CN104437008A - 一种净化提纯沼气制备生物甲烷的方法 - Google Patents

一种净化提纯沼气制备生物甲烷的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种净化提纯沼气制备生物甲烷的方法,包括:沼气增压,将增压后的沼气自吸收塔的下部通入吸收塔至塔内的压力达到0.3MPa~20MPa,再继续通入沼气,同时将吸收剂经吸收塔上部的喷嘴喷洒于塔中,使沼气与吸收剂充分接触以除去沼气中的二氧化碳;吸收塔内的压力为0.3MPa~20MPa,吸收剂和沼气的流量之比为8~100kg/h:1Nm3/h;吸收剂是以胆碱类低共熔溶剂或咪唑类离子液体中的至少一种作为有效成分的水溶液,有效成分的质量分数为5~90%。本发明能够有效地脱除沼气中的二氧化碳和硫化氢气体,成品气中甲烷的纯度能够达到95%。吸收剂能够再生,再生效率达到95%以上。

Description

一种净化提纯沼气制备生物甲烷的方法
技术领域
本发明属气体分离领域,涉及一种净化提纯沼气制备生物甲烷的方法,具体涉及使用一种以胆碱类低共熔溶剂或咪唑类离子液体中的至少一种作为有效成分净化提纯沼气制备生物甲烷的方法。
背景技术
沼气是一种安全、清洁、可再生的能源,其主要成分是甲烷,约45~60%,二氧化碳,约40~55%,还有少量的水、硫化氢、氮气、氧气等微量气体。通过对低劣生物质(秸秆、人畜粪便、生活垃圾等)厌氧发酵得到沼气,通过对沼气的净化、提纯可以得到应用价值更广泛的生物甲烷(甲烷含量大于97%),可以广泛应用于车用能源,化工原料等,这是改善我国能源结构,解决环境问题的重要手段。
目前广泛使用的沼气提纯技术主要有水洗法、醇胺法和膜分离。水洗法的装备成本过高,并且吸收塔内容易滋生微生物;而醇胺法的吸收剂再生能耗较高,对于设备的腐蚀也较为严重;膜分离法的甲烷损失比较大,对前期处理要求高,大型化存在一定的技术困难。
中国专利申请CN104083989 A公开了一种沼气压力水洗提纯净化的方法,主要设备有:增压装置、缓冲罐、水洗塔、解析塔、干燥器,该方法利用二氧化碳、硫化氢和甲烷在水中的溶解度不同,依据物理吸附过程建造水洗塔,通过压力水洗,除去沼气中的二氧化碳和硫化氢气体。吸收效率不高,工业放大后的设备投资较大。
中国专利申请CN102059037 A公开了一种从天然气尾气中提纯二氧化碳的工艺,用MEA(乙醇胺)贫液来吸收二氧化碳,然后将二氧化碳释放出来,将尾气中的二氧化碳转化成液态的二氧化碳用于工业生产中。但是该方法中吸收剂的再生能耗较高。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中水洗法装置成本高和醇胺法吸收剂再生能耗高的缺点,提供一种净化提纯沼气制备生物甲烷的方法,该方法在提高吸收效果的同时,能够降低吸收剂的再生能耗,从而降低整个生物甲烷的制备成本。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的:
一种净化提纯沼气制备生物甲烷的方法,包括以下步骤:
(1)、沼气增压至0.3MPa~20MPa;
