专利名称：沼气制备无硫天然气的方法及其装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种无硫天然气的制备方法，尤其是涉及一种沼气制备无 硫天然气的方法及其装置。
背景技术：
沼气是有机物质在厌氧环境中，在一定的温度、湿度、酸碱度的条件 下，通过微生物发酵作用，产生的一种可燃气体。由于这种气体最初是在 沼泽、湖泊、池塘中发现的，所以人们把它叫做沼气。沼气含有多种气体,
其中主要成分是甲烷(CH4)。
沼气细菌分解有机物，产生沼气的过程，叫沼气发酵。根据沼气发酵 过程中各类细菌的作用，沼气细菌可以分为两大类。第一类细菌叫做分解 菌，它的作用是将复杂的有机物分解成简单的有机物和二氧化碳(C02)等。
它们当中有专门分解纤维素的，叫纤维分解菌；有专门分解蛋白质的，叫 蛋白分解菌；有专门分解脂肪的，叫脂肪分解菌；第二类细菌叫含甲烷细 菌，通常叫甲烷菌，它的作用是把简单的有机物及二氧化碳氧化或还原成 甲烷。因此，有机物变成沼气的过程，就好比工厂里生产一种产品的两道 工序首先是分解细菌将粪便、秸秆、杂草等复杂的有机物加工成半成品 (结构简单的化合物)；其次就是在甲烷细菌的作用下，将简单的化合物
加工成产品(即生成甲烷)。
沼气作为能源利用已有很长的历史。我国的沼气最初主要为农村户用 沼气池，20世纪70年代初，为解决的秸秆焚烧和燃料供应不足的问题，我 国政府在农村推广沼气事业，沼气池产生的沼气用于农村家庭的炊事来逐 渐发展到照明和取暖。目前，户用沼气在我国农村仍在广泛使用。
对于以农业为主的中国，沼气技术在农业领域正发挥着很大的作用， 目前，国家制定法律法规中有许多发展农村沼气的有关政策规定，并在全国各地大力推动大中型沼气工程建设，并且本领域的相关技术人员为了使 资源得到更好的利用。也在进一步提高设计、工艺和自动控制技术水平。
如，专利号为01103983. 3,名为利用垃圾沼气制备富甲烷气的工艺方 法及装置的中国发明专利对沼气的制备方法的改进为该方法包括如下步 骤(l)在常温、微负压或微正压条件下釆集垃圾沼气；(2)将所釆集到的 垃圾沼气过滤脱除固体杂质并冷却脱水；(3)将脱除掉固体杂质和水的垃圾 沼气在表压为0.1-5. OMPa下，用溶剂吸收法脱除二氧化碳，得到富甲烷 气。另外，该发明还涉及由垃圾沼气制备富甲烷气的装置。
如果在将人工沼气制备成为可以供千家万户使用的天然气中，不 脱除硫化氢气体，那么不但千百万的直接使用者会受到硫化氢气体的 直接毒害，硫化氢弥散到空间，会造成更大面积的污染，使更多的人 群、植物生物受其毒害。这个社会问题是十分严重的环境保护问题， 提到多么高的高度都不为过。
由以上可以看出，现有技术的沼气制备方法及装置虽然对沼气制备领 域作出了一定的贡献，但是还是存在以下几个方面的不足
1、 制备出来的沼气纯度低，不适合于大规模、高效率的利用；
2、 对于沼气制备原料的利用率不高。
发明内容
鉴于现有技术中存在的上述问题，本发明一方面的目的是提供一种沼 气纯度高，适合于大规模、高效率的利用沼气制备无硫天然气的方法及其 装置。
本发明另一方面的目的是提供一种提高沼气制备原料利用率的利用沼 气制备无硫天然气方法及其装置。
为实现本发明的上述目的，本发明提供了 一种沼气制备无硫天然气的 方法，其中，所述沼气制备无硫天然气的方法包括如下步骤
a、去除杂质，所述去除杂质即为将制备好的沼气通过控制阀输入一固 气分离装置并控制其压力范围为0.5Mpa-2Mpa之间，将所述沼气中的气体与粉尘等原料杂质相分离，含原料杂质的沼气气流进入分离装置进行固气 分离和气液分离，粉尘等原料杂质从分离器下部出口放出，分离后的沼气 由分离装置输出；
b、脱硫，所迷脱硫是指通过一脱硫塔将所述经过步骤a处理的
沼气进行去除其中的含硫气体； C、加压推动，所述加压推动是指通过一加压装置将所述经过步
骤b处理后的沼气加压并向后推动，将其流速控制为 8m/s-20m/s;
d、 吸收置换，所述吸收置换是指将经过上述步骤处理的沼气通 过一吸收塔以溶液置换的方式将所述沼气中含二氧化碳气体进行吸收
