一种沼气提纯生物质燃气的系统的制作方法

本发明涉及沼气提纯领域，尤其涉及一种沼气提纯生物质燃气的系统。

背景技术：

有机酸是一类非常重要的发酵技术产品，在食品、医药、化工、饲料等领域有广泛应用，在国民经济中占有非常重要的地位。目前，有机酸行业大都采用ic厌氧加好氧的工艺对生产中产生有机废水进行处理，在厌氧处理过程中cod降解产生大量沼气。目前的厌氧反应器降解每千克cod产沼气大约0.4～0.5方，所产沼气主要含甲烷(40％～50％)、二氧化碳(30％-40％)和硫化氢(3000～20000mg/m³)，热值20～30mj/m³，大部分企业将沼气引入锅炉直接作为烘干系统的燃料。这种沼气利用方式能源利用率低，经济效益差。

如果将有机酸废水处理过程中所产沼气提纯成生物质燃气，则有机酸行业沼气生产的生物质燃气的能源规模可达6.34亿方左右。这可有效补充我国的天然气供给，缓解了随着国家经济和人民生活的发展，天然气资源紧张与不足的困境，符合能源战略需要，同时促进有机酸行业的产业升级，转变有机酸行业的发展方式，提升整个行业的经济效益，发展行业循环经济。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明提供一种沼气提纯生物质燃气的系统，以沼气提纯生物质然气为目标，通过化学吸收法将沼气净化提纯生物质燃气，使净化后的生物质燃气中甲烷浓度大于97％，硫化氢浓度低于15mg/m³。

本发明提供的一种沼气提纯生物质燃气的系统，其改进之处在于，包括原料计量压缩系统、吸收塔系统、闪蒸系统、解吸塔系统、胺液回流系统、胺液炭过滤系统和控制系统；所述吸收塔配有吸收剂，所述吸收剂包括贫胺液；

所述控制系统控制所述原料计量压缩系统将沼气经气液分离、增压后输送到所述吸收塔系统，所述吸收塔系统中投加的贫胺液吸收所述沼气中的酸性气体变成富胺液后输送到所述闪蒸系统进行闪蒸，再通过压差输送，输到所述解吸塔系统进行再沸器加热、解吸，解吸后的贫胺液进入所述胺液炭过滤系统后变回贫胺液输送到所述吸收塔进行循环使用，解吸后的气相组分从吸收塔塔顶离开，经过冷凝后再通过所述胺液回流系统进行气液分离和过滤后，其中的胺液输送到所述解吸塔系统，回收使用；被吸收了酸性气体后的沼气作为生物质燃气被存储。

优选的，所述原料计量压缩系统包括入口分离器和进气压缩机系统；

所述沼气通过所述入口分离器进行气液分离，再通过所述进气压缩机系统进行增压后，输送到所述吸收塔系统。

较优选的，所述吸收塔系统包括吸收塔；

所述吸收塔分为四段，从下到上为第一塔釜段、第一塔节1段、第一塔节2段和第一塔顶段；所述吸收塔内壁为不锈钢材质；所述吸收塔的压力控制为0.5mpa～3.0mpa，温度控制为20℃～80℃，其中：

所述第一塔釜段，配置用于支撑整个塔体的支撑柱；

所述第一塔节1段，用于填充填料；

所述第一塔节2段，配置用于将贫胺液均匀分散作用于沼气的第一液体分布器和用于去除所述贫胺液中泡沫的丝网除沫器；

所述贫胺液从吸收塔第一塔顶部流向第一塔釜段，与所述沼气进行逆流接触，吸收其中的酸性气体，之后进入所述闪蒸系统；被吸收酸性气体后的沼气从所述第一塔顶部离开后被存储；运行时，设定气液比范围为5～20。

较优选的，所述闪蒸系统包括闪蒸罐；

所述富胺液输送到所述闪蒸罐进行减压闪蒸，少量酸性气体闪蒸后从闪蒸罐顶部排放，闪蒸后的富胺液从闪蒸罐底部液相出口输送到所述解吸塔系统。

较优选的，所述解吸塔系统包括解吸塔、胺液再沸器和胺冷凝器；

解吸塔分为四段，从下到上为第二塔釜段、第二塔节1段、第二塔节2段和第二塔顶段；所述解吸塔的压力控制为0.1mpa～0.5mpa，温度控制为70℃～130℃；其中：

所述第二塔釜段，配置用于支撑整个塔体的支撑柱；

所述第二塔节1段，配置用于将液体均匀从塔四周向下流，使再沸器中解吸的酸性气体能够从塔中心向上升入塔顶部的第二液体分布器；在第二塔节1段输出处设有将胺液进行再沸器的所述胺液再沸器；