(2)、将增压后的沼气自吸收塔的下部通入吸收塔至吸收塔内的压力达到0.3MPa~20MPa,再继续通入沼气,同时将吸收剂经吸收塔上部的喷嘴喷洒于塔中,使沼气与吸收剂充分接触以除去沼气中的二氧化碳,除去二氧化碳的气体经干燥得到生物甲烷成品气;
其中,吸收塔内的压力为0.3MPa~20MPa,所述的吸收剂和沼气的流量之比为8~100kg/h:1Nm3/h;所述的吸收剂是以胆碱类低共熔溶剂或咪唑类离子液体中的至少一种作为有效成分的水溶液,所述的吸收剂中有效成分的质量分数为5~90%。
作为本发明净化提纯沼气制备生物甲烷的方法的进一步方案,步骤(2)中吸收了二氧化碳的吸收剂进入闪蒸罐进行再生处理,闪蒸罐内压力为0.2~0.5MPa,温度为常温(15~30℃);当吸收塔压力与闪蒸罐的压差≥0.5MPa时,吸收了二氧化碳的吸收剂在闪蒸罐内再生处理除去二氧化碳,吸收剂再生效率达到95%以上;或当吸收塔压力与闪蒸罐的压差<0.5MPa时,吸收了二氧化碳的吸收剂在闪蒸罐内再生处理后,进入解析塔进行热再生处理除去二氧化碳,其中解析塔内压力为0.1Mpa,温度为50~95℃,吸收剂再生效率达到95%以上。
步骤(1)中,根据沼气中硫化氢的含量确定是否需要先进行脱除硫化氢处理,所述的沼气中硫化氢的含量≥80ppm时,沼气在脱硫塔进行脱除硫化氢处理后再经增压系统增压;所述的沼气中硫化氢的含量<80ppm时,沼气直接经增压系统增压。
步骤(2)中,所述的吸收塔内的温度为常温(15~30℃);所述的吸收塔内的压力优选为0.6MPa~2MPa,进一步优选为1.2MPa~2MPa;所述的吸收剂和沼气的流量之比优选为15~40kg/h:1Nm3/h,进一步优选为15~30kg/h:1Nm3/h。
所述的吸收剂中有效成分的质量分数优选为15%~50%。所述的吸收剂的有效成分为胆碱类低共熔溶剂或咪唑类离子液体的至少一种;所述的吸收剂中胆碱类低共熔溶剂和咪唑类离子液体的质量比为1:0~4。
所述的咪唑类离子液体的形式为[Cnmim][X],Cn代表直链烷烃(n=1、2、3),X为F(氟)、Cl(氯)、Br(溴)、I(碘)、BF4(四氟硼酸根)、PF6(六氟磷酸根)或Tf2N(双三氟甲黄酰亚胺根);所述的胆碱类低共熔溶剂为A和B混合后形成,A为ChCl(氯化胆碱)、[Choline][Pro](胆碱脯氨酸)、[Choline][Gly](胆碱甘氨酸)、[Choline][Ala](胆碱丙氨酸)、[Choline][Lys](胆碱赖氨酸)中的一种,B为urea(尿素)、EG(乙二醇)或PEG(聚乙二醇)中的至少一种,所述的A和B的摩尔比为0.1~5:1。
所述的甲烷成品气中CH4≥95%,CO2≤4%,H2S≤40ppm。
本发明还提供了一种用于净化提纯沼气制备生物甲烷的系统,包括:脱硫罐、气液分离罐Ⅰ、增压系统、缓冲罐、吸收塔、闪蒸罐、解析塔、吸收剂循环泵、吸收剂储箱、气液分离罐Ⅰ和干燥罐;所述的脱硫罐的出口与气液分离罐Ⅰ的进口连接,所述的气液分离罐Ⅰ的出口经增压系统与缓冲罐下部的进口连接,所述的缓冲罐上部的出口与吸收塔下部的进气口连接,吸收塔的上部设有至少一层喷嘴,吸收塔顶部的出气口经气液分离罐Ⅰ和干燥罐与甲烷收集装置连接;所述的吸收塔底部的液体出口与闪蒸罐的吸收剂进口连接,所述的闪蒸罐底部的液体出口与吸收剂储箱连接,闪蒸罐下部的另一个液体出口与解析塔上部的进口连接,解析塔顶部设有排气口,解析塔底部的液体出口与吸收剂储箱连接;所述的吸收剂储箱经吸收剂循环泵与吸收塔的喷嘴连接。
