CN214528878U - 秸秆畜禽粪联产沼气和有机肥中沼气过滤提纯系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于生物质能联产沼气和有机肥设备技术领域，具体涉及一种秸秆畜禽粪联产沼气和有机肥中沼气过滤提纯系统；包括净化气路和循环水路；净化气路包括水分离器、脱硫塔、闪蒸气回收罐、压缩机、缓冲罐、吸收塔、脱水系统经管路依次连接；循环水路包括多级解吸塔、制冷机组、晾水塔，吸收塔的排水口与多级解吸塔中的初级解吸塔连接，多级解吸塔中的末级解吸塔的排水口与制冷机组连接，晾水塔的出水口经管路连接多级解吸塔的进水口；水分离器、脱硫塔、闪蒸气回收罐、吸收塔、多级解吸塔的排水口均直联排污管。本系统采用压力水洗提纯技术，脱碳率高，甲烷逃逸低，处理成本低、环境友好、易操作，尤其在处理量大时，具有更多的成本优势。

Description

秸秆畜禽粪联产沼气和有机肥中沼气过滤提纯系统

技术领域

本实用新型属于生物质能联产沼气和有机肥设备技术领域，具体涉及一种秸秆畜禽粪联产沼气和有机肥中沼气过滤提纯系统。

背景技术

通过厌氧发酵技术可以把畜禽粪便和秸秆等农业废弃物转化成可再生清洁能源—沼气，沼气进一步净化、提纯后生产车用燃料或注入天然气管网，同时沼渣还可生产有机肥料，具有环境污染治理、可再生能源和有机肥料生产多方面的作用。

沼气是一种混合气体，它的主要成分是甲烷，其次还含有二氧化碳、硫化氢、饱和水蒸气、高碳烃等（从乙烷C2H6到庚烷C7H16）；有时还含有一氧化碳、氮气、氦气、氢气、硅氧烷、卤代烃及固体颗粒物等杂质。由于沼气含有以上杂质且沼气的流量、压力、温度、浓度等都很不稳定，直接用于燃气发电势必造成燃气发电机的设备腐蚀、研磨等问题，从而严重缩短燃气发电机的寿命，所以在利用之前，必须对沼气进行净化处理以解决上述问题。沼气提纯主要是针对沼气中的二氧化碳、硫化氢和水。

硫化氢燃烧后生成的二氧化硫会造成环境污染及影响人的身体健康，导气管中积累了水会熔接硫化氢而腐蚀管道，此外当沼气被压缩储存时，为了防止因为凝结水而冻坏储气罐，也必须对水进行去除。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种秸秆畜禽粪联产沼气和有机肥中沼气过滤提纯系统，以达到高效去除沼气中的二氧化碳、硫化氢和水等杂质的目的。

本实用新型提供如下技术方案：一种秸秆畜禽粪联产沼气和有机肥中沼气过滤提纯系统，包括净化气路和循环水路；净化气路包括水分离器、脱硫塔、闪蒸气回收罐、压缩机、缓冲罐、吸收塔、脱水系统经管路依次连接；水分离器的进口连接沼气汇集管，脱水系统的排气口连接天然气集输管路；

循环水路包括多级解吸塔、制冷机组、晾水塔，吸收塔的排水口与多级解吸塔中的初级解吸塔连接，多级解吸塔中的末级解吸塔的排水口与制冷机组连接，前一级解吸塔的排水口连接后一节解吸塔的进水口，末级解吸塔的排水口连接吸收塔的进水口，制冷机组与晾水塔组成第一循环回路；晾水塔的出水口经管路连接多级解吸塔的进水口；晾水塔与多级解吸塔连接的管路上设置有第一循环泵，末级解吸塔与制冷机组连接的管路上设置有第二循环泵，末级解吸塔与吸收塔连接的管路上设置有第三循环泵；末级解吸塔的进气口、排气口直通外界；

