[实用新型]一种沼气节能脱碳装置

说明书

技术领域

本实用新型公开了一种沼气节能脱碳装置。

背景技术

随着石化资源的短缺，开发二次能源已经成为世界各国的主要发展战略。沼气不仅原料来源丰富、而且成本低、价廉，燃烧热效率较高，具有可再生性，是一种性能优良的清洁燃料，也是当前新能源开发的主要方面。 

沼气中通常含有55~60%左右的甲烷，40%左右的二氧化碳和其它少量杂质气体。国内沼气主要作为农村灶具燃料使用，用途不广，使用价值低，而沼气经过净化脱碳后，其甲烷含量达到95%以上可称为生物天然气，可作为车用燃料气和化工原料使用，用途更广。

目前沼气脱碳主要是溶剂吸收法，该法分离效果较好，但投资费用大，能耗高，经济性较差。

CN102161925A介绍了一种利用沼气生产生物天然气的工艺，先将沼气过滤掉杂质，然后干法脱硫，再经压缩机压缩到0.8~1.5MPa, 加压后的沼气进入吸收塔进行喷淋水洗，水温为4~10℃，水洗后的水回到常压解析塔放出CO₂，脱碳后的沼气最后采用分子筛吸附干燥脱水。

CN102329672A介绍了一种从沼气中分离生产甲烷和二氧化碳的方法，通过预处理，甲烷分离，富液闪蒸、回收二氧化碳和吸附剂再生五个步骤实现。将沼气通入吸收塔内，吸收塔内的压力控制在2~5MPa，温度控制在1~10℃，沼气与塔顶喷淋下的吸附剂逆流接触，二氧化碳被吸附，所用吸附剂为聚乙二醇二甲醚等；吸附后的溶剂即富液送入高闪槽进行闪蒸，以除去甲烷、氮气等气体，高闪槽的压力为0.8 MPa；所产生的高闪气返回压缩机前的沼气管路，增压后再次进入吸收塔；高闪后的富液进入低闪槽，二氧化碳气体就从富液中闪蒸出来，低闪槽的压力为0.05MPa；闪蒸后的溶剂进入再生塔进行再生。

上述脱碳工艺中能量未能有效利用，能耗较高，吸收水温较低，需要制冷设备，消耗能量。水中溶解的CO₂靠闪蒸解析，残留较多，影响吸收能力，造成循环水量增大。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种能耗低的沼气脱碳装置。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种沼气节能脱碳装置，包括压缩机及吸收塔，压缩机与吸收塔的气体进口连通，吸收塔的液体出口通过水力透平机与一级解析塔的液体进口连通，一级解析塔的液体出口与二级解析塔的液体进口连通，二级解析塔的液体出口与吸收塔的液体进口连通；一级解析塔的气体出口与所述压缩机连通。

吸收塔的气体出口与干燥器连通。

所述二级解析塔的液体出口通过水泵与吸收塔的液体进口连通。

所述二级解析塔的空气进口通过管道与风机相连。

本实用新型中， 利用水力透平机回收部分能量，常温吸收节省制冷能量，空气解析节省循环水用量，实现了节能、节水的目的；与现有技术相比，本实用新型的优点是：

1、不需要冷冻水，吸收塔在常温下进行，洗涤水温度为30℃以下的常温水；

2、增加了水力透平机械，可以实现能量的回收利用；

3、循环水中CO₂解析彻底，减少循环水用量；

4、脱碳过程中采用水作为吸收剂，无毒害，循环使用可节约用水。

附图说明

图1是本实用新型结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，一种沼气节能脱碳装置，包括压缩机1及吸收塔2，压缩机1通过管道b与吸收塔2的气体进口连通，吸收塔2的气体出口通过管道c与干燥器5连通，吸收塔2的液体出口通过管道e与水力透平机3连接，水力透平机3通过管道f与一级解析塔4的液体进口连通，一级解析塔4的液体出口通过管道g与二级解析塔6的液体进口连通，二级解析塔6的液体出口管道h及管道i与吸收塔2的液体进口连通，管道h及管道i之间连接有水泵8；一级解析塔4的气体出口与所述压缩机1连通。二级解析塔6的空气进口通过管道n与风机7相连。

本实用新型的工作原理是：脱硫后的沼气通过管道a进入压缩机1进行压缩，以提高压力至1.5~3.0MPa，然后经管道b进入吸收塔2，用常温水作为溶剂吸收沼气中的CO₂，吸收塔顶所排气相为甲烷含量达到95%以上的气体，经管道c进入干燥器干燥后从管道d排出作为产品出售；吸收塔底液相通过管道e送至水力透平机3进行能量回收，然后再通过管道f送至一级解析塔4，塔内压力保持为0.5~1.0 MPa，温度为常温，从一级解析塔4的塔顶排出的一级解析气为含有二氧化碳和甲烷的气体，经管道m返回至压缩机1；从一级解析塔4排出的液相通过管道g送至二级解析塔6，塔内压力保持为1~5 KPa，温度为常温，从二级解析塔6的塔底通入空气（空气经管道j、风机7及管道n进入二级解析塔6内），依靠减压和空气解析的共同作用，彻底释放水中的CO₂气体并从管道k排出；二级解析塔6的塔底排出的液相通过管道h经水泵8及管道i送至吸收塔2，作为洗涤水重复使用。