置换；
e、 冷却脱水，所述冷却脱水即为将上述步骤处理后的沼气进行冷却并 完成脱水，并将其含水量控制为相对湿度80%以下；
f、 精滤，所述精滤即为将经过所述步骤e处理的沼气通过一精滤装置 进行进一步过滤，以去除沼气中的其他杂质，并将所述经过精滤处理的沼 气制备成为甲烷的含量为85%~99%之间的无硫天然气；
根据本发明的上述构思，所述步骤b中的脱硫为干法脱硫或湿法 脱硫；
所述干法脱硫是指将沼气通过含有活性炭、氧化铁或氧化锌脱硫 剂的设备进行置换，所述沼气中的硫化氢被吸收，从而脱除沼气中的
硫化氢；
所述湿法脱硫是指将沼气通过脱硫塔，与所述脱硫塔中的脱硫溶 液逆流接触，吸收沼气中的硫化氢。
根据本发明的上述构思，所述沼气制备无硫天然气的方法还包
括
g、 再生处理，所述再生处理是指将所述吸收塔中使用后的置换物或置 换溶液经过再生处理，释放出二氧化碳，溶液循环使用。
根据本发明的上述构思，所述步骤c的加压装置为气体压縮机。 根据本发明的上述构思，所述步骤e的脱水是指将沼气通过一换热器进行脱水。
根据本发明的上述构思，所述步骤f中的精滤指在气体进气处装 设叠合的多个过滤器，并且所述过滤材料为精密滤芯。
根据本发明的上述构思，所述步骤a中的分离装置包括一蒸发器、
一过滤器以及连接在所述蒸发器及过滤器之间用于储存杂质的杂质容 纳装置。
根据本发明的上述构思，所述步骤d中的吸收置换溶液为醇胺类 等碱性溶液。
一种沼气制备无硫天然气的制备装置，其中，所述制备装置包括 一分离装置，用以对所述沼气进行杂质与易燃气体进行分离，所述分
离装置包括一用于吸收沼气的进气端及一用于将所述分离后的沼气输出的
输出端；
一脱硫塔，所述脱硫塔连接于所述分离装置的输出端，并将所述经分 离的沼气脱硫；
一加压装置，所述加压装置与所述脱硫塔连接，并用以将所述经脱硫 处理的沼气加压；
一吸收塔，所述吸收塔连接于所述加压装置的输出端，并通过所述吸 收塔内的溶液将所述沼气中二氧化碳气体进行吸收置换；
一冷却组件，所述冷却脱水组件与所述吸收塔连接，并将所述从吸收 塔输出的沼气进行冷却、脱水；以及一连接于所述冷却脱水组件并用于将 所述经上述设备处理过的沼气进一步过滤的精滤器。
根据本发明的上述构思，所述分离装置包括
一过滤器以及用于储存杂质的杂质容纳装置；
所述脱水装置是指沼气通过一换热器进行冷却。
本发明的优点和有益效果在于，克服了现有技术的无硫天然气所存在 的制备出来的沼气纯度低，不适合于大规模、高效率的利用；对于沼气制 备原料的利用率不高等方面的不足。具有沼气纯度高，适合于大规模、高 效率的生产；提高沼气制备原料利用率等优点。
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图1是本发明的沼气制备无硫天然气的方法中的沼气湿法脱硫的流程图。
图3是本发明的沼气制备无硫天然气的方法的工艺流程图。 附图标号说明
IO湿法脱硫塔，11湿法脱硫沼气输入控制阀，12湿法脱硫固气 分离装置，13脱硫溶液逆流接触室，20脱硫去湿输送装置，21湿法 脱硫沼气输送端口 。
30脱硫溶液输送泵，40脱硫溶液再生槽。
IIO干法脱硫槽，111干法脱硫沼气输入控制阀，112干法沼气气 液分离器，121干法脱硫沼气输送端口。
50前置分离器，60气体压缩机，70塔前分离器，80吸收塔，81 塔后冷却器，82精密过滤器，83贫液换热器，84再生塔，85溶液煮 沸器，86二氧化碳分离器，87再生气换热器，88再生气冷却器。
具体实施例方式
为了进一步说明本发明的原理和结构，现结合图1~图3对本发明的 优选实施例进行详细说明，然而所述实施例仅为提供说明与解释之用，不 能用来限制本发明的专利保护范围。
一种沼气制备无硫天然气的方法，其中，所述沼气制备无硫天然气的 方法包括如下步骤