所述的净化提纯沼气制备生物甲烷的系统至少设有两个并联的干燥器。
吸收塔的上部设有至少一层喷嘴用于喷淋吸收剂;吸收塔的顶部设有除雾器;在吸收塔段的沼气进气管路上设有单向阀,在吸收塔的吸收液进液管路上设有微调阀;吸收塔底部的液体出口设有调节阀;在所述吸收塔的出气口处设有排气阀。
所述的闪蒸罐顶部设有出气口和排气口,闪蒸罐经出气口与气液分离罐Ⅰ的进口连接,在闪蒸罐的出气口管路上设有单向阀,闪蒸罐的排气口设有排气阀用于排空气体。根据闪蒸罐内吸收剂再生产生的气体的成分含量,决定是否需要将再生的气体和原料沼气混合再进行净化提纯处理。
所述的闪蒸罐底部的液体出口管路和闪蒸罐下部的另一个液体出口管路均设有单向阀。
和现有技术相比,本发明的有益效果:
本发明通过构建一种沼气净化提纯制备生物甲烷的方法,利用离子液体(胆碱类低共熔溶剂、咪唑类离子液体)水溶液作为吸收剂,离子液体稳定性好,对气体有极大的溶解性,能够有效地脱除沼气中的二氧化碳和硫化氢气体,得到的成品气中甲烷的纯度能够达到95%。吸收剂能够再生,再生效率达到95%以上,吸收剂再生能耗低,设备操作方便,投资较低。
附图说明
图1为净化提纯沼气制备生物甲烷的系统;
图1中,1-脱硫塔,2-气液分离罐Ⅰ,3-增压系统,4-缓冲罐,5-吸收塔,6-闪蒸罐,7-解析塔,8-吸收及循环泵,9-吸收剂储箱,10-气液分离罐Ⅱ,11-干燥罐Ⅰ,12-干燥罐Ⅱ。
图2为吸收塔内压力、吸收剂中有效成分的含量对制备生物甲烷的影响。
图3为吸收剂和沼气的流量之比对制备生物甲烷的影响。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
如图1所示,一种用于净化提纯沼气制备生物甲烷的系统,包括:脱硫罐1、气液分离罐Ⅰ2、增压系统3、缓冲罐4、吸收塔5、闪蒸罐6、解析塔7、吸收剂循环泵8、吸收剂储箱9、气液分离罐Ⅰ10和干燥罐;所述的脱硫罐1的出口与气液分离罐Ⅰ2的进口连接,所述的气液分离罐Ⅰ2的出口经增压系统3与缓冲罐4下部的进口连接,所述的缓冲罐4上部的出口与吸收塔5下部的进气口连接,吸收塔的上部设有至少一层喷嘴,吸收塔5顶部的出气口经气液分离罐Ⅰ10、两个并联的干燥罐Ⅰ11、干燥罐Ⅱ12和甲烷收集装置连接;所述的吸收塔5底部的液体出口与闪蒸罐6的吸收剂进口连接,所述的闪蒸罐6底部的液体出口与吸收剂储箱9连接,闪蒸罐6下部的另一个液体出口与解析塔7上部的进口连接,解析塔7顶部设有出气口,解析塔7底部的液体出口与吸收剂储箱9连接;所述的吸收剂储箱9经吸收剂循环泵8与吸收塔的喷嘴连接。
吸收塔5的上部设有至少一层喷嘴用于喷淋吸收剂;吸收塔5的顶部设有除雾器;在吸收塔5的沼气进气管路上设有单向阀,在吸收塔5的吸收液进液管路上设有微调阀;吸收塔5底部的液体出口设有调节阀;在所述吸收塔5的出气口处设有排气阀。
所述的闪蒸罐6底部的液体出口管路和闪蒸罐6下部的另一个液体出口管路均设有单向阀。
所述的闪蒸罐6顶部设有出气口和排气口,闪蒸罐6经出气口与气液分离罐Ⅰ2的进口连接,在闪蒸罐6的出气口管路上设有单向阀,闪蒸罐6的排气口设有排气阀用于排空气体。
