一种厨余垃圾处理用沼气净化方法与流程

本发明涉及固废处理技术领域，具体为一种厨余垃圾处理用沼气净化方法。

背景技术：

厨余垃圾有机质含量丰富、油脂含量高，如果不妥善处理，必然会对环境及人类健康构成威胁。干式厌氧发酵因其具有耗水少、能源转化效率高、无沼液产生，沼渣可进行堆肥、实现全组分利用等优势，成为厨余垃圾众多处置途径中资源化处置的首要研究方向。而在厨余垃圾处理过程中，厨余垃圾经过厌氧发酵所产生的沼气可用管道输送到居民用户，作为生活燃料或者生产压缩天然气，压缩成液态天然气，罐装储存，用作汽车燃料。该类方法可以实现能源的高效利用，作为城市清洁能源应用的有力补充，完善城市的能源结构。但是该类利用方式需要对沼气进行比较细致的处理，发酵沼气中含有co2、少量有害气体h2s、水蒸气以及颗粒物等，沼气在使用前，必须经过净化，使沼气的质量得到标准要求。当沼气在管路中流动时，由于温度、压力的变化使露点降低，水蒸气冷凝增加了沼气在管路中流动的阻力，而且由于水蒸气的存在，还降低了沼气的热值；并且水与沼气中的硫化氢共同作用，更加速了金属管道、阀门和流量计的腐蚀或堵塞；另外，沼气中的硫化氢燃烧后生成二氧化硫，它与燃烧产物中的水蒸气结合成亚硫酸，使燃烧设备的低温部件金属表面产生腐蚀，还会造成对大气环境的污染，影响人体健康。因此需要对沼气进行脱水、脱硫处理。

现阶段，针对厨余垃圾发酵后所产生的沼气，提纯净化方法主要有干法脱硫、深冷分离法、膜分离法和生物脱硫法等。现工业中采用最多的是干法脱除沼气中的硫化氢，在利用干法脱硫时，多使用氧化铁等固体颗粒为吸收剂，实现沼气中硫化氢的脱除，但此方法存在以下问题：净化系统设备笨重，更换脱硫剂费工费时；二氧化碳含量在44％～50％，硫化氢含量达8000mg/m³以上，很难达到脱硫除二氧化碳标准要求；废脱硫剂难以再次利用，污染环境。此外，深冷分离、水或低温甲醇洗等技术在传统煤制气、合成气方面也得到广泛工业化应用，但是鉴于传统工艺设备和分离介质，存在提纯能耗大、运行成本高和二次污染严重等缺陷；而新型膜分离和生物脱硫技术受诸多技术瓶颈所限，尚处于试验阶段，未获稳定化、大规模商业化使用。

除此之外，在厨余垃圾厌氧发酵产生的沼气中还含有大量的水蒸汽，在沼气脱硫处理后，还必须要对沼气中的水雾进行去除，否则水雾的存在容易对管道等产生腐蚀，现工业中多采用丝网除雾器，但其受自身除雾能力的限制，存在除雾效果并不理想及易腐蚀的问题。

技术实现要素：

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种厨余垃圾处理用沼气净化方法，解决了现有技术中存在的缺陷与不足。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种厨余垃圾处理用沼气净化方法，包括以下步骤：

s1、将厨余垃圾在厌氧罐中进行厌氧发酵，厌氧发酵后产生的沼气进入到双膜气柜存储；

s2、双膜气柜中待净化的沼气进入到袋式除尘器中进行过滤处理，控制沼气中的粉尘粒径及含量，用于使其满足发电机组进气要求；

s3、经过过滤后的沼气经罗茨风机升压输送至脱硫装置中，在脱硫装置中安装有喷淋器，喷淋器喷淋吸收剂吸收沼气中的h2s；

s4、然后沼气进入换热器中进行冷凝脱水，控制换热器后端沼气露点温度，内部饱和水汽凝结析出；

s5、利用除雾器对沼气除雾分离，降低沼气含水量，测定沼气中的含水量合格后进入沼气使用环节。

优选的，所述双膜气柜由钢轨固定于厌氧罐罐顶上，所述双膜气柜主体由聚酯材质制成，罐体由外膜、内膜、底膜及附属设备组成。

优选的，所述袋式除尘器中滤袋采用纺织的滤布或非纺织的毡制成，利用纤维织物的过滤作用对含尘沼气进行过滤，当含尘沼气进入袋式除尘器后，颗粒大、比重大的粉尘，由于重力的作用沉降下来，落入灰斗，含有较细小粉尘的沼气在通过滤袋时被阻留，所述袋式除尘器的出口沼气含尘浓度在10mg/m³之内。

优选的，所述吸收剂包括但不限于为n-甲基二乙醇胺或乙醇胺等醇胺类化学试剂，吸收剂吸收后沼气中总硫量降至200mg/m³以下。

优选的，所述步骤3中吸收剂在吸收h2s的同时，还可吸收co2，脱硫装置中安装有h2s及co2浓度检测仪，当检测出两种气体浓度上升时，即为吸收饱和；当吸收液吸收饱和后，则通过输送泵将饱和吸收液输送到饱和液贮存槽，并通过喷淋器注入新鲜的吸收剂；若吸收h2s及co2后的吸收剂未达到饱和，则通过循环泵将其打入喷淋器，继续吸收h2s及co2。

