CN102861509A - 一种沼气脱碳三级解析工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种沼气脱碳三级解析工艺，脱硫后的沼气经压缩机压缩后进入吸收塔进行喷淋洗涤，经洗涤净化后的沼气分成两部分，一部分去后续脱水工序，一部分去三级解析塔；吸收塔洗涤液减压后进入一级解析塔，经过初步解析的洗涤液，再次减压后进入二级解析塔；经过两级解析的洗涤液，从三级解析塔塔顶进入三级解析塔，来自吸收塔顶的净化沼气从三级解析塔塔底进入三级解析塔，将来自二级解析塔的洗涤液中的残余二氧化碳深度解析；经过三级解析的洗涤液，返回吸收塔顶部对脱硫后的沼气进行喷淋洗涤，实现循环。本发明工艺流程简单，操作安全，吸收二氧化碳能力强，产品气体回收率较高，解析能力强，对环境无污染。
Description
技术领域
本发明属于沼气提纯技术领域，尤其涉及一种沼气脱碳三级解析工艺。
背景技术
面对世界性能源和气候危机，我国在“十二五”期间对能源结构做出重大调整。而降低排放强度的首选方式是改变以煤、石油为主的能源结构，从供应端上降低碳排放强度，增加引进清洁型的可再生能源。沼气应用正符合这一特征，因此国家将统筹规划“十二五”沼气建设，把以沼气为重点的能源建设纳入国家“十二五”能源发展战略，在制定能源发展规划、出台扶持政策和安排项目资金时给予倾斜。
目前沼气脱碳主要是溶剂吸收法，该法分离效果较好，但投资费用大，能耗高，经济性较差。
发明内容
本发明的目的是提供一种工艺流程简单、能耗低的沼气脱碳三级解析工艺。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种沼气脱碳三级解析工艺，脱硫后的沼气经压缩机压缩后进入吸收塔进行喷淋洗涤，经洗涤净化后的沼气分成两部分，一部分去后续脱水工序，一部分去三级解析塔；吸收塔洗涤液减压后进入一级解析塔，经过初步解析的洗涤液，再次减压后进入二级解析塔；经过两级解析的洗涤液，从三级解析塔塔顶进入三级解析塔，来自吸收塔顶的净化沼气从三级解析塔塔底进入三级解析塔，将来自二级解析塔的洗涤液中的残余二氧化碳深度解析；经过三级解析的洗涤液，返回吸收塔顶部对脱硫后的沼气进行喷淋洗涤，实现循环。
所述吸收塔操作压力为0.6-2.0MPa；所述一级解析塔操作压力为0.3-1.0MPa；所述二级解析塔操作压力为常压；所述三级解析塔操作压力为3KPa-10KPa。
所述吸收塔顶净化沼气分为两部分，其中70%-90%去后续脱水工续，10%-30%去三级解析塔。
所述二级解析塔和三级解析塔叠放，二级解析塔置于三级解析塔之上，二级解析塔洗涤液通过液柱静压进入三级解析塔顶部。
三级解析塔顶的馏分气体返回至压缩机入口处循环利用。
所述洗涤液为水。
本发明的优点是：本发明的工艺系统是一个封闭系统，靠自身产品气完成洗涤液的深度解析，整个系统没有外界气体进入，从而保障产品气的纯度，避免传统工艺中因采用空气解吸而造成产品气中氧气、氮气等组分增加问题；本发明可将沼气中二氧化碳吸收，净化沼气达到国家车用天然气标准，同时洗涤液中溶解的二氧化碳解析释放，从而提高洗涤液吸收能力；本发明将吸收塔顶的净化沼气通入三级解析塔底部将洗涤液进行深度解析，在提高解析能力的同时，减少解析能耗；本发明工艺流程简单，操作安全，吸收二氧化碳能力强，产品气体回收率较高，解析能力强，对环境无污染。
