[实用新型]沼气低温压缩脱碳装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种脱去沼气中二氧化碳的装置，尤其涉及一种沼气低温压缩脱碳装置。

背景技术

现有技术中主要存在以下几中脱碳装置：

1，吸收提纯去除二氧化碳装置，利用有机胺溶液(一级胺、二级胺、三级胺、空间位阻胺等)与二氧化碳的物理化学吸收特性来实现的。此装置的优缺点：此种装置虽然在不太高的压力下就可将气体中的二氧化碳精制到很高的程度、设备一次性投入相对较低、操作简便。但当化学吸收剂完全反应完后就不再具有吸收二氧化碳的特性，所以化学吸收剂的吸收能力是有限的。设备运行过程中自身耗热量相对较高。反应中需要大量的纯化工作用水，反应完全后存在废液处理问题，而且常用的吸收剂有机胺在一定程度上存在着毒性，不利于吸收的二氧化碳再利用。

2，变压吸附去除二氧化碳装置(PSA)，利用吸附剂(如分子筛等)对二氧化碳的选择性吸附特点，即在吸附剂上二氧化碳相对其他气态组分有较高的分离系数，来达到对沼气中二氧化碳进行脱除的目的。此装置的优缺点：此种装置去除二氧化碳无需用外加化学剂及工作用水，反应过程无需工作热能。设备自身能耗较低，设备结构主要以集装箱式为主，易于运输、安装和调试，系统运行可靠性高，比较适合大型沼气提纯工程，且纯化后气体无需干燥、及加压。但对纯化前原料气要求相对较高，需除水干燥及彻底除硫，并且在纯化过程中气体消耗量较大，一般会造成气体3％-8％的浪费。反应完全后需增设废气处理系统。技术设备系统复杂、设备一次性投入高、系统运行费用及维修成本高。

3，膜分离提纯去除二氧化碳装置，是利用不同气体组分在压力驱动下通过膜的渗透性作用的不同来实现的，通常情况下二氧化碳的渗透速度快，作为快气以透过气排出，甲烷的渗透速度慢，作为慢气以透余气形式获得提纯产品气。此装置的优缺点：膜分离脱碳装置投资成本适中，膜可以持续使用三年，但经经验表明在使用一年半后，因为萎缩的缘故，膜的渗透性会减少30％。由于气体分离效率多受膜材料、气体组成、压差、分离系数以及温度等多种因素的影响，且对原料气的清洁度要求比较高，原料气在进入系统前需脱硫、净化、除尘。膜组件价格昂贵，膜分离法中使用的膜需要经常更换，运行成本较高，因此气体膜分离法一般不单独使用，常和溶剂吸收、变压吸附、深冷分离、渗透蒸发等工艺联合使用。

4，高压水洗装置脱二氧化碳，是利用二氧化碳在水中溶解度与甲烷的差异，通过物理吸收过程实现二氧化碳与甲烷的分离。通常沼气经压缩后从吸收柱底部进入，水从顶部进入进行反相流动吸收。此装置的优缺点：此种装置去除二氧化碳无需用外加化学剂，纯化前无需彻底除硫，纯化后无需加压，系统自身耗能、耗热量较低，设备一次性投入适中，系统运行费用及维修费用适中，且运行可靠性高。但此种装置吸收过程需要大量纯化工业用水，为提高二氧化碳在水中的溶解度，水洗装置脱碳一般采用较高压力，这样也需要将水洗水加压，增大了能耗。此外，反应完全后的水中H2S浓度比较高，纯化后气体需进行除水干燥及废气处理，技术设备系统复杂，产生的废水需进行回收处理。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种沼气低温压缩脱碳装置，解决现有的脱碳装置能耗大、结构复杂和脱碳成本高的问题。

为解决上述问题，本实用新型所采取的技术方案是：

一种沼气低温压缩脱碳装置，包括压缩机、风冷散热器、第一换热器、第二换热器、制冷机和高压储罐，所述第一换热器和第二换热器均设有热介质入口、热介质出口、冷介质入口、冷介质出口四个端口；所述压缩机的出口连接至风冷散热器的入口，风冷散热器的出口连接至第一换热器的热介质入口，第一换热器的冷介质出口连接至气态二氧化碳的输送管道，第一换热器的热介质出口连接至第二换热器的热介质入口，第二换热器的热介质出口连接至高压储罐的沼气入口，制冷机通过管道连接至第二换热器的冷介质入口和冷介质出口，高压储罐上设有气态甲烷出口和液态二氧化碳出口，其中高压储罐的液态二氧化碳出口通过二氧化碳输送管道和减压阀连接至第一换热器的冷介质入口。

更进一步的技术方案是，所述第一换热器上的热介质入口和冷介质出口设置在第一换热器的一侧顶角处，热介质出口和冷介质入口设置在第一换热器的另一侧底角处；所述第二换热器的热介质入口和冷介质出口设置在第二换热器的一侧顶角处，热介质出口和冷介质入口设置在第二换热器的另一侧底角处。

更进一步的技术方案是，所述压缩机为A22.5-11压缩机，所述第一换热器和第二换热器均为M3-M45L型换热器，所述制冷机功率22KW。