[發明專利]一種基于水合物法分離沼氣中CO2的方法及裝置

有效

• 申請號: 201410586780.2
• 申請日: 2014-10-28
• 公開（公告）號: CN104403711A
• 公開（公告）日: 2015-03-11
• 發明（設計）人: 臧小亞;梁德青;吳能友
• 申請（專利權）人: 中國科學院廣州能源研究所
• 主分類號: C10L3/10
• 分類號: C10L3/10
• 代理公司: 廣州科粵專利商標代理有限公司 44001
• 代理人: 莫瑤江

1.一種基于水合物法分離沼氣中CO₂的裝置，其特征在于，包括有用于將沼氣增壓至預定壓力的氣體增壓泵(1)、冷卻至預定溫度的氣體冷卻器(5)、水合物反應釜(11)、水合物漿液加熱器(16)、液體增壓泵(19)、液體冷卻器(20)、氣相色譜儀(23)、數據采集及處理單元以及閥門(V1-V10)和管路；?

所述水合物反應釜(11)壁面采用夾套結構，由內到外依次為制冷劑夾層(30)、保溫材料層(25)，所述制冷劑夾層(30)內循環有制冷劑，制冷溫度采用外部恒溫水浴(15)控制設定；所述水合物反應釜(11)釜體內部鍍有鈦層，反應釜內設有制冷盤管(29)；所述水合物反應釜(11)釜體頂端法蘭連接有釜蓋，所述釜蓋上設有氣體排空以及收集閥門(V7)、監測水合物反應釜(11)內氣相壓力的壓力傳感器(7)和分別檢測水合物反應釜(11)內氣相溫度和液相溫度的溫度傳感器(8、9)；所述水合物反應釜(11)上端設有溶液噴淋裝置(31)；所述水合物反應釜(11)下端設有機械攪拌裝置(28)、氣體進口、抽真空閥門和跟水合物漿液加熱器(16)連通的水合物漿液出口；所述氣體進口處安裝了單向閥門(6)；?

所述數據采集及處理單元包括數據采集儀(10)、跟所述數據采集處理儀(10)連接的溫度傳感器(3、8、9、18、21)和壓力傳感器(7)；所述溫度傳感器(3、8、9、18、21)分別用于監測所述氣體冷卻器(5)、水合物反應釜(11)氣液相、水合物漿液加熱器(16)、液體冷卻器(20)的溫度；?

所述氣體增壓泵(1)經由氣體冷卻器(5)跟水合物反應釜(11)氣體進口連通；所述水合物反應釜(11)釜蓋上設有的氣體收集閥門連接有氣體干燥器(22)和氣相色譜儀(23)；所述水合物反應釜(11)下端設有的水合物漿液出口依次連接有水合物漿液加熱器(16)、液?體增壓泵(19)和液體冷卻器(20)、水合物反應釜(11)上端設有的進液口，形成一個回路。?

2.根據權利要求1所述的基于水合物法分離沼氣中CO₂的裝置，其特征在于，所述水合物反應釜側面設有視窗。?

3.一種基于水合物法分離沼氣中CO₂的方法，其特征在于，利用權利要求1或2所述裝置，包括以下步驟：?

a、將沼氣通過氣體增壓泵增壓至2-5MPa，并通入氣體冷卻室降溫至273-280K，然后將氣體通入抽真空后的水合物反應釜中，通過單向截止閥保證氣體不回流，釜內溫度通過恒溫水浴控制在273-280K之間，壓力控制在2-5MPa之間；同時，將水合物生成所需的質量濃度為0-40％的含促進劑水溶液通過噴淋裝置向反應釜氣相中均勻噴灑，開啟反應釜下端機械攪拌裝置，促使水溶液與氣體充分接觸發生水合物反應，所述噴淋溶液的總量達到反應釜3/4的體積；?

b、待水合物反應結束后，排出生成的水合物漿液，并通過水合物漿液加熱器加熱分解生成的水合物，通過閥門將水合物收集的CO₂酸性氣體排出，同時回收得到的水溶液經過液體增壓泵增壓后送往液體冷卻器中降溫后再次送往水合物反應釜中重復利用；水合物反應釜中剩余氣體經過干燥后，用氣相色譜儀分析氣體組分，若符合用氣要求則直接輸出，若不符合則重新循環通入水合物反應釜反應直到符合要求。?