本发明涉及沼气提纯设备领域，特别涉及一种高压水洗沼气脱碳工艺中的能量综合利用系统。
（二）
背景技术：
沼气的主要成分是甲烷和CO2，通过脱除沼气中的CO2能够有效提高沼气的热值从而拓展沼气的应用范围。
常规的沼气提纯脱碳的方法有：压力水洗、有机胺吸收，PSA，膜分离等方法，现有的技术主要是在降低运行成本方面进行突破。
从脱碳的工艺来讲，各种方法均可以将沼气中的CO2 脱除达到国家天然气的标准，但是目前各种脱碳工艺的技术先进性主要是从设备投资和运行能耗方面来比较。高压水洗沼气脱碳由于其安全环保，无腐蚀介质，系统长期运行性能可靠，工艺控制的鲁棒性能优越，在国外的沼气工程中占据的很大的市场比重，我国由于近年开始推广该工艺，但是单纯从工艺实现角度来讲，各个设备的孤立运行能够保证该工艺的运行，但是相对装机能耗和运行能耗偏高。
（三）
技术实现要素：
本发明为了弥补现有技术的缺陷，提供了一种能优化实现沼气脱碳过程中的综合运行能耗的高压水洗沼气脱碳工艺中的能量综合利用系统。
本发明是通过如下技术方案实现的：
一种高压水洗沼气脱碳工艺中的能量综合利用系统，其特征是，包括吸收塔、一级闪蒸罐、二级闪蒸罐、解吸塔、二氧化碳压缩机、二氧化碳分子筛脱水装置、二氧化碳精馏装置，其中吸收塔的上端依次连接天然气分子筛和天然气压缩机，吸收塔的下部连接通过沼气入口依次连接沼气压缩机、脱硫装置和沼气罗茨风机，吸收塔的下端通过管路连接一级闪蒸罐的上部，在其管路上设置第一水轮机；一级闪蒸罐的上端通过管路连接至沼气入口处；一级闪蒸罐下端的循环水出口通过管路连接二级闪蒸罐上部的入水口，在其管路上连接第二水轮机；二级闪蒸罐的下端连接解吸塔的上部，解吸塔的下部连接进气管，解吸塔的下端通过循环泵连接到吸收塔的上部，解吸塔的上端设置放空管，所述二级闪蒸罐的上端的气体出口连接至二氧化碳压缩机入口，二氧化碳压缩机出口连接至二氧化碳分子筛脱水装置入口，二氧化碳分子筛脱水装置的出口连接至二氧化碳精馏装置，二氧化碳精馏装置顶端的气体出口通过管路连接至沼气入口处，二氧化碳精馏装置的下部连接液态二氧化碳出口，所述沼气罗茨风机、沼气压缩机、天然气分子筛、天然气压缩机、二氧化碳压缩机、二氧化碳分子筛脱水装置分别通过一个水泵连接水源热泵。
所述二级闪蒸罐为真空闪蒸罐或常压闪蒸罐。
本发明的有益效果是：
本发明将该工艺中的动设备，如沼气罗茨风机，沼气压缩机，天然气脱水装置，天然气压缩机，CO2 压缩机， CO2脱水装置的设备运转过程中产生的热量通过循环冷却水进行降温，将热量暂存在冷却循环水中，通过水源热泵的方式将冷却循环水温度降低从而用于动设备的连续运转，而高压水洗工艺中冷却循环水的热量通过水源热泵的换热工质，经过再次换热可得到温度较高的热水，从而用于厌氧发酵其他工段的具有热量需求的操作单元，如厌氧发酵罐的保温及有机肥加工过程的干化，从而降低整个系统的能耗。
在本发明中，在工艺循环水逐级降压再生过程中，高压水洗过程中吸收塔和一级闪蒸罐之间，一级闪蒸罐和二级闪蒸罐之间的工艺循环水，均具有一定的压差，可通过水轮机回收能量，回收的能量利用方式可以与其他的动设备如水泵进行耦合，降低整个系统的运行能耗，或者通过水轮机进行发电，带动小功率的动设备。
本发明通过对高压水洗沼气脱碳的余热余压能量的综合回收降低整个沼气工程的运行能耗，从而提升沼气工程的经济性。
