CN203429147U - 一种沼气纯化系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种沼气纯化系统，包括沼气气柜、脱硫装置、脱碳装置，所述沼气气柜通过鼓风机与所述脱硫装置的脱硫塔连接，所述脱硫塔经前置冷却器、增压机与所述脱碳装置的塔前分离器连接；在所述脱碳装置中，所述塔前分离器经塔前过滤器与吸收塔下部连接，所述吸收塔经塔后冷却器、分离器与压缩机气体缓冲罐连接，所述吸收塔底部与再生塔顶部连接，所述再生塔中部连接有溶液煮沸器，所述溶液煮沸器的另一端与所述再生塔底部连接，所述再生塔底部通过贫液泵与所述吸收塔顶部连接，所述再生塔内设置有减压装置和加热装置。本实用新型所公开的沼气纯化系统，具有经济性好、脱碳效果好的优点。

Description

一种沼气纯化系统

技术领域

本实用新型涉及一种沼气纯化系统。

背景技术

随着石化资源的短缺，开发二次能源已成为世界各国的主要发展战略。沼气是各种有机物质，在隔绝空气和适宜温度、湿度下，经过微生物的发酵作用产生的一种可燃烧气体。沼气不仅原料来源丰富，而且成本低、价廉，燃烧热效率较高，具有可再生性，是一种性能优良的清洁燃料，也是当前新能源开发的主要方面。

沼气中通常含有55%~60%左右的甲烷、40%~45%左右的二氧化碳和其他少量杂质气体。国内沼气主要作为农村灶具燃料使用，用途不广，使用价值低，而沼气经过净化脱碳后，其甲烷含量达到95%以上，可称为生物天然气，可作为车用燃料气和化工原料使用，用途更广。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。

因此，提供一种经济性好、脱碳效果好的沼气纯化系统是本领域技术人员亟需解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种经济性好、脱碳效果好的沼气纯化系统。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种沼气纯化系统，包括沼气气柜、脱硫装置、脱碳装置，所述沼气气柜通过鼓风机与所述脱硫装置的脱硫塔连接，所述脱硫塔经前置冷却器、增压机与所述脱碳装置的塔前分离器连接；在所述脱碳装置中，所述塔前分离器经塔前过滤器与吸收塔下部连接，所述吸收塔经塔后冷却器、分离器与压缩机气体缓冲罐连接，所述吸收塔底部与再生塔顶部连接，所述再生塔中部连接有溶液煮沸器，所述溶液煮沸器的另一端与所述再生塔底部连接，所述再生塔底部通过贫液泵与所述吸收塔顶部连接，所述再生塔内设置有减压装置和加热装置。

优选地，所述吸收塔底部具有两条支路连接至所述再生塔顶部，一条支路为经液位调节阀、溶液换热器与所述再生塔顶部连接，另一条支路为通过近路阀与所述再生塔顶部连接。

优选地，所述增压机进口总管设置有流量调节阀组和压力调节阀组。

优选地，所述分离器出口管设有压力自调阀组。

优选地，所述脱硫塔为两个内装氧化铁及活性炭干脱硫剂并串联组成。

优选地，压缩机气体缓冲罐为CNG压缩机气体缓冲罐。

优选地，所述溶液煮沸器出口端设置有蒸汽流量自调阀组。

与现有技术相比，本实用新型所提供的沼气纯化系统，通过使得富液在再生塔内采用蒸汽加热与抽提工艺相结合的组合式进行脱碳溶液再生，减少富液再生过程的蒸汽消耗，经济性好且脱碳效果好；通过气体气量、系统压力、蒸汽流量控制，整个系统稳定性好；通过系统水循环利用，使得系统水平衡。

附图说明

图1是本实用新型提出的一种沼气纯化系统的一种实施例的结构示意图。

具体实施方式

本实用新型的目的是提供一种经济性好且脱碳效果好的沼气纯化系统。

为了使本领域技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图对本实用新型进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本实用新型的保护范围有任何的限制作用。

