CN106566586A - 一种沼气生产cng的co2气体净化装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种沼气生产CNG的CO2气体净化装置，包括沼气罐、母液槽和氨水回收塔；沼气罐的出气管经压缩机依次与碳化主塔和碳化副塔串联；碳化副塔的出气管与清洗塔连接；清洗塔的顶部设有CNG出口；母液槽的出水管通过氨水泵与碳化主塔和碳化副塔的顶部连接；出水管从碳化主塔和碳化副塔的底部引出后通过稠厚器与设有碳铵出口的离心机连接；离心机通过管道与晶液分离器连接；晶液分离器的出水管与母液槽连接、底部经晶液泵与稠厚器循环连接；氨水回收塔上设有与清洗塔连接的水管，下面设有与母液槽连接的水管；所述氨水回收塔的一侧设有通过管道相连通的三聚氰胺装置。解决了现有技术存在净化不干净和成本高的技术问题。

Description

一种沼气生产CNG的CO2气体净化装置
技术领域
本发明属于沼气生产净化装置技术领域，涉及一种沼气生产CNG的CO2气体净化装置。
背景技术
CNG即压缩天然气，是天然气加压并以气态储存在容器中。沼气中CH4含量在60%左右、CO2含量在38%左右，而CNG要求CO2含量≤3.0%，所以沼气在生产CNG的时候，需要对其中的CO2进行净化处理。现有技术中，通过设置一个碳化塔，在碳化塔内对二氧化碳进行反应，气体在碳化塔内流动快，反应不彻底，造成净化不干净。而且反应需要大量的反应原料，成本高。
发明内容
本发明的目的是解决现有技术存在净化不干净和成本高的技术问题，提供一种沼气生产CNG的CO2气体净化装置。
为了实现上述目的，本发明一种沼气生产CNG的CO2气体净化装置，它包括沼气罐、母液槽和氨水回收塔；其要点是所述沼气罐的出气管通过沼气压缩机依次与碳化主塔和碳化副塔串联；所述碳化副塔的出气管与设有脱盐水进口的清洗塔连接；所述清洗塔的顶部设有CNG出口；所述母液槽的出水管通过氨水泵与碳化主塔和碳化副塔的顶部连接；出水管从碳化主塔和碳化副塔的底部引出后通过稠厚器与设有碳铵出口的离心机连接；所述离心机通过管道与晶液分离器连接；所述晶液分离器的出水管与母液槽连接，晶液分离器的底部通过晶液泵与稠厚器连接；所述氨水回收塔的上面设有与清洗塔连接的水管，下面设有与母液槽连接的水管；所述氨水回收塔的一侧设有通过管道相连通的三聚氰胺装置。
所述碳化主塔、碳化副塔、清洗塔内分别设有循环水冷却盘管，用循环水进行降温，提高CO2吸收效果。
所述清洗塔内部设置多层填料用于提高吸附效果。所述多层填料为二氧化碳吸收剂。
本发明的另一发明点是对二氧化碳吸收剂的改进：
具体地，所述二氧化碳吸收剂按照如下工艺制备而得：
1）将纳米硅胶粉、纳米氧化铝和玻璃纤维依次添加到反应容器中，搅拌均匀，然后添加异丙基三（二辛基焦磷酸酰氧基）钛酸酯偶联剂和丙烯酸，200转/min搅拌10min，再静置30min，即得组分1；其中，纳米硅胶粉、纳米氧化铝、玻璃纤维、异丙基三（二辛基焦磷酸酰氧基）钛酸脂偶联剂以及丙烯酸的质量比为1:5:3:2:1；玻璃纤维的直径为10-20um，长度为30-50um；
2）将小麦秸秆投入到粉碎机中粉碎处理得到秸秆粉，然后将秸秆粉与麦麸按照2:1的质量比混合均匀，加入到浓度为1M的氢氧化钠水溶液中，浸泡10小时，过滤后风干，研磨成粒径为30目的粉末，即为组分2；所述氢氧化钠水溶液的质量为麦麸质量的5倍；
3）将海泡石和沸石依次按照1:1的质量比投入到粉碎机中粉碎处理，然后研磨成10-30目的矿物质粉末；将矿物质粉末、氢氧化钙以及纯化水按照1:3:1的质量比混合搅拌均匀，得到组分3；