a、去除杂质，所述去除杂质即为将制备好的沼气通过控制阀输入一固 气分离装置并控制其压力范围为0. 5Mpa 2Mpa之间，将所述沼气中的气体 与粉尘等原料杂质相分离，含原料杂质的沼气气流进入分离装置进行固气 分离和气液分离，粉尘等原料杂质从分离器下部出口放出，分离后的沼气 由分离装置输出；b、脱硫，所述脱硫是指通过一脱硫塔将所述经过步骤a处理的
沼气进行去除其中的含硫气体； C、加压推动，所述加压推动是指通过一加压装置将所述经过步
骤b处理后的沼气加压并向后推动，将其流速控制为
8m/s-20m/s;
d、 吸收置换，所述吸收置换是指将经过上述步骤处理的沼气通 过一吸收塔以溶液置换的方式将所述沼气中含二氧化碳气体进行吸收 置换；
e、 冷却脱水，所述冷却脱水即为将上述步骤处理后的沼气进行冷却并 完成脱水，并将其含水量控制为相对湿度80%以下；
f、 精滤，所述精滤即为将经过所述步骤e处理的沼气通过一精滤装置 进行进一步过滤，以去除沼气中的其他杂质，并将所述经过精滤处理的沼 气制备成为甲烷的含量为85% - 99%之间的无硫天然气；
根据本发明的上述构思，所述步骤c中的脱硫为干法脱硫或湿法 脱硫；
所述千法脱硫是指将沼气通过含有活性炭、氧化铁或氧化锌脱硫 剂的设备进行置换，如图2所示，所述沼气由干法脱硫沼气输入控制 阀111进入干法沼气气液分离器112,然后控制其压力范围为0. 5Mpa-2Mpa之间，将含原料杂质的沼气气流进入分离器进行固气分离和气液 分离，粉尘等原料杂质从分离器下部出口放出，分离后的沼气由分离 装置输出；进入干法脱硫槽110,沼气中的硫化氢被氧化，从而脱除 沼气中的硫化氢，脱硫后的沼气由干法脱硫沼气输送端口 121送出。
如图l所示，所述湿法脱硫是指将沼气由湿法脱硫沼气输入控制 阀11进入湿法脱硫塔10，与脱硫溶液逆流接触室13中的脱硫溶液逆 流接触，吸收沼气中的硫化氢。
所述脱硫溶液是由30脱硫溶液输送泵输送到脱硫溶液逆流接触 室13的，脱硫后的沼气由去湿装置20处理后送往湿法脱硫沼气输送 端口 21。
在10湿法脱硫塔的下部，脱硫溶液，这些脱硫溶液要返回到脱硫溶液再生槽40，经过处理，将硫磺析出回收，处理后的脱硫溶液将
重复的被脱硫溶液输送泵30送到脱硫溶液逆流接触室13，进行湿法 脱硫。
根据本发明的上述构思，所述沼气制备无硫天然气的方法还包
括
g、再生处理，所述再生处理是指将所述吸收塔中使用后的置换物或置 换溶液经过再生处理，释放出二氧化碳，溶液循环使用。脱硫溶液通过再 生处理产生副产品硫磺，然后循环使用。
根据本发明的上述构思，所述步骤c的加压装置为气体压縮机60。 根据本发明的上述构思，所述步骤e的脱水是指将沼气通过一换 热器进行脱水。
根据本发明的上述构思，所述步骤f中的精滤指在气体进气处装 设叠合的多个过滤器，并且所述过滤材料为精密滤芯。
根据本发明的上述构思，所述步骤a中的分离装置包括一用于储 存杂质的杂质容纳装置。
根据本发明的上述构思，所述步骤d中的吸收置换溶液为醇胺类
等碱性溶液。
如图3所示，设计制造一种沼气制备无硫天然气的制备装置的再 一个实施例，其中，所述制备装置包括
一前置分离器50，用以对所述沼气进行杂质与易燃气体进行分离，所 述前置分离器50包括一用于吸收沼气的进气端及一用于将所述分离后的沼 气输出的输出端；
一气体压缩机60,所述气体压縮机60与塔前分离器70连接，将所述
经脱硫处理的沼气加压；
一吸收塔80,所述吸收塔80连接于所述塔前分离器70的输出端，并 将所述经分离的沼气脱硫；并通过所述吸收塔80内的溶液将所述沼气中二
氧化碳气体进行吸收置换；
一塔后冷却器81,所述塔后冷却器81与所述吸收塔80连接， 并将所述从吸收塔80输出的沼气进行冷却、脱水；所述脱水是指将
li沼气通过一换热器进行脱水。
一连接于所述塔后冷却器81并用于将所述经上述设备处理过的沼气 进一步过滤的精密过滤器82。
精密过滤器82输出无硫天然气到外部管道。 本发明的上述实施例还包括
所述再生塔84送出再生气到再生气换热器87,再经过再生气冷 却器88降温，然后进入二氧化碳分离器86,经过处理，将析出的二
氧化碳送往二氧化碳处理装置。
