[發明專利]一種填埋氣凈化回收甲烷的溶劑及方法

有效

• 申請號: 201210380854.8
• 申請日: 2012-10-10
• 公開（公告）號: CN103724145A
• 公開（公告）日: 2014-04-16
• 發明（設計）人: 趙運生
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;南化集團研究院
• 主分類號: C07C9/04
• 分類號: C07C9/04;C07C7/11
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責任公司 32112
• 代理人: 湯志武

技術領域

本發明屬于環保技術領域，系從填埋氣中脫除CO₂、硫化物、氯化烴及揮發性有機物（VOCs）等其他氣體雜質的溶劑及方法。

背景技術

近年我國生活垃圾產生量在1.6億噸左右。垃圾填埋氣易燃易爆并且具有毒性，嚴重污染周邊環境。同時，垃圾中的有機物在填埋狀況下會產生厭氧分解產生CH₄、CO₂及硫化物等氣體。這類氣體稱為填埋氣（LFG），填埋氣熱值約4500~5500kcal/Nm³，因此，填埋氣又是一種利用價值較高的燃料，處理后的填埋氣可回收利用甲烷等氣體。減少填埋場甲烷等溫室氣體排放對緩解氣候變暖有重要意義。

填埋氣的典型組成：

目前，從填埋氣中脫除CO₂主要有吸附分離法和膜分離法。吸附分離法利用變溫吸附，該過程需要加熱，能耗大，完成一個循環周期較長，CH₄回收率低。膜分離過程需要在1.7~5.5MPa壓力下完成，技術經濟成本較高。

發明內容

本發明的目的在于，采用一種配方溶劑，在對填埋氣進行處理后，它不僅能將H₂S、硫醇、硫醚等硫化物脫除，也可將CO₂等氣體脫除，同時將其中的氯代烴及其它揮發性有機物（VOCs）如苯及苯系物脫除，再經過精制后的CH₄產品符合車輛燃料氣要求。

本發明的主要技術方案：填埋氣凈化回收甲烷的溶劑，其特征是包括主要吸收劑聚乙二醇二甲醚和H₂O，以及助溶劑和穩定劑；聚乙二醇二甲醚的重量百分濃度為80～90%，助溶劑的重量百分濃度為1～10%，穩定劑的重量百分濃度為0.1%～0.5%，余量為H₂O。

所述聚乙二醇二甲醚為具有分子結構CH₃O(C₂H_4?O)?_XCH₃的混合物，其中X=3~6。

所述助溶劑為四乙二醇二丁基醚、二異丙醇胺、三丙二醇甲醚、嗎啉中的一種或幾種。

所述穩定劑為磷酸三鈉。

所述助溶劑的優選重量百分濃度為5～10%。

本發明所述填埋氣凈化回收甲烷的方法，其特征是包括以下步驟：

（1）過濾，過濾掉LFG中的顆粒雜質等;

（2）壓縮，將LFG加壓至1.0~2.5MPa(g);

（3）預處理塔預處理系統，脫除掉LFG中的硫化物、氯化烴、VOCs及部分CO₂;

（4）脫碳處理系統，脫除掉預處理塔塔頂氣中的CO₂；

（5）精制。

一般地，將填埋氣過濾除去其中的顆粒物后進入壓縮機，壓縮至1.0-2.5MPa(表)，進入凈化工段；凈化工段的主要目的是脫除硫化物、氯化烴（如二氯甲烷等）、揮發性有機物（VOCs）（如苯、甲苯等）及脫除二氧化碳，再經過精制后的CH₄產品。?

??現有工藝大都采用變壓吸附等進行填埋氣中甲烷的回收，變壓吸附有效氣甲烷損失大，回收率～90%。本發明回收甲烷純度達85～97%，甲烷回收率≥96%，有效氣損失小，溶劑可循環再生使用。

附圖說明

圖1為本發明填埋氣回收甲烷的工藝流程方框圖。

圖2為本發明實施例的工藝流程圖。

圖中，1-過濾器?2-壓縮機?3-預處理器?4-水冷器?5-貧液泵?

6-貧富液換熱器?7-再生塔?8-煮沸器?9-再生氣冷卻器?10-三相換熱器?

11-脫碳塔?12-冷水機?13-貧液泵?14-閃蒸氣提塔?15-換熱器?16-引風機

具體實施方式

下面結合附圖及實施實例對本發明加以詳細描述：

本發明實施例如附圖所示，LFG經過過濾器1過濾掉顆粒雜質后進入壓縮機2，由壓縮機2加壓至1.0~2.5MPa(g)后進入預處理塔3底部與塔頂流下的貧溶劑逆流接觸，吸收硫化物、氯化烴、VOCs及部分二氧化碳。預處理塔底排出的富液，經貧富液換熱器6與熱再生后的貧溶劑換熱，進入再生塔7，由于減壓、升溫的結果，溶劑中大部分吸收的雜質釋放出，作為再生氣經再生氣冷卻器9后去處理。再生塔底溶劑由煮沸器8加熱蒸煮，將溶液中的殘量的雜質趕出，得到貧度較高的再生貧溶劑。