优选的，所述步骤4中控制换热器后端沼气露点温度在15～20℃。

优选的，所述除雾器为纤维除雾器，纤维除雾器的滤料为ptfe纤维毡，用于除去反应产物中夹杂的小液滴。

(三)有益效果

本发明提供了一种厨余垃圾处理用沼气净化方法。具备以下有益效果：

1、本发明，以醇胺类化学试剂作为吸收剂，同时又可吸收co2，其中mea或mdea等溶液对h2s的吸收速率极快，两者之间的反应可认为是瞬时反应，而醇胺溶液与co2的反应也可认为是快速反应，因此mea或mdea均可有效实现h2s及co2的快速捕集，与干法脱硫相比，吸收效率较高。

2、本发明，通过喷淋器将醇胺溶液喷入设备中，吸收剂以小液滴的形式与上升的待净化的沼气逆流接触，接触更加充分，从而有利于醇胺溶液与h2s及co2的传质，加快醇胺溶液对二者的吸收速率。

3、本发明，h2s及co2与醇胺类吸收剂反应生成醇胺类硫酸盐或者碳酸盐，在使用两种气体时可直接将吸收后的溶液加热进行解吸，在90℃～120℃条件下，解吸率可达到90％左右，此技术不仅实现了沼气的净化，同时将h2s及co2封存，更加有利于h2s及co2的回收利用，实现了资源的有效利用，贮存方便。

4、本发明，可有效解决雾滴随产品气排出进入后续工艺流程的问题，因纤维毡整体均为ptfe材质，具备耐酸碱腐蚀的性质，避免了雾滴对ptfe膜造成的损害问题，大大提高使用寿命，并解决丝网除雾器受自身除雾能力的限制，除雾效果并不理想及易腐蚀的问题。

附图说明

图1为本发明流程图；

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例：

如图1所示，本发明实施例提供一种厨余垃圾处理用沼气净化方法，包括以下步骤：

s1、将厨余垃圾在厌氧罐中进行厌氧发酵，厌氧发酵后产生的沼气进入到双膜气柜存储，双膜气柜由钢轨固定于厌氧罐罐顶上，双膜气柜主体由聚酯材质制成，罐体由外膜、内膜、底膜及附属设备组成；

s2、双膜气柜中待净化的沼气进入到袋式除尘器中进行过滤处理，控制沼气中的粉尘粒径及含量，用于使其满足发电机组进气要求，袋式除尘器中滤袋采用纺织的滤布或非纺织的毡制成，利用纤维织物的过滤作用对含尘沼气进行过滤，当含尘沼气进入袋式除尘器后，颗粒大、比重大的粉尘，由于重力的作用沉降下来，落入灰斗，含有较细小粉尘的沼气在通过滤袋时被阻留，袋式除尘器的出口沼气含尘浓度在10mg/m³之内；

s3、经过过滤后的沼气经罗茨风机升压输送至脱硫装置中，在脱硫装置中安装有喷淋器，喷淋器喷淋吸收剂吸收沼气中的h2s，吸收剂包括但不限于为n-甲基二乙醇胺(mdea)或乙醇胺(mea)等醇胺类化学试剂，吸收剂吸收后沼气中总硫量降至200mg/m³以下，吸收剂在吸收h2s的同时，还可吸收co2，脱硫装置中安装有h2s及co2浓度检测仪，当检测出两种气体浓度上升时，即为吸收饱和；当吸收液吸收饱和后，则通过输送泵将饱和吸收液输送到饱和液贮存槽，并通过喷淋器注入新鲜的吸收剂；若吸收h2s及co2后的吸收剂未达到饱和，则通过循环泵将其打入喷淋器，继续吸收h2s及co2；

本发明，以醇胺类化学试剂作为吸收剂，同时又可吸收co2，其中mea或mdea等溶液对h2s的吸收速率极快，两者之间的反应可认为是瞬时反应，而醇胺溶液与co2的反应也可认为是快速反应，因此mea或mdea均可有效实现h2s及co2的快速捕集，与干法脱硫相比，吸收效率较高；

s4、然后沼气进入换热器中进行冷凝脱水，控制换热器后端沼气露点温度在15～20℃，内部饱和水汽凝结析出；

s5、利用除雾器对沼气除雾分离，降低沼气含水量，测定沼气中的含水量合格后进入沼气使用环节，以降低沼气在终端使用过程中的腐蚀性，其中，除雾器为纤维除雾器，纤维除雾器的滤料为ptfe纤维毡，用于除去反应产物中夹杂的小液滴。

本发明，可有效解决雾滴随产品气排出进入后续工艺流程的问题，因纤维毡整体均为ptfe材质，具备耐酸碱腐蚀的性质，避免了雾滴对ptfe膜造成的损害问题，大大提高使用寿命，并解决丝网除雾器受自身除雾能力的限制，除雾效果并不理想及易腐蚀的问题。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个引用结构”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。