在操作时,由沼气储罐输出的沼气根据硫化氢含量确定是否需要经过脱硫罐1脱除硫化氢,沼气经增压系统3增压至0.3MPa~20MPa后经缓冲罐4、自吸收塔5的下部通入吸收塔5至塔内的压力达到0.3MPa~20MPa,再继续通入沼气,同时将吸收剂经吸收塔5上部的喷嘴喷洒于塔中,在该过程中,维持塔内压力在0.3MPa~20MPa,温度15~30℃,使沼气与吸收剂充分接触以除去沼气中的二氧化碳,除去二氧化碳的气体自吸收塔5顶部的出气口经气液分离罐Ⅰ10、两个并联的干燥罐Ⅰ11、干燥罐Ⅱ12,最后输送至甲烷收集装置作为甲烷成品气;吸收了二氧化碳的吸收剂自吸收塔5底部的液体出口输送至闪蒸罐6(压力为0.2~0.5MPa,温度为15~30℃)进行再生处理,当吸收塔5压力与闪蒸罐6的压差≥0.5MPa时,吸收了二氧化碳的吸收剂在闪蒸罐6内再生处理除去二氧化碳;当吸收塔5压力与闪蒸罐6的压差<0.5MPa时,吸收了二氧化碳的吸收剂在闪蒸罐6内再生处理后,进入解析塔7进行热再生处理除去二氧化碳,其中解析塔7内压力为0.1Mpa,温度为50~95℃。再生处理后的吸收剂输送至吸收剂储箱9,再由吸收剂循环泵8送吸收塔5。
实施例1
沼气(甲烷55.1%,二氧化碳44.6%,硫化氢2547ppm)经过脱硫罐1脱除硫化氢,脱除硫化氢的沼气(甲烷55.1%,二氧化碳44.6%,硫化氢83ppm)通过增压系统3增压至0.8MPa,增压后的沼气经缓冲罐4、以5Nm3/h流速自吸收塔5的下部通入吸收塔5直至塔内的压力达到0.8MPa,再继续以相同流速通入沼气,同时将吸收剂(质量分数5%的氯化胆碱和尿素水溶液,氯化胆碱和尿素的摩尔比为1:2)以100kg/h的流速输送至吸收塔5,由塔内上部的喷嘴喷洒于塔中,在该过程中,维持塔内压力在0.8MPa,温度25~30℃,使沼气与吸收剂充分接触以除去沼气中的二氧化碳,除去二氧化碳的气体经干燥得到生物甲烷成品气,对生物甲烷成品气进行成分分析。
由吸收塔5底部出来的吸收剂经闪蒸罐6(压力0.4Mpa,温度25~30℃)、解析塔7(压力0.1Mpa,温度为70℃)解析再生,再生后的吸收剂输送至吸收剂储箱9回用,吸收剂再生效率为95%以上。
实施例2
考察吸收塔内压力、吸收剂中有效成分的含量对制备生物甲烷的影响。
1、如表1,考察采用质量分数为5%的吸收剂(氯化胆碱和尿素水溶液,氯化胆碱和尿素的摩尔比为1:2)时,吸收塔内压力对制备生物甲烷的影响,其他条件与实施例1相同。
表1 质量分数为5%的吸收剂在不同吸收塔内压力条件下对制备生物甲烷的影响
2、如表2,考察采用质量分数为15%的吸收剂(氯化胆碱和尿素水溶液,氯化胆碱和尿素的摩尔比为1:2)时,吸收塔内压力对制备生物甲烷的影响,其他条件与实施例1相同。
表2 质量分数为15%的吸收剂在不同吸收塔内压力条件下对制备生物甲烷的影响
3、如表3,考察采用质量分数为30%的吸收剂(氯化胆碱和尿素水溶液,氯化胆碱和尿素的摩尔比为1:2)时,吸收塔内压力对制备生物甲烷的影响,其他条件与实施例1相同。
表3 质量分数为30%的吸收剂在不同吸收塔内压力条件下对制备生物甲烷的影响
4、如表4,考察采用质量分数为50%的吸收剂(氯化胆碱和尿素水溶液,氯化胆碱和尿素的摩尔比为1:2)时,吸收塔内压力对制备生物甲烷的影响,其他条件与实施例1相同。
