[實用新型]一種沼氣節能脫碳裝置

有效

• 申請號: 201220468321.0
• 申請日: 2012-09-14
• 公開（公告）號: CN202786165U
• 公開（公告）日: 2013-03-13
• 發明（設計）人: 李洪亮;陳俊英;馬曉建;劉利平
• 申請（專利權）人: 鄭州大學生化工程中心
• 主分類號: C10L3/10
• 分類號: C10L3/10
• 代理公司: 鄭州聯科專利事務所(普通合伙) 41104
• 代理人: 田小伍

技術領域

本實用新型公開了一種沼氣節能脫碳裝置。

背景技術

隨著石化資源的短缺，開發二次能源已經成為世界各國的主要發展戰略。沼氣不僅原料來源豐富、而且成本低、價廉，燃燒熱效率較高，具有可再生性，是一種性能優良的清潔燃料，也是當前新能源開發的主要方面。?

沼氣中通常含有55~60%左右的甲烷，40%左右的二氧化碳和其它少量雜質氣體。國內沼氣主要作為農村灶具燃料使用，用途不廣，使用價值低，而沼氣經過凈化脫碳后，其甲烷含量達到95%以上可稱為生物天然氣，可作為車用燃料氣和化工原料使用，用途更廣。

目前沼氣脫碳主要是溶劑吸收法，該法分離效果較好，但投資費用大，能耗高，經濟性較差。

CN102161925A介紹了一種利用沼氣生產生物天然氣的工藝，先將沼氣過濾掉雜質，然后干法脫硫，再經壓縮機壓縮到0.8~1.5MPa,?加壓后的沼氣進入吸收塔進行噴淋水洗，水溫為4~10℃，水洗后的水回到常壓解析塔放出CO₂，脫碳后的沼氣最后采用分子篩吸附干燥脫水。

CN102329672A介紹了一種從沼氣中分離生產甲烷和二氧化碳的方法，通過預處理，甲烷分離，富液閃蒸、回收二氧化碳和吸附劑再生五個步驟實現。將沼氣通入吸收塔內，吸收塔內的壓力控制在2~5MPa，溫度控制在1~10℃，沼氣與塔頂噴淋下的吸附劑逆流接觸，二氧化碳被吸附，所用吸附劑為聚乙二醇二甲醚等；吸附后的溶劑即富液送入高閃槽進行閃蒸，以除去甲烷、氮氣等氣體，高閃槽的壓力為0.8?MPa；所產生的高閃氣返回壓縮機前的沼氣管路，增壓后再次進入吸收塔；高閃后的富液進入低閃槽，二氧化碳氣體就從富液中閃蒸出來，低閃槽的壓力為0.05MPa；閃蒸后的溶劑進入再生塔進行再生。

上述脫碳工藝中能量未能有效利用，能耗較高，吸收水溫較低，需要制冷設備，消耗能量。水中溶解的CO₂靠閃蒸解析，殘留較多，影響吸收能力，造成循環水量增大。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種能耗低的沼氣脫碳裝置。

為達到上述目的，本實用新型采用的技術方案是：

一種沼氣節能脫碳裝置，包括壓縮機及吸收塔，壓縮機與吸收塔的氣體進口連通，吸收塔的液體出口通過水力透平機與一級解析塔的液體進口連通，一級解析塔的液體出口與二級解析塔的液體進口連通，二級解析塔的液體出口與吸收塔的液體進口連通；一級解析塔的氣體出口與所述壓縮機連通。

吸收塔的氣體出口與干燥器連通。

所述二級解析塔的液體出口通過水泵與吸收塔的液體進口連通。

所述二級解析塔的空氣進口通過管道與風機相連。

本實用新型中，?利用水力透平機回收部分能量，常溫吸收節省制冷能量，空氣解析節省循環水用量，實現了節能、節水的目的；與現有技術相比，本實用新型的優點是：

1、不需要冷凍水，吸收塔在常溫下進行，洗滌水溫度為30℃以下的常溫水；

2、增加了水力透平機械，可以實現能量的回收利用；

3、循環水中CO₂解析徹底，減少循環水用量；

4、脫碳過程中采用水作為吸收劑，無毒害，循環使用可節約用水。

附圖說明

圖1是本實用新型結構示意圖。

具體實施方式

如圖1所示，一種沼氣節能脫碳裝置，包括壓縮機1及吸收塔2，壓縮機1通過管道b與吸收塔2的氣體進口連通，吸收塔2的氣體出口通過管道c與干燥器5連通，吸收塔2的液體出口通過管道e與水力透平機3連接，水力透平機3通過管道f與一級解析塔4的液體進口連通，一級解析塔4的液體出口通過管道g與二級解析塔6的液體進口連通，二級解析塔6的液體出口管道h及管道i與吸收塔2的液體進口連通，管道h及管道i之間連接有水泵8；一級解析塔4的氣體出口與所述壓縮機1連通。二級解析塔6的空氣進口通過管道n與風機7相連。

本實用新型的工作原理是：脫硫后的沼氣通過管道a進入壓縮機1進行壓縮，以提高壓力至1.5~3.0MPa，然后經管道b進入吸收塔2，用常溫水作為溶劑吸收沼氣中的CO₂，吸收塔頂所排氣相為甲烷含量達到95%以上的氣體，經管道c進入干燥器干燥后從管道d排出作為產品出售；吸收塔底液相通過管道e送至水力透平機3進行能量回收，然后再通過管道f送至一級解析塔4，塔內壓力保持為0.5~1.0?MPa，溫度為常溫，從一級解析塔4的塔頂排出的一級解析氣為含有二氧化碳和甲烷的氣體，經管道m返回至壓縮機1；從一級解析塔4排出的液相通過管道g送至二級解析塔6，塔內壓力保持為1~5?KPa，溫度為常溫，從二級解析塔6的塔底通入空氣（空氣經管道j、風機7及管道n進入二級解析塔6內），依靠減壓和空氣解析的共同作用，徹底釋放水中的CO₂氣體并從管道k排出；二級解析塔6的塔底排出的液相通過管道h經水泵8及管道i送至吸收塔2，作為洗滌水重復使用。