水分离器、脱硫塔、闪蒸气回收罐、吸收塔、多级解吸塔的排水口均直联排污管。

进一步地，所述多级解吸塔包括依次连接的一级解吸塔和二级解吸塔。

进一步地，所述缓冲罐包括依次连接的压缩气缓冲罐和吸收塔缓冲罐，且压缩气缓冲罐与压缩机组成气体循环回路。

进一步地，所述一级解吸塔的排气口连接闪蒸气回收罐。

进一步地，所述晾水塔的入水是深井水。

与现有技术相比，本实用新型的优势在于：

本实用新型的一种秸秆畜禽粪联产沼气和有机肥中沼气过滤提纯系统，采用压力水洗提纯技术，脱碳率高，甲烷逃逸低，可同时去除硫化氢，不需要预脱硫，也不需要更换化学吸附剂和分子筛，处理成本低、不产生废弃物、环境友好、易操作，尤其在处理量大时，具有更多的成本优势。

吸收剂为水，而水基本为循环使用，安全环保；可以同时去除H2S，对原料沼气H2S含量要求不高，不需要前置脱硫程序；低温有利于吸收，低温外界环境条件时特别有利于降低系统能耗。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图中：1-沼气汇集管；2-水分离器；3-脱硫塔；4-闪蒸气回收罐；5-压缩气缓冲罐；6-压缩机；7-吸收塔缓冲罐；8-吸收塔；9-一级解吸塔；10-第三循环泵；11-二级解吸塔；12-第二循环泵；13-制冷机组；14-脱水系统；15-晾水塔；16-第一循环泵；17-排污管；18-天然气集输管路。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。

请参阅图1。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

一种秸秆畜禽粪联产沼气和有机肥中沼气过滤提纯系统，包括净化气路和循环水路；净化气路包括水分离器2、脱硫塔3、闪蒸气回收罐4、压缩机6、缓冲罐、吸收塔8、脱水系统14经管路依次连接；水分离器2的进口连接沼气汇集管1，脱水系统14的排气口连接天然气集输管路18。沼气先通过水分离器2将游离水和机械杂质去除，然后进入干法脱硫塔、干法脱硫塔除去H2S，防止H2S对设备和管道的腐蚀。干法脱硫是一种简易、高效、相对低成本的脱硫方式。气体以低流速从一端经过脱硫塔3内填料层，硫化氢（H2S）氧化成硫或硫氧化物后，余留在填料层中，净化后气体从脱硫塔3另一端排出。脱硫塔3并列设置有两个，当观察到脱硫剂变色，或系统压力损失过大时，交替使用另一个脱硫塔3。当前的脱硫塔3在沼气放空后，进行自然通风，对脱硫剂进行再生。当再生效果不佳时，从塔体底部将废弃的脱硫剂排除，在底部排放废弃填料的同时，相同体积的新鲜脱硫填料加入反应器中。

循环水路包括多级解吸塔、制冷机组13、晾水塔15，吸收塔8的排水口与多级解吸塔中的初级解吸塔连接，多级解吸塔包括依次连接的一级解吸塔9和二级解吸塔11，二级解吸塔11的排水口与制冷机组13连接，一级解吸塔9的排水口连接二级解吸塔11的进水口，二级解吸塔11的排水口连接吸收塔的进水口，制冷机组13与晾水塔15组成第一循环回路；晾水塔15的出水口经管路连接多级解吸塔的进水口；晾水塔15与多级解吸塔连接的管路上设置有第一循环泵16，二级解吸塔11与制冷机组13连接的管路上设置有第二循环泵12，二级解吸塔11与吸收塔8连接的管路上设置有第三循环泵10；二级解吸塔11的进气口、排气口直通外界。

在吸收塔8内，工艺水与脱硫沼气逆流接触进行热质交换，吸收CO2气体，吸收塔8出塔气即为CNG，送入脱水系统14中，其中的分子筛吸附器除去气体中残余硫和水分，吸收塔8内工艺水减压到一定压力后进入一级解吸塔9闪蒸CH4；一级解吸塔9闪蒸CH4闪蒸气送入压缩机6进口回收利用，CH4回收率约97％±1%。出一级解吸塔9的工艺水进一步减压进入二级解吸塔11上塔，释放CO2。二级解吸塔11上塔溶液进入下塔，充分解吸CO2；下塔一部分水进入制冷机组13形成制冷循环，另一部分水经水泵增压送入吸收塔8进行循环吸收CO2