具体实施方式
一种沼气脱碳三级解析工艺，已脱硫的沼气经沼气压缩机压缩至0.6-2.0MPa进入吸收塔底部，进行喷淋洗涤，经洗涤净化后的沼气分成两部分，一部分去后续脱水工序，一部分去三级解析塔；吸收塔洗涤液减压至一定压力进入一级解析塔，将部分甲烷解析回收，提高甲烷收率；经过初步解析的洗涤液，再次减压后进入二级解析塔，将二氧化碳解析释放；经过两级解析的洗涤液，通过液柱静压至三级解析塔顶部，来自吸收塔的净化沼气从塔底进入三级解析塔，将来自二级解析塔的洗涤液中的残余二氧化碳深度解析，解析气返回沼气压缩机入口循环利用；经过三级解析的洗涤液，经过水泵增压后返回吸收塔顶部，完成循环过程；三级解析塔顶的馏分气体返回至压缩机入口处循环利用。。
本发明吸收塔采用立式填料塔，填料为散堆填料或规整填料。洗涤液从塔顶经分布器均匀喷淋；洗涤液与沼气在塔中部的填料层进行充分的传热传质完成二氧化碳的吸收，出塔顶净化沼气分为两部分，一部分去后续脱水工序，一部分去三级解析塔；吸收塔底的洗涤液从塔底去往一级解析塔。
本发明一级解析塔采用立式填料塔，填料为散堆填料或规整填料。洗涤液从塔顶经分布器均匀喷淋；在塔中部的填料层完成初步解析，释放出部分甲烷和二氧化碳，从塔顶返回至沼气提纯系统入口，增加甲烷收率；初步解析的洗涤液从塔底去往二级解析塔。
本发明二级解析塔采用立式填料塔，填料为散堆填料或规整填料。经一级解析的洗涤液从塔顶经分布器均匀喷淋；在塔中部的填料层完成二级解析，将洗涤液中溶解的二氧化碳释放；经过两级解析的洗涤液通过液柱静压去往三级解析塔。
本发明三级解析塔采用立式填料塔，填料为散堆填料或规整填料。经两级解析的洗涤液从塔顶经分布器均匀喷淋；在塔中部的填料层与塔底通入的净化沼气逆流接触完成三级解析，将洗涤液中溶解的二氧化碳深度解析。
二级解析塔和三级解析塔叠放，二级解析塔置于三级解析塔之上。
本发明吸收塔的操作压力为0.6-2.0MPa，因甲烷和二氧化碳在水中溶解度不同，此工况下洗涤液可吸收沼气中的大部分二氧化碳，可保证出吸收塔净化沼气中二氧化碳含量小于3%。
本发明一级解析塔的操作压力为0.3-1.0MPa，因甲烷和二氧化碳在水中溶解度不同，此工况下洗涤液中溶解的大部分甲烷从一级解析塔顶释放回收。
本发明的二级解析塔操作压力为常压，将洗涤液中溶解的二氧化碳解析并从塔顶排出，因为只是单纯闪蒸过程且在甲烷经过一级减压释放，塔顶解析气中的二氧化碳含量高达97%以上，可以回收利用。
本发明的三级解析塔操作压力为3KPa-10KPa，将洗涤液中溶解的残余二氧化碳深度解析，塔顶排出的馏分气体返回沼气压缩机入口。因为塔底通入了经净化的沼气，二氧化碳分压大大减少，所以经三级解析后洗涤液中二氧化碳含量已经很少（约40ppm）；又因为解析气循环利用，系统甲烷回收率可高达98%以上。
本发明中，洗涤液可采用水、甲醇、醇氨溶液等。
下面结合具体实施例进一步说明本发明：
实施例1
