塔体（7）底部一侧，出气口(1)位于塔体(7)顶部，塔体(7)内自下而上均匀连接多个喷淋管(2)；塔体(7)内底部设有鼓泡层(6)、排渣口(10)，进气口(3)位于鼓泡层(6)、排渣口（10）之间；鼓泡层（6）内设置有气体分布器（4）、挡板(11)；排渣口(10)与浮筒 (5)相连；浮筒内的浮球控制排渣时间，从出口（8）排出。喷淋管（2）由上自下通过多个固定架固定在塔体上。进气口（3）、出气口（1）连有在线检测二氧化碳气体含量装置；塔内情况通过人孔（9）观察和维修。除去CO2后的瓦斯气，经在线检测达到瓦斯气正常发电要求，通过出气管道（1），进入发电站，作为发电清洁能源使用。
具体实施方式
为对本发明进行更好的说明，举实施例如下：
1. 启动循环泵，调节泄压阀及回流管阀门开度，使整个水循环系统处于比较稳定的状态；
2、启动化灰设备，向化灰池中加入熟石灰，制取石灰水，将浆液槽、澄清槽、沉淀槽装满，使循环水中碱的含量达到饱和；
3、打开喷淋塔一个喷淋管阀门，使喷淋塔鼓泡层中充满饱和石灰水，观察浮筒内浮球的状态变化，使浮球恰好处于漂浮状态，保持塔釜处于水封状态，直至循环泵正常运行，待水循环系统稳定后，再同时打开瓦斯气体进、出口阀及放空阀，使出口阀及放空阀处于全开状态，调节瓦斯气体进口阀开度，使瓦斯气体流量保持在300 -3000
Figure DEST_PATH_IMAGE003
，待气流稳定后，慢慢关上放空阀，使瓦斯气先在鼓泡塔中净化；
4、随着瓦斯气体流量的增加，逐步将多个喷淋管阀门打开，通过喷淋增加瓦斯气与吸收剂接触时间、接触面积，使瓦斯气再次净化。
     采用上述方法处理某矿区输出的瓦斯气中二氧化碳，用于瓦斯发电，处理前后瓦斯气中成分变化如下： 
Figure 2011100519081100002DEST_PATH_IMAGE004
由上述实验数据可以得出以下结论：
（1）瓦斯气中的二氧化碳的浓度明显降低，且均在1％以内。
（2）通过瓦斯提纯，瓦斯气中甲烷的浓度均达到7％以上，可以满足发电要求。
（3）气体经过吸收塔后，压降约为3－4KPa，出口压力可以满足发电要求。

Claims (3)

1.一种瓦斯气体中低浓度二氧化碳处理方法，其特征在于，通过如下步骤对瓦斯气体中低浓度二氧化碳进行处理：
（1）启动循环泵，调节泄压阀及回流管阀门开度，使整个水循环系统处于比较稳定的状态；
（2）启动化灰设备，向化灰池中加入熟石灰，制取石灰水，将浆液槽、澄清槽、沉淀槽装满，使循环水中碱的含量达到饱和；
 (3)打开喷淋塔一个喷淋管阀门，使喷淋塔鼓泡层中充满饱和石灰水，待水循环系统稳定后，再同时打开瓦斯气体进、出口阀及放空阀，使出口阀及放空阀处于全开状态，调节瓦斯气体进口阀开度，使瓦斯气体流量保持在300 -3000                                                
Figure 868322DEST_PATH_IMAGE001
，待气流稳定后，慢慢关上放空阀，使瓦斯气先在鼓泡塔中净化；
(4)随着瓦斯气体流量的增加，逐步将多个喷淋管阀门打开，通过喷淋增加瓦斯气与吸收剂接触时间、接触面积，使瓦斯气再次净化。
2.如权利要求1所述的瓦斯气体中低浓度二氧化碳处理方法，其特征在于，根据瓦斯气体流量的波动，调节喷淋管阀门的用量。
3.如权利要求1所述的瓦斯气体中低浓度二氧化碳处理方法，其特征在于，在线检测瓦斯气体进、出口中CO2的含量。
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