所述第二塔节2段，装有填料，并通过所述填料造成胺液紊流；

所述第二塔顶段，在塔顶设置所述胺冷凝器；

所述富胺液从解吸塔顶部进入解吸塔，经过所述第二液体分布器，进入解吸塔再沸器进行加热，解吸后的酸性气体和少量胺液从所述胺冷凝器冷却后输送到所述胺液回流系统，回收后的胺液从所述解吸塔的第二塔顶段进入解吸塔；解吸后的贫胺液从所述第二塔釜段离开，进入吸收塔系统的第一塔顶段，作为吸收剂循环利用。

较优选的，所述胺液回流系统包括胺液过滤器和胺液回流泵；

冷却后的酸性气体和少量胺液进入所述胺液过滤器，进行气液分离后，气体从胺液过滤器顶端离开，胺液经过所述胺液回流泵输送到所述第二塔顶段进入解吸塔回收利用，或回流至所述胺液过滤器进行循环操作；

所述胺液过滤器，压力控制为0.1mpa～0.5mpa；温度控制为-20℃～100℃。

较优选的，所述胺液炭过滤系统包括胺液碳过滤器、胺液冷却器和第五胺液增压泵；

所述第五胺液增压泵包括液压隔膜；

首次将所述胺液加到所述胺液碳过滤器中，通过所述液压隔膜输送，经过所述胺液冷却器冷却后，从所述第一塔顶段进入；

经过所述解吸塔解吸后的贫胺液，通过所述胺液增压泵输送，经过所述胺液碳过滤器过滤后，经过所述胺液冷却器冷却到设定温度，从所述第一塔顶段进入，循环利用；

所述胺液碳过滤器压力控制为1mpa～5mpa，温度控制为-20℃～100℃。

较优选的，还包括公用工程系统；

所述公用工程系统包括导热油系统、冷却水系统、仪表风系统、沼气系统和尾气存储系统；

所述导热油系统为胺液再沸器提供导热油；

所述冷却水系统为胺液冷却器、胺冷凝器及压缩机提供冷却水，连接工厂冷却水系统；

所述仪表风系统为现场气动调节阀提供仪表空气；

所述沼气系统连接工厂沼气系统，用于为装置提供原料沼气。

尾气存储系统用于存储生物质燃气。

较优选的，所述少量胺液是指在所述解吸塔中未解吸成功的胺液；

所述少量酸性气体是指在闪蒸系统中，从富胺液吸收中溢出的酸性气体。

本发明的技术方案中，通过化学吸收法将沼气净化提纯生物质燃气，有效提高了沼气中酸性气体脱除率和甲烷回收率，其中脱硫率达到99％以上，二氧化碳的脱除率可以达到97.1％。同时甲烷回收率能够达到96.8％。

本发明在每个子系统中增强了控制精度，有效提高了沼气中酸性气体脱除率和甲烷回收率。

本发明不仅仅用于有机酸行业废水处理产生的沼气，其他途径产生的沼气也可以适用。

附图说明

图1为本发明实施例的沼气提纯生物质燃气的系统流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举出优选实施例，对本发明进一步详细说明。然而，需要说明的是，说明书中列出的许多细节仅仅是为了使读者对本发明的一个或多个方面有一个透彻的理解，即便没有这些特定的细节也可以实现本发明的这些方面。

本实施例提供的一种沼气提纯生物质燃气的系统，其示意图如图1所示，包括原料计量压缩系统、吸收塔系统、闪蒸系统、解吸塔系统、胺液回流系统、胺液炭过滤系统和控制系统；所述吸收塔配有吸收剂，所述吸收剂包括贫胺液；

所述控制系统控制所述原料计量压缩系统将工厂管道排出的沼气经气液分离、增压后输送到所述吸收塔系统，所述吸收塔系统中投加的贫胺液吸收所述沼气中的酸性气体变成富胺液后输送到所述闪蒸系统进行闪蒸，再通过压差输送，输到所述解吸塔系统进行再沸器加热、解吸，解吸后的贫胺液进入所述胺液炭过滤系统后变回贫胺液输送到所述吸收塔进行循环使用，解吸后的气相组分从吸收塔塔顶离开，经过冷凝后再通过所述胺液回流系统进行气液分离和过滤后，其中的胺液输送到所述解吸塔系统，回收使用(即经过气液分离的富胺液重新进入解析塔，重新解吸成为贫胺液)；被吸收了酸性气体后的沼气作为生物质燃气被存储。

除此之外，本实施例还包括公用工程系统，具体包括导热油系统、冷却水系统、仪表风系统、沼气系统和尾气存储系统；

所述导热油系统为胺液再沸器提供导热油；

所述冷却水系统为胺液冷却器、胺冷凝器及压缩机提供冷却水，连接工厂冷却水系统；

所述仪表风系统为现场气动调节阀提供仪表空气；

所述沼气系统连接工厂沼气系统，用于为装置提供原料沼气。

尾气存储系统用于存储生物质燃气；该系统根据后续利用方式选择不同连接系统。

具体的，本实施例的所述原料计量压缩系统包括入口分离器和进气压缩机系统所述沼气通过所述入口分离器进行气液分离，再通过所述进气压缩机系统进行增压后，输送到所述吸收塔系统。