所述再生塔84将吸收塔80的贫液导入自身体内，所述再生塔84连接 溶液煮沸器85,处理后进入一贫液换热器83,补液自溶液系统补充过来， 共同进入再生塔84。
本发明的优点和有益效果在于，克服了现有技术的无硫天然气所存在 的制备出来的沼气纯度低，不适合于大规模、高效率的利用；对于沼气制 备原料的利用率不高等方面的不足。具有沼气纯度高，适合于大规模、高 效率的利用；提高沼气制备原料利用率等优点。
上述内容仅为本发明的较佳实施例及例举的变型方式，并不用来 限制本发明，凡是在本发明的精神和原则之内，所作的任何无须创造 性思维的修改与改进，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1. 一种沼气制备无硫天然气的方法，其特征在于所述沼气制备无硫天然气的方法包括如下步骤
2. 如权利要求1所述的沼气制备无硫天然气的方法，其特征在于所述步骤b中的脱硫为干法脱硫或湿法脱硫； 所述干法脱硫是指将沼气通过含有活性炭、氧化铁或氧化锌脱硫剂 的设备进行置换，所述沼气中的硫化氢被吸收，从而脱除沼气中的 硫化氢；所述湿法脱硫是指将沼气通过脱硫塔，与所述脱硫塔中的脱硫 溶液逆硫接触，吸收沼气中的硫化氢。
3. 如权利要求l或2所述的沼气制备无硫天然气的方法，其特征在于所述沼气制备无硫天然气的方法还包括g、再生处理，所述再生处理是指将所述吸收塔中使用后的置换物或置 换溶液经过再生处理，释放出二氧化碳，溶液循环使用。
4. 如权利要求l所述的沼气制备无硫天然气的方法，其特征在于所述步骤c的加压装置为气体压缩机。
5. 如权利要求l所述的沼气制备无硫天然气的方法，其特征在于所述步骤e的脱水是指将沼气通过一换热器进行冷却。
6. 如权利要求l所述的沼气制备无硫天然气的方法，其特征在于所述步骤f中的精滤指在气体进气处装设叠合的多个过滤器，并 且所述过滤材料为精密滤芯。
7. 如权利要求l所述的沼气制备无硫天然气的方法，其特征在于所述步骤a中的分离装置包括为一过滤器，除去沼气中的水、固 体杂质、粉尘等，以及用于储存杂质的杂质容纳装置。
8. 如权利要求l所述的沼气制备无硫天然气的方法，其特征在于所述步骤d中的吸收置换溶液为醇胺类等碱性溶液。
9. 一种沼气制备无硫天然气的制备装置，其特征在于所述制备装置包括一分离装置，用以对所述沼气进行杂质与易燃气体进行分离，所述 分离装置包括一用于吸收沼气的进气端及一用于将所述分离后的沼气 输出的输出端；一脱硫塔，所述脱硫塔连接于所述分离装置的输出端，并将所 述经分离的沼气脱硫；一加压装置，所述加压装置与所述脱硫塔连接，并用以将所述经脱硫处理的沼气加压；一吸收塔，所述吸收塔连接于所述加压装置的输出端，并通过所述吸收塔内的溶液将所述沼气中二氧化碳气体进行吸收置换；一冷却脱水组件，所述冷却脱水组件与所述吸收塔连接，并将所述从吸收塔输出的沼气进行冷却、脱水；以及一连接于所述冷却脱水组件并用于将所述经上述设备处理过的沼气进一步过滤的精滤器。
10.如权利要求9所述的沼气制备无硫天然气的制备装置，其特征在于所述分离装置为一过滤器，除去沼气中的水、固体杂质、粉尘等， 以及用于储存杂质的杂质容纳装置。
全文摘要
本发明提供了一种沼气制备无硫天然气的方法，其包括如下步骤a.去除杂质；b.脱硫；c.加压推动；d.吸收置换，即将经过上述步骤处理的沼气通过吸收塔以溶液置换的方式将沼气中含二氧化碳气体进行吸收；e.冷却脱水，所述冷却脱水即为将上述步骤处理后的沼气进行冷却并完成脱水，并将其含水量控制为相对湿度80％以下；f.精滤，所述精滤即为将经过所述步骤e处理的沼气通过一精滤装置进行进一步过滤，以去除沼气中的其他杂质，得到甲烷的含量为85％～99％之间的无硫天然气。本发明还公开了一种沼气制备无硫天然气的装置。本发明具有沼气纯度高，适合于大规模、高效率的利用；提高沼气制备原料利用率等优点。
文档编号C10L3/00GK101475859SQ20091010522
公开日2009年7月8日 申请日期2009年1月21日 优先权日2009年1月21日
发明者贺少君 申请人:东莞市康达机电工程有限公司