[發明專利]垃圾填埋氣分離提純工藝及裝置

在審

• 申請號: 201410425314.6
• 申請日: 2014-08-27
• 公開（公告）號: CN104190201A
• 公開（公告）日: 2014-12-10
• 發明（設計）人: 郗春滿;朱云華;李輝;郭正軍
• 申請（專利權）人: 蘇州蘇凈保護氣氛有限公司
• 主分類號: B01D53/00
• 分類號: B01D53/00;B01D53/047;B01D53/14;C01B31/20;C07C7/11;C07C7/12;C07C9/04
• 代理公司: 蘇州創元專利商標事務所有限公司 32103
• 代理人: 孫仿衛;項麗

技術領域

本發明涉及一種對垃圾填埋氣進行分離提純，以獲得純度較高的甲烷氣體和二氧化碳氣體來便于利用的垃圾填埋氣分離提純的工藝及裝置。

背景技術

在21世紀的今天，人類正面臨兩個嚴重的環境問題挑戰，一方面是垃圾管理問題，另一方面是溫室效應加劇問題。

常用生活垃圾處理方式有：（1）衛生填埋；（2）堆肥化處理；（3）焚燒處理。其中衛生填埋是處理城市生活垃圾的主要方式。目前，我國有80%以上的生活垃圾采取衛生填埋方式處理。垃圾填埋所產生的垃圾填埋氣的組成成分為二氧化碳、甲烷、氮氣、氧氣、氨氣、硫化氫以及其他有機氣體。該垃圾填埋氣是一種潛在的清潔能源，其熱值一般為7450~22350KJ/m³，脫水除去CO₂等雜質組分后，可將熱值進一步提高，達到或接近天然氣的熱值。典型的垃圾填埋氣中，甲烷含量約為45%~55%，二氧化碳含量約為40%~55%。如果垃圾填埋氣直接排放會產生較強的溫室效應。據統計，在美國、德國等一些發達國家，垃圾填埋場已經成為第一大溫室氣體排放源。然而，目前大部分凈化設備只對垃圾填埋氣中的甲烷進行提純，而二氧化碳被當成廢氣排入到大氣中，加劇溫室效應。

例如專利號為ZL200410081272.5的發明專利，其采用了脫硫、冷凍分液、變溫吸附、變壓吸附的集成工藝從垃圾填埋氣中提純甲烷，該工藝采用低溫操作，能耗高，投資大，并且無法進一步脫除垃圾填埋氣中的O₂，造成產品氣甲烷純度低，僅為80%～90%。專利號為ZL200510004873.0的發明專利，其對填埋氣進行壓縮，冷凍干燥，多級過濾，吸附干燥后，再進行高壓吸附，并流均壓，常壓再生的變壓吸附循環工藝，產品氣甲烷純度96％左右，但其仍然是僅針對甲烷氣體。專利號為ZL200910085020.2的發明專利，其對垃圾填埋氣進行脫硫、一級變壓吸附、變溫吸附、二級變壓吸附來制取甲烷，但無法獲得高純度的CO₂。

如果對垃圾填埋氣進行分離提純，可以同時回收二氧化碳和甲烷，從而保護環境，同時實現廢棄物資源化利用，這在能源日益緊張、大力提倡節約型社會的今日尤其具有現實意義。

發明內容

本發明的目的是提供一種能夠同時提純回收二氧化碳和甲烷，從而便于其利用的垃圾填埋氣分離提純工藝以及該工藝采用的裝置

為達到上述目的，本發明采用的技術方案是：

一種垃圾填埋氣分離提純工藝，包括如下流程：

（1）采用甲基二乙醇胺法將垃圾填埋氣分離為富含甲烷的氣體和吸收有二氧化碳的溶液；

（2）將富含甲烷的氣體脫水后經變壓吸附而分離獲得甲烷產品氣；對吸收有二氧化碳的溶液進行閃蒸使其釋放出含有二氧化碳的氣體，將含有二氧化碳的氣體脫水后經變壓吸附而分離獲得二氧化碳產品氣。

優選的，所述的垃圾填埋氣先經過壓縮和脫硫后再采用甲基二乙醇胺法進行分離。

一種應用上述工藝的垃圾填埋氣分離提純裝置，包括設置有甲基二乙醇胺溶液的吸收塔、甲烷脫水裝置、甲烷變壓吸附裝置、閃蒸塔、二氧化碳脫水裝置、二氧化碳變壓吸附裝置；

所述的吸收塔包括吸收塔上段和吸收塔下段；所述的吸收塔下段的進氣口與原料氣源相連接，所述的甲烷脫水裝置的進氣口與所述的吸收塔上段頂的出氣口相連接，所述的甲烷脫水裝置的出氣口與所述的甲烷變壓吸附裝置的進氣口相連接；所述的甲烷變壓吸附裝置具有甲烷產品氣出氣口和尾氣出氣口；

所述的閃蒸塔包括閃蒸塔上段和閃蒸塔下段；所述的吸收塔下段底的出液口與所述的閃蒸塔下段的進液口相連接，所述的閃蒸塔下段底的出液口與所述的閃蒸塔上段的進液口相連接，所述的閃蒸塔上段底的出液口與所述的吸收塔下段頂的進液口相連接；所述的閃蒸塔下段頂具有廢氣出口，所述的閃蒸塔上段頂的出氣口與所述的二氧化碳脫水裝置的進氣口相連接，所述的二氧化碳脫水裝置的出氣口與所述的二氧化碳變壓吸附裝置的進氣口相連接，所述的二氧化碳變壓吸附裝置具有產品氣出氣口和尾氣出氣口。

優選的，其還包括再生塔，所述的閃蒸塔上段底的出液口還與所述的再生塔的進液口相連接，所述的再生塔頂的出液口與所述的吸收搭上段頂的進液口相連接。

優選的，所述的再生塔頂的出液口經冷卻器后與所述的吸收搭上段頂的進液口相連接。

優選的，所述的閃蒸塔上段頂的出氣口經冷干機后與所述的二氧化碳脫水裝置的進氣口相連接，所述的冷干機的水汽出口回連至所述的閃蒸塔上段頂。