[实用新型]一种高效节能的甲烷分离提纯装置

说明书

技术领域

本实用新型专利涉及一种气体分离提纯设备技术领域，尤其是一种高效节能的甲烷分离提纯装置。

背景技术

甲烷是一种很重要的燃料，是天然气的主要成分，约占组成的87％；在标准压力的室温环境中，甲烷无色、无味；家用天然气的特殊味道，是为了安全而添加的人工气味，通常是使用甲硫醇或乙硫醇；在一大气压力的环境中，甲烷的沸点是-161℃；液化的甲烷不会燃烧，除非在高压的环境中(通常是4～5大气压力)；

甲烷在自然界分布很广，除天然气外，沼气、坑气的主要成分之一；它可用作燃料及制造氢、一氧化碳、炭黑、乙炔、氢氰酸及甲醛等物质的原料。甲烷用作热水器、燃气炉热值测试标准燃料；生产可燃气体报警器的标准气，校正气；还可用作太阳能电池，非晶硅膜气相化学沉积的碳源；以及甲烷用作医药化工合成的生产原料；

除作燃料外,大量用于合成氨、尿素和炭黑,还可用于生产甲醇、氢、乙炔、乙烯、甲醛、二硫化碳、硝基甲烷、氢氰酸和1,4-丁二醇等；甲烷氯化可得一、二、三氯甲烷及四氯化碳；甲烷高温分解可得炭黑，用作颜料、油墨、油漆以及橡胶的添加剂等；

但现有技术提纯甲烷时整体产量不高，生产效率过低，而且还存在耗能大，纯度不够等多种缺陷；

实用新型内容

本实用新型的目的是，提供一种高效节能的甲烷分离提纯装置，该设备采用复合节能处理技术，通过低温冷凝技术、过滤技术与吸收与吸附手段的互相结合，并加装蓄能装置，使得降低能耗的同时，得到纯度较高的甲烷，且该装置设计适合大批量的规模化生产；

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种高效节能的甲烷分离提纯装置，包括：低温塔、过滤单元、增压塔、吸附塔以及存储罐；

进一步的，所述低温塔的一端用于原料进入，所述低温塔的另一端与所述过滤单元的一端连接，所述过滤单元的另一端与所述增压塔的一端连接，所述增压塔的另一端与所述吸附塔的一端连接，所述吸附塔的另一端与所述存储罐连接；

进一步的，所述低温塔包括：低温冷凝塔和余能回收器；

作为一种举例说明，所述低温冷凝塔是利用二氧化碳液化温度高的特点，通过低温作用使沼气等富含甲烷的气体中的二氧化碳被液化，甲烷组分作为不凝气以提纯产品气排出；

作为一种举例说明，为了降低运行能耗，采用余能回收器的回热技术将剩余冷量进行回收再利用；

通过所述低温塔的低温冷凝，去除富含甲烷气体，尤其是沼气中的多余二氧化碳，进行初步提纯；

进一步的，所述过滤单元采用多重水过滤装置，去除沼气等富含甲烷气体中的灰尘杂质和可溶于水气体；

作为一种举例说明，所述水过滤装置为一组或多组水过滤瓶体，进气一端管路深入水底，另一端管路处于水面之上；

进一步的，所述增压塔包括：吸收塔、减压塔和蓄能器；

作为一种举例说明，所述吸收塔内具备气压增压装置；

所述蓄能器采用压力吸收装置蓄能器，吸收吸收塔内的过剩压力，蓄能后，作为减压塔的动力来源；(类似吊车、铲车等电液推杆的压力蓄能器原理)

作为一种举例说明，所述减压塔内具备气压降低装置；

所述增压塔的工作原理是利用有机胺溶液(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，即在吸收塔内的加压、常温条件下，沼气中的二氧化碳发生吸收反应进行脱碳提纯甲烷，吸收富液在减压塔内减压、加热条件下发生逆向解析反应，释放出高纯度的二氧化碳气体，同时富液得到再生，纯度进一步加大，还具备重新吸收二氧化碳的能力，从而实现沼气在所述增压塔内的连续脱碳提纯甲烷的过程；

作为一种举例说明，所述增压塔的又一端连接有二氧化碳收集塔；用于收集富余气体二氧化碳；

进一步的，所述吸附塔内安装有可吸附介质的复合吸附剂；

作为一种举例说明，所述复合吸附剂包括分子筛与活性炭；

所述分子筛选型为可以过滤硫化氢、二氧化碳等杂志气体的分子筛；所述活性炭用于去除沼气中的异味和水汽；

作为一种举例说明，在吸附过程中，原料气在加压条件下其中的二氧化碳被吸附在吸附塔内的复合吸收剂上，甲烷等烷类弱吸附性气体作为净化气排出；

作为一种举例说明，当吸附饱和后将复合吸附剂放在减压装置内减压处理，即可将杂质气体释放出来，可重复循环使用；

进一步的，所述存储罐用于存放提纯净化后的高纯度甲烷；

本实用新型的有益效果：