CN207478259U

CN207478259U - 一种小规模沼气变压吸附提纯装置

Info

Publication number: CN207478259U
Application number: CN201721275616.5U
Authority: CN
Inventors: 陈志强
Original assignee: HENAN HUANYU PETROCHEMICAL EQUIPMENT TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: HENAN HUANYU PETROCHEMICAL EQUIPMENT TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2017-09-30
Filing date: 2017-09-30
Publication date: 2018-06-12
Anticipated expiration: 2027-09-30

Abstract

本实用新型涉及一种小规模沼气变压吸附提纯装置，包括吸附塔和成品气罐，吸附塔和通过成品出口与成品气罐连接，所述吸附塔与原料气进气口连接，吸附塔设有均压出口、逆放出口、抽真空口；所述均压出口连接有缓冲罐；所述逆放出口与外界连通，所述抽真空口与真空泵连接；所述原料气进气口、成品出口、均压出口、逆放出口和抽真空口均设有阀门。与传统的塔塔均压方式相比，在均压降压的过程不会破坏杂质气体在吸附塔内的浓度梯度，有利于减少吸附剂装量。在收率相同的条件下，阀门数量明显减少，投资有所降低。

Description

一种小规模沼气变压吸附提纯装置

技术领域

本实用新型具体涉及一种小规模沼气变压吸附提纯装置。

背景技术

沼气作为一种普遍、易获得生物质能以其高效稳定的大规模利用受到普遍关注。但是，现有农村沼气池所产生的沼气主要是作为民用炊事和生活照明，利用手段单一，利用效率较低。随着沼气建设项目的发展和沼气产率的提高，沼气时常出现过剩现象，造成沼气池气压高，容易损坏沼气输气管路。

沼气一般含有60%左右的甲烷，40%左右的二氧化碳、硫化氢和水蒸气等少量杂质。通过提纯系统将沼气中的二氧化碳分离出来，净化富集到98%以上可供工业使用。

目前，国内外采用变压吸附分离技术来提浓甲烷，对于变压吸附技术，采用的是传统的吸附塔和吸附塔之间均压回收死空间的有用气体和能量。例如专利CN 102391898A 和专利CN 101724479A 。但是，采用塔塔均压的方式会破坏气体在吸附塔内的浓度提高，不利于杂质气体的回收和甲烷浓度的提纯。另外，采用吸附塔和吸附塔均压会导致阀门数增多，在控制过程中漏气点数增多。为了解决上述小规模气量的沼气回收过程中，气体浓度梯度被破坏、阀门数多、漏气点多的问题，采用一种较为新颖的吸附塔和缓冲罐之间均匀的方式。

发明内容

为解决上述问题，本实用新型提供了一种小规模沼气变压吸附提纯装置，具体方案为：

一种小规模沼气变压吸附提纯装置，包括吸附塔和成品气罐，吸附塔和通过成品出口与成品气罐连接，所述吸附塔与原料气进气口连接，吸附塔设有均压出口、逆放出口、抽真空口；所述均压出口连接有缓冲罐；所述逆放出口与外界连通，所述抽真空口与真空泵连接；所述原料气进气口、成品出口、均压出口、逆放出口和抽真空口均设有阀门。

进一步的，所述的吸附塔数量为2~5个，各吸附塔之间为并联。

进一步的，所述的缓冲罐数量为3~6个，其中一个缓冲罐通过单独的顺放出口与吸附塔连接，所述顺放出口设有阀门。

进一步的，所述的成品出口还设有副出口，副出口与成品气罐连接，副出口设有阀门。

本实用新型的有益点在于：本实用新型可以将沼气中的二氧化碳和杂质通过吸附的方法去除掉，甲烷收率在75%-90%变化，产品气中CO2的浓度在0.5%-100ppm。为了保证甲烷收率采取了一种新颖的塔罐均压方式。与传统的塔塔均压方式相比，在均压降压的过程不会破坏杂质气体在吸附塔内的浓度梯度，有利于减少吸附剂装量。在收率相同的条件下，阀门数量明显减少。投资有所降低。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示的一种小规模沼气变压吸附提纯装置，包括吸附塔1和成品气罐9，吸附塔1和通过成品出口5与成品气罐9连接，所述吸附塔1与原料气进气口8连接，吸附塔1设有均压出口10、逆放出口4、抽真空口3；所述均压出口10连接有缓冲罐2；所述逆放出口4与外界连通，所述抽真空口3与真空泵连接；所述原料气进气口8、成品出口5、均压出口10、逆放出口4和抽真空口3均设有阀门11。

所述的吸附塔数量为2~5个，各吸附塔之间为并联。所述的缓冲罐2数量为3~6个，其中一个缓冲罐通过单独的顺放出口7与吸附塔1连接，所述顺放出口7设有阀门。所述的成品出口5还设有副出口6，副出口6与成品气罐9连接，副出口6设有阀门。