缓冲罐包括依次连接的压缩气缓冲罐5和吸收塔缓冲罐7，且压缩气缓冲罐5与压缩机6组成气体循环回路。缓冲罐主要用于缓冲压缩机6的压力波动，使压缩机6工作更平稳。

水分离器2、脱硫塔3、闪蒸气回收罐4、吸收塔8、吸收塔缓冲罐7、一级解吸塔9和二级解吸塔11的排水口均直联排污管17。

一级解吸塔9的排气口连接闪蒸气回收罐4。

晾水塔15的入水是深井水。

脱硫

从罗茨风机输入的粗沼气经沼气汇集管1进入水分离器2脱水，再进入氧化铁吸附塔（脱硫塔3）进行吸附脱硫，以低速从一端经过容器内填料层，硫化氢氧化成硫或硫氧化物被吸附在填料层中，从而达到脱硫目的。

脱碳

脱硫后的粗沼气经压缩机6进入工作压力为0.90Mpa的缓冲罐。粗沼气从下部进入吸收塔8，再生循环水（工艺水）从上部进入吸收塔8，自上而下逆向流动的循环水与自下而上的粗沼气在吸收塔8内充分接触，粗沼气中的二氧化碳（CO2）被水吸收，甲烷（CH4）从塔顶排出，其二氧化碳含量不高于3%，之后再进入脱水装置进行脱水。

吸收塔8内的工艺水经一级解吸塔9闪蒸，闪蒸气在回收罐内加压后送至多级解吸塔，与水逆流接触，循环水中的二氧化碳（CO2）被解吸出来，再生后的水经水泵加压送至吸收塔8循环利用。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims (5)

1.一种秸秆畜禽粪联产沼气和有机肥中沼气过滤提纯系统，其特征在于，包括：净化气路和循环水路；净化气路包括水分离器（2）、脱硫塔（3）、闪蒸气回收罐（4）、压缩机（6）、缓冲罐、吸收塔（8）、脱水系统（14）经管路依次连接；水分离器（2）的进口连接沼气汇集管（1），脱水系统（14）的排气口连接天然气集输管路（18）；

循环水路包括多级解吸塔、制冷机组（13）、晾水塔（15），吸收塔（8）的排水口与多级解吸塔中的初级解吸塔连接，多级解吸塔中的末级解吸塔的排水口与制冷机组（13）连接，前一级解吸塔的排水口连接后一节解吸塔的进水口，末级解吸塔的排水口连接吸收塔的进水口，制冷机组（13）与晾水塔（15）组成第一循环回路；晾水塔（15）的出水口经管路连接多级解吸塔的进水口；晾水塔（15）与多级解吸塔连接的管路上设置有第一循环泵（16），末级解吸塔与制冷机组（13）连接的管路上设置有第二循环泵（12），末级解吸塔与吸收塔（8）连接的管路上设置有第三循环泵（10）；末级解吸塔的进气口、排气口直通外界；

水分离器（2）、脱硫塔（3）、闪蒸气回收罐（4）、吸收塔（8）、多级解吸塔的排水口均直联排污管（17）。

2.根据权利要求1所述的秸秆畜禽粪联产沼气和有机肥中沼气过滤提纯系统，其特征在于：所述多级解吸塔包括依次连接的一级解吸塔（9）和二级解吸塔（11）。

3.根据权利要求2所述的秸秆畜禽粪联产沼气和有机肥中沼气过滤提纯系统，其特征在于：所述缓冲罐包括依次连接的压缩气缓冲罐（5）和吸收塔缓冲罐（7），且压缩气缓冲罐（5）与压缩机（6）组成气体循环回路。

4.根据权利要求3所述的秸秆畜禽粪联产沼气和有机肥中沼气过滤提纯系统，其特征在于：所述一级解吸塔（9）的排气口连接闪蒸气回收罐（4）。

5.根据权利要求1-3任一项所述的秸秆畜禽粪联产沼气和有机肥中沼气过滤提纯系统，其特征在于：所述晾水塔（15）的入水是深井水。

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