请参考图1，在一种实施例中，本实用新型所提供的一种沼气纯化系统，包括沼气气柜、脱硫装置、脱碳装置，沼气气柜通过鼓风机与脱硫装置的脱硫塔连接，脱硫塔经前置冷却器、增压机与脱碳装置的塔前分离器连接；在脱碳装置中，塔前分离器经塔前过滤器与吸收塔下部连接，吸收塔经塔后冷却器、分离器与压缩机气体缓冲罐连接，吸收塔底部与再生塔顶部连接，再生塔中部连接有溶液煮沸器，溶液煮沸器的另一端与再生塔底部连接，再生塔底部通过贫液泵与吸收塔顶部连接，再生塔内设置有减压装置和加热装置；其中，吸收塔底部具有两条支路连接至再生塔顶部，一条支路为经液位调节阀、溶液换热器与再生塔顶部连接，另一条支路为通过近路阀与再生塔顶部连接，增压机进口总管设置有流量调节阀组和压力调节阀组，分离器出口管设有压力自调阀组，脱硫塔为两个内装氧化铁及活性炭干脱硫剂并串联组成，压缩机气体缓冲罐为CNG压缩机气体缓冲罐，溶液煮沸器出口端设置有蒸汽流量自调阀组。

本实施例所提供的沼气纯化系统工作流程如下：

来自沼气气柜压力为1-3kPa、温度为常温的沼气经鼓风机加压至22kpa送往干法脱硫系统，通过两个内装氧化铁及活性炭干脱硫剂、串联操作的脱硫塔，将沼气中的H₂S含量降至30mg/m³以下后进入前置冷却器管程，与壳程循环水换热，将沼气温度降至40℃以下，经前置分离器分离冷凝水后送往增压机。增压机进口总管设置流量调节阀组和压力调节阀组各一个，确保整个系统气量和压力的稳定，在保证后工序产品充装用气需要的前提下，多余的沼气则通过增压机进口压力自调阀组送至锅炉产汽，自沼气流量自调阀组出来的沼气经增压机将压力升至0.8Mpa经冷却降温、分离油水后送塔前分离器、塔前过滤器进一步分离油水，进入吸收塔下部，由下至上通过塔内填料层，与吸收塔从上而下的乙醇胺溶液逆流接触，充分反应，将沼气中的CO₂含量降至3%以下，从吸收塔顶部出来温度为80℃左右的沼气进入塔后冷却器管程，与壳程循环水进行换热后温度降至40℃以下，经脱碳后分离器分离溶液和凝结水后送往CNG压缩机进口气体缓冲罐，脱碳后分离器气体出口管设压力自调阀组，确保吸收塔内操作压力稳定在指标范围。

吸收塔内与沼气充分接触后吸收了CO₂的工作液称为富液，经吸收塔底部液位调节阀组后送溶液换热器与再生塔底部出来的贫液换热，富液温度升至100℃以上进入再生塔上部，富液也可不经溶液换热器由近路阀直接送往再生塔。富液从上而下通过再生塔内填料层，从再生塔中塔出来的工作液进入溶液煮沸器壳程与管程的低压蒸汽换热，工作液温度升至120℃进入再生塔底部，并通过加热后的贫液温度控制进入溶液煮沸器的蒸汽流量自调阀组。富液中的CO₂在再生塔内通过减压及再生塔底工作液加热产生的水蒸汽汽提后解析出来，从再生塔顶引出，经再生气冷却器将温度降至40℃以下进入二氧化碳分离器分离汽水后就地放空，二氧化碳分离器内分离排出的凝结水可根据系统工作液的总量与浓度，决定是排地还是通过回流泵送回再生塔顶部维持系统工作液的水平衡。再生塔底部再生完全的工作液经溶液换热器加热富液回收余热后进入贫液冷却器壳程，与管程循环水换热后温度降至80℃以下，通过溶液过滤器、贫液过滤器过滤机械杂质后送入贫液泵进口总管，工作流经贫液泵加压至1.2Mpa以上通过贫液流量自调阀组送往吸收塔上部循环使用。