沼气脱碳洗涤液三级解析工艺，脱硫沼气经沼气压缩机增压至2MPa进入吸收塔，塔顶净化沼气的30%送入三级解析塔，出吸收塔洗涤液减压至1.0MPa进入一级解析塔，将部分甲烷解析回收；经过一级解析的洗涤液，减压至常压后进入二级解析塔，将二氧化碳解析释放；经过两级解析的洗涤液通过液柱静压至三级解析塔顶部，与来自吸收塔的净化沼气逆流接触，洗涤液得以深度解析。三级解析塔操作压力3KPa。解析气返回沼气压缩机入口循环利用，洗涤液经水泵增压后送入吸收塔。产品经检测，甲烷收率为99%，吸收塔顶净化沼气中二氧化碳含量为0.5%、甲烷含量为99.3%。
实施例2
沼气脱碳洗涤液三级解析工艺，脱硫沼气经沼气压缩机增压至1MPa进入吸收塔，塔顶净化沼气的20%送入三级解析塔，出吸收塔洗涤液减压至0.5MPa进入一级解析塔，将部分甲烷解析回收；经过一级解析的洗涤液，减压至常压后进入二级解析塔，将二氧化碳解析释放；经过两级解析的洗涤液通过液柱静压至三级解析塔顶部，与来自吸收塔的净化沼气逆流接触，洗涤液得以深度解析。三级解析塔操作压力5KPa。解析气返回沼气压缩机入口循环利用，洗涤液经水泵增压后送入吸收塔。产品经检测，甲烷收率为99%，吸收塔顶净化沼气中二氧化碳含量为1%、甲烷含量为98.6%。
实施例3
沼气脱碳洗涤液三级解析工艺，脱硫沼气经沼气压缩机增压至0.6MPa进入吸收塔，塔顶净化沼气的10%送入三级解析塔，出吸收塔洗涤液减压至0.3MPa进入一级解析塔，将部分甲烷解析回收；经过一级解析的洗涤液，减压至常压后进入二级解析塔，将二氧化碳解析释放；经过两级解析的洗涤液通过液柱静压至三级解析塔顶部，与来自吸收塔的净化沼气逆流接触，洗涤液得以深度解析。三级解析塔操作压力10KPa。解析气返回沼气压缩机入口循环利用，洗涤液经水泵增压后送入吸收塔。产品经检测，甲烷收率为98%，吸收塔顶净化沼气中二氧化碳含量为2%、甲烷含量为97.5%。
Claims (6)
1.一种沼气脱碳三级解析工艺，其特征在于，脱硫后的沼气经压缩机压缩后进入吸收塔进行喷淋洗涤，经洗涤净化后的沼气分成两部分，一部分去后续脱水工序，一部分去三级解析塔；吸收塔洗涤液减压后进入一级解析塔，经过初步解析的洗涤液，再次减压后进入二级解析塔；经过两级解析的洗涤液，从三级解析塔塔顶进入三级解析塔，来自吸收塔顶的净化沼气从三级解析塔塔底进入三级解析塔，将来自二级解析塔的洗涤液中的残余二氧化碳深度解析；经过三级解析的洗涤液，返回吸收塔顶部对脱硫后的沼气进行喷淋洗涤，实现循环。
2.如权利要求1所述的沼气脱碳三级解析工艺，其特征在于，所述吸收塔操作压力为0.6-2.0MPa；所述一级解析塔操作压力为0.3-1.0MPa；所述二级解析塔操作压力为常压；所述三级解析塔操作压力为3KPa-10KPa。
3.如权利要求1或2所述的沼气脱碳三级解析工艺，其特征在于，所述吸收塔顶净化沼气分为两部分，其中70%-90%去后续脱水工续，10%-30%去三级解析塔。
4.如权利要求3所述的沼气脱碳三级解析工艺，其特征在于，所述二级解析塔和三级解析塔叠放，二级解析塔置于三级解析塔之上，二级解析塔洗涤液通过液柱静压进入三级解析塔顶部。
5.如权利要求4所述的沼气脱碳三级解析工艺，其特征在于，三级解析塔顶的馏分气体返回至压缩机入口处循环利用。
6.如权利要求5所述的沼气脱碳三级解析工艺，其特征在于，所述洗涤液为水。
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