（四）附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明：
图1为本发明的连接结构示意图。
图中，1脱硫装置，2沼气入口，3吸收塔，4天然气分子筛，5一级闪蒸罐，6二级闪蒸罐，7二氧化碳压缩机，8二氧化碳分子筛脱水装置，9二氧化碳精馏装置，10沼气压缩机，11沼气罗茨风机，12第一水轮机，13进气管，14液态二氧化碳出口，15解吸塔,16放空管，17循环泵，18第二水轮机，19天然气压缩机，20水泵，21水源热泵，22有机肥干燥，23厌氧发酵罐。
（五）具体实施方式
附图为本发明的具体实施例。如图1所示，该种高压水洗沼气脱碳工艺中的能量综合利用系统，包括吸收塔3、一级闪蒸罐5、二级闪蒸罐6、解吸塔15、二氧化碳压缩机7、二氧化碳分子筛脱水装置8、二氧化碳精馏装置9、沼气压缩机10、沼气罗茨风机11，其中吸收塔3的上端依次连接天然气分子筛4和天然气压缩机19，吸收塔3的下部通过沼气入口2依次连接沼气压缩机10、脱硫装置1和沼气罗茨风机11，吸收塔3的下端通过管路连接一级闪蒸罐5的上部，该管路上设置第一水轮机12；一级闪蒸罐5的上端通过管路连接至沼气入口2处，一级闪蒸罐5下端的循环水出口通过管路连接二级闪蒸罐6上部的入水口，该管路上设置第二水轮机18，二级闪蒸罐6的下端连接解吸塔15的上部，解吸塔15的下部连接进气管13，解吸塔15的下端通过循环泵17连接到吸收塔3的上部，解吸塔15的上端设置放空管16，二级闪蒸罐6的上端的气体出口连接至二氧化碳压缩机7入口，二氧化碳压缩机7出口连接至二氧化碳分子筛脱水装置8入口，二氧化碳分子筛脱水装置8的出口连接至二氧化碳精馏装置9，二氧化碳精馏装置9的下部连接液态二氧化碳出口14；沼气罗茨风机11、沼气压缩机10、天然气分子筛4、天然气压缩机19、二氧化碳压缩机7、二氧化碳分子筛脱水装置8分别通过一个水泵20连接水源热泵21；水源热泵21可以为有机肥干燥22和厌氧发酵罐23提供热量；其中，二级闪蒸罐6为真空闪蒸罐或常压闪蒸罐，也可以二者联合使用，如果仅设置常压闪蒸罐，一般可将沼气中大约65%左右的CO2回收液化，如果增加真空解吸，沼气中大约80%左右的CO2回收液化，常压闪蒸罐和真空解吸罐可以单独设置，也可合并为一个装置，均能够满足工艺要求。
本发明将该工艺中的动设备，如沼气罗茨风机，沼气压缩机，天然气脱水装置，天然气压缩机，CO2 压缩机， CO2脱水装置的设备运转过程中产生的热量通过循环冷却水进行降温，将热量暂存在冷却循环水中，通过水源热泵的方式将冷却循环水温度降低从而用于动设备的连续运转，而高压水洗工艺中冷却循环水的热量通过水源热泵的换热工质，经过再次换热可得到温度较高的热水，从而用于厌氧发酵其他工段的具有热量需求的操作单元，如厌氧发酵罐的保温及有机肥加工过程的干化，从而降低整个系统的能耗。
在本发明中，在工艺循环水逐级降压再生过程中，高压水洗过程中吸收塔和一级闪蒸罐之间，一级闪蒸罐和二级闪蒸罐之间的工艺循环水，均具有一定的压差，可通过水轮机回收能量，回收的能量利用方式可以与其他的动设备如水泵进行耦合，降低整个系统的运行能耗，或者通过水轮机进行发电，带动小功率的动设备。
本发明通过对高压水洗沼气脱碳的余热余压能量的综合回收降低整个沼气工程的运行能耗，从而提升沼气工程的经济性。
除说明书所述技术特征外，其余技术特征均为本领域技术人员已知技术。