自脱碳后分离器出口压力自调阀组出来的沼气经气体缓冲罐后送往CNG压缩机进气总管，通过CNG压缩机将纯化后沼气压力由0.8Mpa升高至20.0Mpa，高压纯化气经冷却、分离油水后送入气体干燥装置，利用分子筛吸附进一步脱除气体中的水份，达到车用天然气的标准后送往并联操作的两台专用天然气加气柱直接进行计量装车。

系统中各冷却设备均采用循环水作为冷却介质，回水全部送至循环水回水总管封闭循环；系统中产生的蒸汽冷凝液全部送回锅炉回收利用；系统设置溶液贮槽用于停车期间贮存系统工作液用，设置地下槽、补液泵用于回收各导淋工作液及补充新鲜工作液确保成份稳定满足生产需求。

为确保生产装置的操作安全，本系统中在鼓风机进口及吸收塔出口设置了在线氧分析表，监控系统气体中的氧含量变换情况；在鼓风机进口设置压力过低跳车联锁；在增压机设置了进口压力过低及出口压力过高跳车联锁，并在增压机单机出口设置了安全阀防止设备超压；在CNG压缩机设置了进口压力过低及出口压力过高跳车联锁，并在气体缓冲罐顶部及CNG压缩机单机出口设置了安全阀防止设备超压。

本项目脱硫剂为活性碳与氧化铁的复合床层（按照一定的结构分层，达到工艺目的）；吸收剂为几种乙醇胺（如一乙醇胺，N甲基二乙醇胺等复合配方）溶液；干燥剂采用的是常规天然气脱水成套装置；脱水剂的主要成分为分子筛。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括哪些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，由于文字表达的有限性，而客观上存在无限的具体结构，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进、润饰或变化，也可以将上述技术特征以适当的方式进行组合；这些改进润饰、变化或组合，或未经改进将实用新型的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均应视为本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种沼气纯化系统，包括沼气气柜、脱硫装置、脱碳装置，其特征在于，所述沼气气柜通过鼓风机与所述脱硫装置的脱硫塔连接，所述脱硫塔经前置冷却器、增压机与所述脱碳装置的塔前分离器连接；在所述脱碳装置中，所述塔前分离器经塔前过滤器与吸收塔下部连接，所述吸收塔经塔后冷却器、分离器与压缩机气体缓冲罐连接，所述吸收塔底部与再生塔顶部连接，所述再生塔中部连接有溶液煮沸器，所述溶液煮沸器的另一端与所述再生塔底部连接，所述再生塔底部通过贫液泵与所述吸收塔顶部连接，所述再生塔内设置有减压装置和加热装置。

2.根据权利要求1所述的沼气纯化系统，其特征在于，所述吸收塔底部具有两条支路连接至所述再生塔顶部，一条支路为经液位调节阀、溶液换热器与所述再生塔顶部连接，另一条支路为通过近路阀与所述再生塔顶部连接。

3.根据权利要求1所述的沼气纯化系统，其特征在于，所述增压机进口总管设置有流量调节阀组和压力调节阀组。

4.根据权利要求1所述的沼气纯化系统，其特征在于，所述分离器出口管设有压力自调阀组。

5.根据权利要求1所述的沼气纯化系统，其特征在于，所述脱硫塔为两个内装氧化铁及活性炭干脱硫剂并串联组成。

6.根据权利要求1所述的沼气纯化系统，其特征在于，压缩机气体缓冲罐为CNG压缩机气体缓冲罐。

7.根据权利要求1所述的沼气纯化系统，其特征在于，所述溶液煮沸器出口端设置有蒸汽流量自调阀组。