表4 质量分数为50%的吸收剂在不同吸收塔内压力条件下对制备生物甲烷的影响
结合表1-4以及图2可知,当吸收塔内压力一定时,随着吸收剂中有效成分含量(质量分数5%~50%)的增加,甲烷成品气中甲烷含量呈现先增后减的趋势,在质量分数15%~50%内效果更好,当质量分数为15%时甲烷含量最高,说明吸收剂中有效成分的质量分数为15%~50%时对二氧化碳的吸收效果较好;当吸收剂中有效成分含量一定时,随着压力的增加,甲烷成品气中甲烷含量随着压力的增加而增加,结合在本发明提供的装置可知,当压力达到一定量时,增大吸收塔内的压力对于甲烷含量的影响不大。综上所述,当吸收塔内压力为0.8~2.0MPa、尤其是1.2MPa~2.0MPa时,采用质量分数为15%~50%的吸收剂对沼气进行净化提纯处理,能够得到CH4≥95%,CO2≤4%,H2S≤40ppm的甲烷成品气。
实施例3
沼气流量为4Nm3/h,吸收塔内压力为1MPa,质量分数为30%的吸收剂(氯化胆碱和尿素水溶液,氯化胆碱和尿素的摩尔比为1:2),其他条件与实施例1相同,分别考察吸收剂流量为40kg/h、60kg/h、80kg/h、100kg/h、120kg/h、150kg/h、160kg/h时对制备生物甲烷的影响。
表5 不同吸收剂流量条件下对制备生物甲烷的影响
结合表5和图3可知,当沼气流量、吸收塔内压力一定时,采用质量分数为30%的吸收剂净化提纯沼气,当吸收剂流量为40~160kg/h时,随着吸收剂流量的增加,甲烷成品气中的甲烷含量随之增加,且当吸收剂流量为60~160kg/h(吸收剂流量和沼气流量之比为15~40kg/h:1Nm3/h)时,甲烷含量都在95%以上,但是当吸收剂流量达到120kg/h(吸收剂流量和沼气流量之比为30kg/h:1Nm3/h)时,随着吸收剂流量的增加甲烷含量变化不大。
实施例4
沼气(甲烷55.1%,二氧化碳44.6%,硫化氢2396ppm)经过脱硫罐1脱除硫化氢,脱除硫化氢的沼气(甲烷55.1%,二氧化碳44.6%,硫化氢76ppm)通过增压系统3增压至0.8MPa,增压后的沼气经缓冲罐4、以3Nm3/h流速自吸收塔5的下部通入吸收塔5直至塔内的压力达到0.8MPa,再继续以相同流速通入沼气,同时将吸收剂(质量分数25%的ChCl+urea+[Cmim][Br]水溶液,ChCl与urea的摩尔比为1:1.5,[Cmim][Br]占吸收剂的质量分数为20%)以50kg/h的流速输送至吸收塔5,由塔内上部的喷嘴喷洒于塔中,在该过程中,维持塔内压力在0.8MPa,温度25~30℃,使沼气与吸收剂充分接触以除去沼气中的二氧化碳,除去二氧化碳的气体经干燥得到生物甲烷成品气,对生物甲烷成品气进行成分分析,甲烷含量为95.7%、二氧化碳3.4%,硫化氢34ppm。
由吸收塔5底部出来的吸收剂经闪蒸罐6(压力0.35Mpa,温度25~30℃)、解析塔7(压力0.1Mpa,温度为80℃)解析再生,再生后的吸收剂输送至吸收剂储箱9回用,吸收剂再生效率为95.5%。
实施例5