4）将组分1和组分2混合搅拌均匀，然后置于密闭反应釜中，以20℃/min的升温速率升至120℃，保温30min，取出，投入到搅拌器中，200转/min搅拌5min，再往搅拌器中添加组分3，继续以300转/min搅拌2min，取出混合料，置于烘箱中，60℃烘干2小时，即得；其中，组分1、组分2以及组分3的质量比为3:2:4。
本发明取得如下有益效果主要包括：
本发明结构合理，利用三聚氰胺装置生产尾气，与沼气装置沼气净化联产，不仅解决了三聚氰胺装置尾气处理的难题、提高了三聚氰胺尾气附加值，而且实现了沼气生产CNG过程中CO2的回收利用。实现了节能环保、循环经济和变废为宝可持续发展的目的。本发明填材采用吸收剂用于吸收残余的CO2，其制备工艺简单可行，原料成本低廉，大量使用了农业废弃物和天然矿物质原料，不需要用到高温等苛刻的条件，粒度均匀，容易保存，吸附效果佳。
附图说明
附图是本发明结构示意图。
图中1、三聚氰胺装置 2、氨水回收塔 3、母液槽 4、氨水泵 5、沼气罐 6、沼气压缩机 7、碳化主塔 8、碳化副塔 9、清洗塔 10、CNG出口 11、稠厚器 12、离心机13、晶液分离器 14、晶液泵 15、碳铵出口
具体实施方式
以下将采用具体的实施例来对本发明作进一步的解释，但是不应当看作是对本发明创新精神的限制。
实施例1
参照附图，本发明一种沼气生产CNG的CO2气体净化装置，它包括沼气罐5、母液槽3和氨水回收塔2；所述沼气罐5的出气管通过沼气压缩机6依次与碳化主塔7和碳化副塔8进行串联；所述碳化副塔8的出气管与设有脱盐水进口16的清洗塔9连接；所述清洗塔9的顶部设有CNG出口；所述母液槽3的出水管通过氨水泵4与碳化主塔7和碳化副塔8的顶部连接；出水管从碳化主塔和碳化副塔的底部引出后通过稠厚器11与设有碳铵出口15的离心机12连接；所述离心机12通过管道与晶液分离器13连接；所述晶液分离器的出水管与母液槽3连接、底部结晶通过晶液泵14与稠厚器11循环连接；所述氨水回收塔2的上面设有与清洗塔9连接的水管，下面设有与母液槽连接的水管；所述氨水回收塔的一侧设有通过管道相连通的三聚氰胺装置1。
所述碳化主塔、碳化副塔、清洗塔内均设有循环水冷却盘管，用循环水进行降温，提高CO2吸收效果。
来自沼气装置的沼气经沼气压缩机加压后依次自进入碳化主塔、碳化副塔、清洗塔，分别自设备的底部进入，顶部出来，将沼气中的CO2吸收净化合格后沼气送回压缩机加压生产CNG。碳化主塔、碳化副塔、清洗塔底部均有气体分布装置，清洗塔内部设置多层填料提高吸收效果，所述多层填料为二氧化碳吸收剂。碳化主塔、碳化副塔、清洗塔均设有循环水降温盘管，利用循环水进行降温。碳化副塔底部碳化液加压后自顶部进入碳化主塔进一步进行碳酸氢铵反应。来自化学水装置的脱盐水自清洗塔顶部进入吸收其中夹带的氨。
氨水回收塔是一台多层填料吸收塔，内部设有循环水降温盘管移出吸收过程中放出的热量，来自三聚氰胺装置的尾气自氨水回收塔底部进入，来自清洗塔的稀氨水由氨水回收塔顶部进入，逆流接触吸收，吸收后的氨水进母液槽储存，经氨水泵加压后送入碳化副塔。
自碳化主塔的碳酸氢铵母液利用碳化塔压力压至至稠厚器，经分离后的碳酸氢铵晶体进入离心机分离得到碳酸氢铵产品，经包装后外售，稠厚器和离心机分离出的母液进入晶液分离器，晶液分离器上部母液进入母液槽循环使用，底部结晶经晶液泵加压送入稠厚器二次分离。
实施例2
一种二氧化碳吸收剂，其按照如下工艺制备而得：
1）将纳米硅胶粉、纳米氧化铝和玻璃纤维依次添加到反应容器中，搅拌均匀，然后添加异丙基三（二辛基焦磷酸酰氧基）钛酸酯偶联剂和丙烯酸，200转/min搅拌10min，再静置30min，即得组分1；其中，纳米硅胶粉、纳米氧化铝、玻璃纤维、异丙基三（二辛基焦磷酸酰氧基）钛酸脂偶联剂以及丙烯酸的质量比为1:5:3:2:1；玻璃纤维的直径为10-20um，长度为30-50um；
