专利名称：一种沼气节能脱碳工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种沼气节能脱碳工艺。
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飞O) %左右的甲烷，(4(Γ45)%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O. 8^1. 5MPa,加压后的沼气进入吸收塔进行喷淋水洗，水温为Γ Ο ，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flO°C，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O. 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O. 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。
发明内容
本发明的目的是提供一种能耗低高收率的沼气脱碳工艺。为达到上述目的，本发明采用的技术方案是
一种沼气节能脱碳工艺，脱硫后的沼气经压缩机压缩后通过吸收塔吸收CO2，排出甲烷；吸收塔塔底的液相经水力透平机进行能量回收后通过解析塔解析排出CO2，解析塔塔底的液相送至吸收塔作为吸收剂重复使用。所述脱硫后的沼气经压缩机压缩后进入一级吸收塔吸收CO2，排出甲烷；一级吸收塔塔底的液相经一级水力透平机吸收能量后进入一级解析塔；一级解析塔解析后的气相进入二级吸收塔进一步吸收CO2，排出甲烷；二级吸收塔排出的液相与一级解析塔排出的液相进入二级水力透平机进行能量回收后进入二级解析塔进一步解析，排出CO2，解析完成后通入空气进一步降低液相中的CO2，二级解析塔塔底排出的液相分别送至一级吸收塔及二级吸收塔作为吸收剂重复使用。所述脱硫后的沼气经压缩机压缩后压力提高至I. 5^3. OMPa ;一级吸收塔压力为I. 5^3. OMPa，温度为常温；一级解析塔压力为O. 5^1. OMPa，温度为常温；二级吸收塔压力为
O.5 I. OMPa，温度为常温；二级解析塔压力为I飞KPa，温度为常温。所述吸收剂为常温水。在本发明中，利用水力透平机械回收能量，实现了节能的目的。与现有技术相比，本发明的优点是
1、不需要冷冻水，洗涤水为30°C以下的常温水，吸收与解析均在常温下进行，不需提供冷冻所需的能量；
2、增加了水力透平机械，可以实现能量的回收利用；
3、采用两级吸收塔进行吸收，提高了甲烷的收率，其回收率可达到99%;
4、脱碳过程中采用水作为吸收介质，无毒害，循环使用可节约用水。
图I是本发明工艺流程图。
具体实施例方式如图I所示，脱硫后的沼气通过压缩机进行压缩，以提高压力至2MPa，然后进入一级吸收塔，用常温下25°C水作为吸收剂进行CO2吸收，一级吸收塔塔顶所排气相为甲烷气体，其纯度达97%，作为产品待用；一级吸收塔塔底液相被送至一级水力透平机进行能量回收，然后再送至一级解析塔；一级解析塔塔内压力保持为O. 7 MPa，温度为25°C，一级解析塔塔顶排出的气相送至二级吸收塔进一步吸收CO2 ;二级吸收塔塔内压力保持为O. 7 MPa,温度为25°C，二级吸收塔塔顶所排气相为甲烷气体，与一级吸收塔所排气相分别作为产品待用，甲烷的回收率可达到99. 2% ;二级吸收塔排出的液相与从一级解析塔排出的液相合并，经二级水力透平机进行能量回收后，被送至二级解析塔进一步解析，二级解析塔塔内压力保持为4 KPa，温度为25°C，二级解析塔塔顶排出的气相为二氧化碳；待解析基本完全后，通入空气，进一步降低水中的二氧化碳，二级解析塔塔底排出的液相——水分别送至一级吸收塔和二级吸收塔，作为吸收剂重复使用。
权利要求
1.一种沼气节能脱碳工艺，其特征在于，脱硫后的沼气经压缩机压缩后通过吸收塔吸收CO2，排出甲烷；吸收塔塔底的液相经水力透平机进行能量回收后通过解析塔解析排出CO2，解析塔塔底的液相送至吸收塔作为吸收剂重复使用。
2.如权利要求I所述的沼气节能脱碳工艺，其特征在于，所述脱硫后的沼气经压缩机压缩后进入一级吸收塔吸收CO2，排出甲烷；一级吸收塔塔底的液相经一级水力透平机吸收能量后进入一级解析塔；一级解析塔解析后的气相进入二级吸收塔进一步吸收CO2，排出甲烷；二级吸收塔排出的液相与一级解析塔排出的液相进入二级水力透平机进行能量回收后进入二级解析塔进一步解析，排出CO2，解析完成后通入空气进一步降低液相中的CO2，二级解析塔塔底排出的液相分别送至一级吸收塔及二级吸收塔作为吸收剂重复使用。
3.如权利要求2所述的沼气节能脱碳工艺，其特征在于，所述脱硫后的沼气经压缩机压缩后压力提高至I. 5^3. OMPa ;一级吸收塔压力为I. 5^3. OMPa，温度为常温；一级解析塔压力为O. 5^1. OMPa，温度为常温；二级吸收塔压力为O. 5^1. OMPa，温度为常温；二级解析塔压力为I飞KPa，温度为常温。
4.如权利要求3所述的沼气节能脱碳工艺，其特征在于，所述吸收剂为常温水。
全文摘要
本发明公开了一种沼气节能脱碳工艺，脱硫后的沼气经压缩机压缩后通过吸收塔吸收CO2，排出甲烷；吸收塔塔底的液相经水力透平机进行能量回收后通过解析塔解析排出CO2，解析塔塔底的液相送至吸收塔作为吸收剂重复使用。本发明脱碳过程中不需要冷冻水，洗涤水为30℃以下的常温水，吸收与解析均在常温下进行，不需提供冷冻所需的能量；通过水力透平机械，可以实现能量的回收利用；采用两级吸收塔进行吸收，提高了甲烷的收率，大幅度降低了能耗和成本。
文档编号C10L3/10GK102876412SQ20121033999
公开日2013年1月16日 申请日期2012年9月14日 优先权日2012年9月14日
发明者李洪亮, 陈俊英, 马晓建, 刘利平 申请人:郑州大学生化工程中心