沼气(甲烷55.3%,二氧化碳44.7%,硫化氢2254ppm)经过脱硫罐1脱除硫化氢,脱除硫化氢的沼气(甲烷55.3%,二氧化碳44.7%,硫化氢84ppm)通过增压系统3增压至1.2MPa,增压后的沼气经缓冲罐4、以6Nm3/h流速自吸收塔5的下部通入吸收塔5直至塔内的压力达到1.2MPa,再继续以相同流速通入沼气,同时将吸收剂(质量分数20%的ChCl+urea+[Cmim][BF4]水溶液,ChCl与urea的摩尔比为1:2,[Cmim][BF4]占吸收剂的质量分数为15%)以90kg/h的流速输送至吸收塔5,由塔内上部的喷嘴喷洒于塔中,在该过程中,维持塔内压力在1.2MPa,温度15~20℃,使沼气与吸收剂充分接触以除去沼气中的二氧化碳,除去二氧化碳的气体经干燥得到生物甲烷成品气,对生物甲烷成品气进行成分分析,甲烷含量为95.3%、二氧化碳3.8%,硫化氢35ppm。
由吸收塔5底部出来的吸收剂经闪蒸罐6(压力0.4Mpa,温度15~20℃)再生,再生后的吸收剂输送至吸收剂储箱9回用,吸收剂再生效率为95.6%。
实施例6
沼气(甲烷55.4%,二氧化碳44.2%,硫化氢2365ppm)经过脱硫罐1脱除硫化氢,脱除硫化氢的沼气(甲烷55.4%,二氧化碳44.2%,硫化氢79ppm)通过增压系统3增压至1.2MPa,增压后的沼气经缓冲罐4、以5Nm3/h流速自吸收塔5的下部通入吸收塔5直至塔内的压力达到1.2MPa,再继续以相同流速通入沼气,同时将吸收剂(质量分数30%的ChCl+urea+EG水溶液,ChCl、urea与EG摩尔比为1:1.5:0.5)以100kg/h的流速输送至吸收塔5,由塔内上部的喷嘴喷洒于塔中,在该过程中,维持塔内压力在1.2MPa,温度20~25℃,使沼气与吸收剂充分接触以除去沼气中的二氧化碳,除去二氧化碳的气体经干燥得到生物甲烷成品气,对生物甲烷成品气进行成分分析,甲烷含量为95.5%、二氧化碳3.9%,硫化氢36ppm。
由吸收塔5底部出来的吸收剂经闪蒸罐6(压力0.4Mpa,温度20~25℃)后得到再生,再生后的吸收剂输送至吸收剂储箱9回用,吸收剂再生效率为96.1%。
实施例7
沼气(甲烷55.6%,二氧化碳44.5%,硫化氢2459ppm)经过脱硫罐1脱除硫化氢,脱除硫化氢的沼气(甲烷55.6%,二氧化碳44.5%,硫化氢85ppm)通过增压系统3增压至1.2MPa,增压后的沼气经缓冲罐4、以5Nm3/h流速自吸收塔5的下部通入吸收塔5直至塔内的压力达到1.2MPa,再继续以相同流速通入沼气,同时将实施例6中再生的吸收剂以100kg/h的流速输送至吸收塔5,由塔内上部的喷嘴喷洒于塔中,在该过程中,维持塔内压力在1.2MPa,温度20~25℃,使沼气与吸收剂充分接触以除去沼气中的二氧化碳,除去二氧化碳的气体经干燥得到生物甲烷成品气,对生物甲烷成品气进行成分分析,甲烷含量为95.6%、二氧化碳3.7%,硫化氢34ppm。

Claims (9)

1.一种净化提纯沼气制备生物甲烷的方法,其特征在于它包括以下步骤:
(1)、沼气增压至0.3MPa~20MPa;
(2)、将增压后的沼气自吸收塔的下部通入吸收塔至吸收塔内的压力达到0.3MPa~20MPa后,再继续通入沼气,同时将吸收剂经吸收塔上部的喷嘴喷洒于塔中,使沼气与吸收剂充分接触以除去沼气中的二氧化碳,除去二氧化碳的气体经干燥得到生物甲烷成品气;
