[發明專利]從凈化后的垃圾填埋氣中提純甲烷液體的裝置

有效

• 申請號: 201310308731.8
• 申請日: 2013-07-18
• 公開（公告）號: CN103353207A
• 公開（公告）日: 2013-10-16
• 發明（設計）人: 蔡福梅;薄達;夏仕屔;吳志會;周濤;潘翎;孫復初;洪英華;吳玲珍
• 申請（專利權）人: 杭州凱德空分設備有限公司
• 主分類號: F25J3/02
• 分類號: F25J3/02;F25J5/00
• 代理公司: 杭州華知專利事務所 33235
• 代理人: 張德寶

技術領域

本發明涉及氣體低溫精餾分離技術領域，特別是一種從凈化后的垃圾填埋氣中提純甲烷液體的裝置。

背景技術

隨著人口急劇增長和自然資源的不斷開發，工業垃圾、生活垃圾所產生的氣體嚴重導致全球氣候變暖、威脅人類健康的問題引起世界各國科學家重視。為使將大氣中的溫室氣體含量穩定在一個適當的水平，防止劇烈的氣候改變對人類造成傷害，在日本京都通過了《京都議定書》，規定發達國家、發展中國家承擔減少碳排放量的義務，我國開始承擔溫室氣體減排的任務。

目前,有二十多個國家的幾百個垃圾填埋場安裝了垃圾填埋氣的回收利用裝置,利用方式包括:1）直接燃燒產生蒸汽,用于生活或工業供熱；2）通過內燃機發電,作為運輸工具的動力燃料；3）用于二氧化碳工業；4）用于制造甲醇的原料；5）經深度凈化處理后用作管道煤氣等。其中發電、民用燃料和汽車燃料是三種最為普遍的利用方式。

我國出臺《中國城市垃圾垃圾填埋氣體收集利用國家行動方案》，垃圾填埋氣的回收利用繼在鞍山、杭州、南京等地起步后,得到各級領導的高度重視和支持，在全國各地廣泛開發，并已成功掌握垃圾垃圾填埋氣前處理技術，但多數以直接燃燒為主，近期也有利用TSA和PSA工藝回收二氧化碳和甲烷實例，但存在產品純度低、成本高的問題。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，提供一種產品純度高的從凈化后的垃圾填埋氣中提純甲烷液體的裝置。

為解決上述技術問題，本發明提供的一種從凈化后的垃圾填埋氣中提純甲烷液體的裝置，它包括預處理單元、分子篩吸附單元、主換熱器、低溫精餾塔、氮制冷循環單元以及控制器；其中，

預處理單元，包括依次連接的垃圾填埋氣穩壓罐和垃圾填埋氣壓縮機；

分子篩吸附單元，由多個并聯組成的吸附塔吸附垃圾填埋氣中的二氧化碳和水，吸附塔的塔底與所述預處理單元中的垃圾填埋氣壓縮機連通；

低溫精餾塔，由上冷凝蒸發器、填料型精餾塔體和下冷凝蒸發器組成；

氮制冷循環單元與主換熱器連通；

所述主換熱器的一端與分子篩吸附單元吸附塔的塔頂連通，主換熱器的另一端與低溫精餾塔中的上冷凝蒸發器、填料型精餾塔體連通。

進一步的，所述上冷凝蒸發器內設有第一換熱器，下冷凝蒸發器內設有第二換熱器以及將液態氮與液態甲烷分離的隔板；所述氮制冷循環單元由構成回路的氮氣穩壓罐、氮氣壓縮機、冷卻器、氮換熱器和氣液分離器組成，所述氮換熱器內設有氮氣輸出管和氮氣輸入管，氮氣輸入管和氮氣輸出管之間設有膨脹機，膨脹機上連接有控制膨脹機轉速的制動器；所述主交換器內設有輸入管道、單一氣體輸出管道以及混合氣體輸出管道，單一氣體輸出管道的輸入端與氮氣輸出管相連通，輸出端與氮氣穩壓罐連通，氣液混合物管道的輸入端與吸附塔的塔頂連通，輸出端與填料型精餾塔體連通，混合氣體輸出管道的輸入端與第一換熱器的頂端連通，輸出端與吸附塔連通；氣液分離器分別與下冷凝蒸發器的底端和上冷凝蒸發器的側部連通，下冷凝蒸發器的側部與氮氣輸入管連通。

進一步的，所述分子篩吸附單元由吸附塔以及吸附塔與管道間連接的第一程控閥門組件組成，并由控制器實現閥門的開啟和關閉。各吸附塔采用并列連接，根據時序要求安裝若干第一程控閥門，由控制器實現閥門的開啟與關閉，幾個吸附塔在時間上互相錯開，交替吸附即可實現連續分離提純的目的。

進一步的，所述下冷凝蒸發器中盛放液態甲烷處連通有液態甲烷槽。將提純之后的甲烷液體輸送到液態甲烷槽中。

進一步的，所述輸入管道的輸入端與吸附塔之間設有過濾氣液混合物中的粉塵的過濾器。

進一步的，所述混合氣體輸出管道的輸出端與吸附塔之間設有電加熱器。混合氣經電加熱器加熱之后，進入到處于飽和狀態的吸附塔中，對該吸附塔進行活化再生。

進一步的，所述主換熱器與電加熱器之間的混合氣體輸出管道、氣液分離器與氮換熱器之間的氮氣輸入管、氣液分離器與下冷凝蒸發器的底端連通的管道、氣液分離器與上冷凝蒸發器連通的管道、氮氣輸入管與下冷凝蒸發器的側部連通的管道、氮氣輸出管與單一氣體輸出管道連通的管道以及輸入管道與填料型精餾塔體連通的管道上分別設有第二程控閥門組件，并由控制器實現閥門的開啟和關閉。