2）将小麦秸秆投入到粉碎机中粉碎处理得到秸秆粉，然后将秸秆粉与麦麸按照2:1的质量比混合均匀，加入到浓度为1M的氢氧化钠水溶液中，浸泡10小时，过滤后风干，研磨成粒径为30目的粉末，即为组分2；所述氢氧化钠水溶液的质量为麦麸质量的5倍；
3）将海泡石和沸石依次按照1:1的质量比投入到粉碎机中粉碎处理，然后研磨成10-30目的矿物质粉末；将矿物质粉末、氢氧化钙以及纯化水按照1:3:1的质量比混合搅拌均匀，得到组分3；
4）将组分1和组分2混合搅拌均匀，然后置于密闭反应釜中，以20℃/min的升温速率升至120℃，保温30min，取出，投入到搅拌器中，200转/min搅拌5min，再往搅拌器中添加组分3，继续以300转/min搅拌2min，取出混合料，置于烘箱中，60℃烘干2小时，即得；其中，组分1、组分2以及组分3的质量比为3:2:4。
所得吸收剂表现为微米级不规则块状粒子，在室温下对CO2的最大吸附量为5.73mmol/g。
以上列举的仅是本发明的最佳具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种沼气生产CNG的CO2气体净化装置，其包括沼气罐、母液槽和氨水回收塔；其特征是所述沼气罐的出气管通过沼气压缩机依次与碳化主塔和碳化副塔串联；所述碳化副塔的出气管与设有脱盐水进口的清洗塔连接；所述清洗塔的顶部设有CNG出口；所述母液槽的出水管通过氨水泵与碳化主塔和碳化副塔的顶部连接；出水管从碳化主塔和碳化副塔的底部引出后通过稠厚器与设有碳铵出口的离心机连接；所述离心机通过管道与晶液分离器连接；所述晶液分离器的出水管与母液槽连接、晶液分离器的底部通过晶液泵与稠厚器连接；所述氨水回收塔的上面设有与清洗塔连接的水管，下面设有与母液槽连接的水管；所述氨水回收塔的一侧设有通过管道相连通的三聚氰胺装置。
2.根据权利要求1所述一种沼气生产CNG的CO2气体净化装置，其特征在于，所述碳化主塔、碳化副塔和清洗塔内分别设有循环水冷却盘管；所述清洗塔内部设置多层填料，所述多层填料为二氧化碳吸收剂。
3.根据权利要求2所述一种沼气生产CNG的CO2气体净化装置，其特征在于，所述二氧化碳吸收剂按照如下工艺制备而得：
1）将纳米硅胶粉、纳米氧化铝和玻璃纤维依次添加到反应容器中，搅拌均匀，然后添加钛酸酯偶联剂和丙烯酸，200转/min搅拌10min，再静置30min，即得组分1；其中，纳米硅胶粉、纳米氧化铝、玻璃纤维、钛酸脂偶联剂以及丙烯酸的质量比为1:5:3:2:1；
2）将小麦秸秆投入到粉碎机中粉碎处理得到秸秆粉，然后将秸秆粉与麦麸按照2:1的质量比混合均匀，加入到浓度为1M的氢氧化钠水溶液中，浸泡10小时，过滤后风干，研磨成粒径为30目的粉末，即为组分2；所述氢氧化钠水溶液的质量为麦麸质量的5倍；
3）将海泡石和沸石依次按照1:1的质量比投入到粉碎机中粉碎处理，然后研磨成10-30目的矿物质粉末；将矿物质粉末、氢氧化钙以及纯化水按照1:3:1的质量比混合搅拌均匀，得到组分3；
4）将组分1和组分2混合搅拌均匀，然后置于密闭反应釜中，以20℃/min的升温速率升至120℃，保温30min，取出，投入到搅拌器中，200转/min搅拌5min，再往搅拌器中添加组分3，继续以300转/min搅拌2min，取出混合料，置于烘箱中，60℃烘干2小时，即得；其中，组分1、组分2以及组分3的质量比为3:2:4。
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