其中,吸收塔内的压力为0.3MPa~20MPa,所述的吸收剂和沼气的流量之比为8~100kg/h:1Nm3/h;所述的吸收剂是以胆碱类低共熔溶剂或咪唑类离子液体中的至少一种作为有效成分的水溶液,所述的吸收剂中有效成分的质量分数为5~90%。
2.根据权利要求1所述的净化提纯沼气制备生物甲烷的方法,其特征在于步骤(2)中吸收了二氧化碳的吸收剂进入闪蒸罐进行再生处理,闪蒸罐内压力为0.2~0.5MPa,温度为15~30℃;当吸收塔压力与闪蒸罐的压差≥0.5MPa时,吸收了二氧化碳的吸收剂在闪蒸罐内再生处理除去二氧化碳;当吸收塔压力与闪蒸罐的压差<0.5MPa时,吸收了二氧化碳的吸收剂在闪蒸罐内再生处理后,进入解析塔进行热再生处理除去二氧化碳,其中解析塔内压力为0.1Mpa,温度为50~95℃。
3.根据权利要求1所述的净化提纯沼气制备生物甲烷的方法,其特征在于步骤(1)中,所述的沼气中硫化氢的含量≥80ppm时,沼气在脱硫塔进行脱除硫化氢处理后再经增压系统增压;所述的沼气中硫化氢的含量<80ppm时,沼气直接经增压系统增压。
4.根据权利要求1所述的净化提纯沼气制备生物甲烷的方法,其特征在于步骤(2)中,所述的吸收塔内的温度为15~30℃;所述的吸收塔内的压力为0.6MPa~2MPa;所述的吸收剂和沼气的流量之比为15~40kg/h:1Nm3/h。
5.根据权利要求4所述的净化提纯沼气制备生物甲烷的方法,其特征在于所述的吸收塔内的压力为1.2MPa~2MPa;所述的吸收剂和沼气的流量之比为15~30kg/h:1Nm3/h。
6.根据权利要求1所述的净化提纯沼气制备生物甲烷的方法,其特征在于所述的吸收剂中有效成分的质量分数为15%~50%。
7.根据权利要求1或6所述的净化提纯沼气制备生物甲烷的方法,其特征在于所述的吸收剂中胆碱类低共熔溶剂和咪唑类离子液体的质量比为1:0~4。
8.根据权利要求7所述的净化提纯沼气制备生物甲烷的方法,其特征在于所述的咪唑类离子液体的形式为[Cnmim][X],Cn代表直链烷烃,n=1、2、3,X为氟、氯、溴、碘、四氟硼酸根、六氟磷酸根、双三氟甲黄酰亚胺根中的一种;
所述胆碱类低共熔溶剂为A和B混合后形成,其中A为氯化胆碱、胆碱脯氨酸、胆碱甘氨酸、胆碱丙氨酸、胆碱赖氨酸中的一种,B为尿素、乙二醇或聚乙二醇中的至少一种,所述的A和B的摩尔比为0.1~5:1。
9.一种用于权利要求1所述的净化提纯沼气制备生物甲烷的系统,其特征在于包括:脱硫罐、气液分离罐Ⅰ、增压系统、缓冲罐、吸收塔、闪蒸罐、解析塔、吸收剂循环泵、吸收剂储箱、气液分离罐Ⅰ和干燥罐;所述的脱硫罐的出口与气液分离罐Ⅰ的进口连接,所述的气液分离罐Ⅰ的出口经增压系统与缓冲罐下部的进口连接,所述的缓冲罐上部的出口与吸收塔下部的进气口连接,吸收塔的上部设有至少一层喷嘴,吸收塔顶部的出气口经气液分离罐Ⅰ和干燥罐与甲烷收集装置连接;所述的吸收塔底部的液体出口与闪蒸罐的吸收剂进口连接,所述的闪蒸罐底部的液体出口与吸收剂储箱连接,闪蒸罐下部的另一个液体出口与解析塔上部的进口连接,解析塔顶部设有排气口,解析塔底部的液体出口与吸收剂储箱连接;所述的吸收剂储箱经吸收剂循环泵与吸收塔的喷嘴连接。
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