[发明专利]一种沼气脱碳的系统

说明书

技术领域

本发明属于气体分离技术领域，更具体地说，属于一种利用气液接触从沼气中分离出二氧化碳气体的技术。

背景技术

沼气是一种清洁能源，现已被广泛使用。用污泥生产沼气已经有一百多年的历史，但作为规模化、工业化的生产却是近二十年左右的事。用污泥生产沼气的现代工艺是在电脑化控制的反应容器内，根据处理物的各种不同条件随时对容器里的厌氧环境进行调节，达到充分利用自然界普遍存在的微生物，参与有机物逐级发酵降解(水解、酸化、气化)，最终实现发酵产生甲烷气体。发酵产物(沼气)中主要是气态的甲烷和二氧化碳，将其收集后用作清洁燃料。如何对发酵产物(沼气)进行进一步提纯，制取符合工业和生活使用标准的甲烷气体，是本领域内的技术难题。

二十世纪七十年代德国开始使用氮-甲基二乙醇胺(简称MDEA)溶液与加压混合气体接触，使混合气体中的二氧化碳被氮-甲基二乙醇胺溶液吸收。氮-甲基二乙醇胺溶液通过常压解吸及蒸汽气提使二氧化碳从氮-甲基二乙醇胺溶液中解吸出来。如果单纯使用氮-甲基二乙醇胺溶液吸收和解吸二氧化碳，则二氧化碳净化度较低，二氧化碳的吸收和解吸速度较慢，热耗较高。

中国专利(公开号为CN1091332A)公开了一种“多胺法脱出气体中二氧化碳及硫化物”的发明专利(对比文件1)，该专利中公开了一种含有两种活化剂的氮-甲基二乙醇胺复合溶液，该复合溶液在脱出二氧化碳时，二氧化碳净化度虽然较高，但是存在热耗较高的问题。

中国专利(公开号为CN1107530C)公开了一种“复合脱碳液”的发明专利(对比文件2)，该专利中公开的复合脱碳液中带有二甲基乙醇胺、甲基乙醇胺、二氮己环三种不同碱性的活化剂，虽然较上述一种“多胺法脱出气体中二氧化碳及硫化物”的发明专利有所改进，降低了热耗和成本，但是仍然存在着相当的能源损耗问题。

上述两篇专利文献所公开的技术方案均用于合成氨工艺中的脱碳环节，采用这两篇专利文献所公开的技术方案可以在一定程度上解决沼气脱碳的技术问题，由于沼气提纯中的脱碳环节与合成氨工艺中的脱碳环节存在一定的差异，使用这两种技术方案仍然存在需要克服的问题。经过发酵出来的沼气在进行脱碳之前需要进行脱硫工序，以脱除沼气中的硫化氢气体。如何进一步降低净化气体中二氧化碳的含量、提高氮-甲基二乙醇胺溶液的吸收能力、降低热损耗等问题仍然在制约着沼气提纯技术领域。

发明内容

本发明为了解决以上技术问题，给出了一种沼气脱碳系统。

本发明的一种沼气脱碳系统，其特征在于：所述沼气脱碳系统包括CO₂吸收塔、前置冷却器、前置分离器、气体压缩机、塔前分离器、活性碳过滤器、塔后冷却器、塔后分离器、贫液泵、CO₂再生塔、溶液换热器、吸收液贫液冷却器、吸收液贫液过滤器、CO₂换热器、CO₂冷却器、CO₂分离器、富液调节阀、循环水泵、蒸煮器、循环水回水总管、循环水出水总管、循环水冷却塔、沼气池、溶液贮槽、地下槽、溶液过滤器、循环水池；其中：

前置冷却器与前置分离器通过管路相连；前置分离器与气体压缩机通过管路相连；气体压缩机与塔前分离器通过管路相连；塔前分离器与活性碳过滤器通过管路相连；活性碳过滤器与CO₂吸收塔通过管路相连； CO₂吸收塔与塔后冷却器通过管路相连；塔后冷却器与塔后分离器通过管路相连；

贫液泵通过管路与CO₂吸收塔的顶部相连；溶液换热器通过管路与CO₂吸收塔的底部相连；溶液换热器通过管路与CO₂再生塔的塔顶相连； 蒸煮器的一端与CO₂再生塔的上塔底通过管路相连；蒸煮器的另一端与CO₂再生塔的下塔底通过管路相连； CO₂再生塔通过管路与吸收液贫液冷却器相连；吸收液贫液冷却器通过管路与吸收液贫液过滤器相连；溶液过滤器通过管路与CO₂再生塔的下塔底相连；溶液过滤器通过管路与吸收液贫液过滤器；吸收液贫液过滤器通过管路与贫液泵相连；CO₂分离器通过管路与CO₂再生塔的顶部相连；