在本实施例中，吸附塔数量为4个，依次包括吸附塔A、B、C、D，缓冲罐数量为4个，依次包括缓冲罐H1、H2、H3、H4，上述缓冲罐依次设置有一一对应的阀门J1、J2、J3、J4。吸附塔A的抽真空口、逆放出口、原料气进气口、顺放出口、均压出口、副出口、成品出口依次设有阀门Kv1A、Kv2A、Kv3A、Kv4A、Kv5A、Kv6A、Kv7A；吸附塔B的抽真空口、逆放出口、原料气进气口、顺放出口、均压出口、副出口、成品出口依次设有阀门Kv1B、Kv2B、Kv3B、Kv4B、Kv5B、Kv6B、Kv7B；吸附塔C的抽真空口、逆放出口、原料气进气口、顺放出口、均压出口、副出口、成品出口依次设有阀门Kv1C、Kv2C、Kv3C、Kv4C、Kv5C、Kv6C、Kv7C；吸附塔D的抽真空口、逆放出口、原料气进气口、顺放出口、均压出口、副出口、成品出口依次设有阀门Kv1D、Kv2D、Kv3D、Kv4D、Kv5D、Kv6D、Kv7D。各并联的吸附塔可进行切换。

在进行沼气提纯时，以吸附塔A为例，其具体工艺包括以下步骤：

第一步吸附

原料气在0.25-0.7Mpa, 温度常温下进入吸附塔A,打开阀门Kv3A和Kv7A，原料气进入吸附塔，杂质CO2被吸附剂吸附，从吸附塔A流出组分作为天然气存储在成品气罐。

第二步均压降压

关掉吸附塔A的阀门Kv3A和Kv7A，分别打开吸附塔A的阀门Kv5A和均压缓冲罐的阀门J1，J2，J3，将吸附塔A的压力分别均向缓冲罐H1，H2，H3。

第三步顺放

关闭吸附塔A阀门Kv5A和缓冲罐阀门J1，J2，J3，打开吸附塔A阀门Kv4A和缓冲罐阀门J4将吸附塔压力进一步降低，顺放气作为冲洗气备用，将顺放气放入H4。当吸附塔A达到预设压力，关闭阀门。

第四步逆放

关闭阀门Kv4A和缓冲罐H4阀门J4 ；打开阀门Kv2A，将吸附塔A压力减至常压。

第五步抽空

关闭阀门Kv2A，打开阀门Kv1A，通过抽空方式将吸附塔A压力进一步降低。使得吸附剂吸附的二氧化碳得到解吸。

第六步冲洗

打开吸附塔A阀门Kv5A和缓冲罐H4阀门J4，用之前的冲洗备用气，来进一步冲洗吸附塔，冲洗的目的是为了进一步再生吸附剂。

第七步均压降

关闭Kv5A，分别依次打开阀门J4、J3、J2、J1，和阀门Kv4A，将缓冲罐储存的气体和压力回收到吸附塔A内，提纯后进入成品气罐。

采用上述工艺，与塔塔均压的工艺对比情况如下：

含有甲烷70%，二氧化碳30%的原料气，流量69Nm3/h。目标产品气中CO2含量3%。采用传统的吸附塔和吸附塔均压与吸附塔和缓冲罐均压两种均压方式在阀门数量、吸附剂装填量、收率等方面进行对比。结果如下表所示：

含有甲烷90%，二氧化碳10%的原料气，流量1500Nm3/h。目标产品气中CO2含量50ppm。采用传统的吸附塔和吸附塔均压与吸附塔和缓冲罐均压、吸附剂装填量、收率等方面进行对比。结果如下表所示：

均压方式	吸附剂装量（T）	阀门数量	甲烷纯度	甲烷收率
					塔塔均压	70	75	97%	99.995%
塔罐均压	60	50	97%	99.995%

Claims

1.一种小规模沼气变压吸附提纯装置，包括吸附塔和成品气罐，吸附塔和通过成品出口与成品气罐连接，其特征在于：所述吸附塔与原料气进气口连接，吸附塔设有均压出口、逆放出口、抽真空口；所述均压出口连接有缓冲罐；所述逆放出口与外界连通，所述抽真空口与真空泵连接；所述原料气进气口、成品出口、均压出口、逆放出口和抽真空口均设有阀门。

2.根据权利要求1所述的一种小规模沼气变压吸附提纯装置，其特征在于：所述的吸附塔数量为2~5个，各吸附塔之间为并联。

3.根据权利要求2所述的一种小规模沼气变压吸附提纯装置，其特征在于：所述的缓冲罐数量为3~6个，其中一个缓冲罐通过单独的顺放出口与吸附塔连接，各缓冲罐设有单独的阀门。

4.根据权利要求1所述的一种小规模沼气变压吸附提纯装置，其特征在于：所述的成品出口还设有副出口，副出口与成品气罐连接，副出口设有阀门。