本实施例的所述吸收塔系统包括吸收塔，所述吸收塔分为四段，从下到上为第一塔釜段、第一塔节1段、第一塔节2段和第一塔顶段；所述吸收塔内壁为不锈钢材质，φ150*8400*6(直径*高*壁厚，单位mm)；压力控制为0.5mpa～3.0mpa，温度控制为20℃～80℃。其中：

所述第一塔釜段，配置用于支撑整个塔体的支撑柱；

所述第一塔节1段，用于填充填料，其高度为3200mm～4000mm，内壁材质为316l材质；

所述第一塔节2段，配置用于将贫胺液均匀分散作用于沼气的第一液体分布器和用于去除所述贫胺液中泡沫的丝网除沫器；

所述胺液炭过滤系统及解吸塔系统输出的所述贫胺液，从吸收塔第一塔顶部流向第一塔釜段，与所述沼气进行逆流接触，并吸收其中的酸性气体，之后进入所述闪蒸系统；吸收后的沼气从所述第一塔顶部离开后被存储。运行时，所述贫胺液的循环量控制为0.4m³/h～0.5m³/h，所述酸性气体流量控制为6.0m³/h～7.0m³/h，以实现控制气液比范围为5～20。优选的，本实施例的生物质燃气还可经过脱水后，通过调压系统进入天然气管网或者bng用于工业企业。

本实施例的所述闪蒸系统包括闪蒸罐。富胺液输送到所述闪蒸罐进行减压闪蒸，富胺液中吸收的少量酸性气体从所述闪蒸罐顶部排放到大气(闪蒸罐里的气体主要是由于压力变化，导致部分酸性气体从吸收液中溢出)，闪蒸后的富胺液从闪蒸罐底部液相出口输送到所述解吸塔系统。

本实施例的所述解吸塔系统包括解吸塔、胺液再沸器和胺冷凝器；

解吸塔分为四段，从下到上为第二塔釜段、第二塔节1段、第二塔节2段和第二塔顶段；所述解吸塔内壁为316l不锈钢材质，φ200*8100*6(直径*高*壁厚，单位mm)；解吸塔的压力控制为0.1mpa～0.5mpa；温度控制为70℃～130℃；其中：

所述第二塔釜段，配置用于支撑整个塔体的支撑柱；

所述第二塔节1段，配置用于将液体均匀从塔四周向下流，使再沸器中解吸酸性气体能够从塔中心向上升入塔顶部的第二液体分布器；在第二塔节1段输出处设置将胺液进行再沸器的所述胺液再沸器；

所述第二塔节2段，用于填料，并通过填料造成胺液紊流，使得从再沸器中解吸的酸性气体能够向上升入所述第二塔顶段；

所述第二塔顶段，富胺液及回流胺液从第二塔顶段进入，在塔顶设置所述胺冷凝器；

所述富胺液从所述第二塔节1段进入所述胺液再沸器进行加热，再通过所述第二塔节2段解吸，解吸后的酸性气体和少量胺液从设置在所述第二塔顶段的胺冷凝器冷却后输送到所述胺液回流系统，回收后的胺液从所述解析塔的第二塔顶段进入解析塔；解吸后的贫胺液从所述第二塔釜段离开，进入吸收塔系统的第一塔顶段，作为吸收剂循环利用。

本实施例的所述胺液回流系统包括胺液过滤器和胺液回流泵；

冷却后的酸性气体和少量胺液进入所述胺液过滤器，进行气液分离后，酸性气体从胺液过滤器顶端离开，胺液经过所述胺液回流泵输送到所述第二塔顶段进入解吸塔回收利用，或回流至所述胺液过滤器进行循环操作；

所述胺液过滤器的内壁为316l不锈钢材质，φ300*1000*6(直径*高*壁厚，单位mm)；其压力控制为0.1mpa～0.5mpa，温度控制为-20℃～100℃。

本实施例的胺液炭过滤系统包括胺液碳过滤器、胺液冷却器和第五胺液增压泵；

所述第五胺液增压泵包括液压隔膜，其介质为50％甲基二甲醇胺，流量为0.45m³/h。

首次将所述胺液加到所述胺液碳过滤器中，通过所述液压隔膜输送，经过所述胺液冷却器冷却后，从所述第一塔顶段进入；

经过所述解吸塔解吸后的贫胺液，通过所述胺液增压泵输送，经过所述胺液碳过滤器过滤后，经过所述胺液冷却器冷却到设定温度，从所述第一塔顶段进入，循环利用；

所述胺液碳过滤器的内壁接触物料材质为316l不锈钢，φ300*1000*6(直径*高*壁厚，单位mm)，其压力控制为1mpa～5mpa，温度控制为-20℃～100℃。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。