本發明涉及沼氣提純設備領域，特別涉及一種高壓水洗沼氣提純過程中二氧化碳回收工藝。

（二）

背景技術：

沼氣的主要成分是甲烷和CO₂，通過脫除沼氣中的CO₂能夠有效提高沼氣的熱值從而拓展沼氣的應用范圍。CH₄ 的溫室效應是CO₂的21倍，因此提高CH₄的回收率對于降低溫室氣體的排放至關重要。對于大型沼氣工程來講，回收沼氣中CO₂ 作為產品，能夠有效提高整個項目的贏利能力。

常規的高壓水洗沼氣脫碳方法是由于CH₄和CO₂在水中溶解度的差異，與常規的沼氣物理吸收工藝類似，只是操作參數略有不同，如圖所示，脫硫后的沼氣和增壓后的循環水在吸收塔內逆流吸收，在吸收塔頂部采收生物天然氣（含有操作條件下的飽和水，需要經過后續的脫水環節滿足天然氣的各項指標），壓力下吸收CO₂ 的循環水從吸收塔的底部出來，依靠吸收塔和閃蒸罐內壓差進入閃蒸罐進行降壓閃蒸，由于CO₂ 和CH₄溶解規律的差異，通過降壓閃蒸，可將溶解在水中的大部分CH₄優先閃蒸出來，閃蒸氣體中CO₂ 的量相對較少，將閃蒸出的氣體返回至壓力水洗前的沼氣中，進一步脫碳，從而實現沼氣脫碳過程中CH₄的回收率的提高，一般來講，通過壓力水洗方法，CH₄回收率在98.5%左右，為了實現工藝水的循環使用，閃蒸后的工藝水進入解吸塔，通過空氣吹脫盡可能去除溶解在水中的CO₂，由于在該工藝中CO₂不考慮回收，通過空氣吹脫后的CO₂含量在15%（v/v）左右，含量較低，回收成本較高。

（三）

技術實現要素：

本發明為了彌補現有技術的缺陷，提供了一種二氧化碳回收率高、回收成本低的高壓水洗沼氣提純過程中二氧化碳回收工藝。

本發明是通過如下技術方案實現的：

一種高壓水洗沼氣提純過程中二氧化碳回收系統，其特征是，包括吸收塔、一級閃蒸罐、二級閃蒸罐、解吸塔、二氧化碳壓縮機、二氧化碳分子篩脫水裝置、精餾塔、再沸器、冷凝器和氣液分離器，其中吸收塔的上端設置生物天然氣出口，吸收塔的下部連接脫硫裝置，吸收塔的下端通過管路連接一級閃蒸罐的上部，一級閃蒸罐的上端通過管路連接至沼氣入口處，一級閃蒸罐下端的循環水出口通過管路連接二級閃蒸罐上部的入水口，二級閃蒸罐的下端連接解吸塔的上部，解吸塔的下部連接進氣管，解吸塔的下端通過循環泵連接到吸收塔的上部，解吸塔的上端設置放空管，所述二級閃蒸罐的上端的氣體出口連接至二氧化碳壓縮機入口，二氧化碳壓縮機出口連接至二氧化碳分子篩脫水裝置入口，二氧化碳分子篩脫水裝置的出口連接至精餾塔的氣相入口，精餾塔的頂部連接氣液分離器，精餾塔和氣液分離器之間連接冷凝器，氣液分離器頂端的氣體出口通過管路連接至沼氣入口處，氣液分離器下端的冷凝水出口連接到精餾塔上，精餾塔的下部連接液態二氧化碳出口，液態二氧化碳出口的管路上再通過再沸器連接到精餾塔上。

所述二級閃蒸罐為真空閃蒸罐或常壓閃蒸罐。

其回收工藝為：脫硫后的沼氣和增壓后的循環水在吸收塔內逆流吸收，在吸收塔頂部采收生物天然氣，壓力下吸收二氧化碳的循環水從吸收塔的底部出來，依靠吸收塔與一級閃蒸罐的內壓差進入一級閃蒸罐進行降壓閃蒸，閃蒸后的氣體再返回到吸收塔繼續進行逆流吸收過程，閃蒸后的循環水從一級閃蒸罐的循環水出口通過二級閃蒸罐的入水口進入二級閃蒸罐進行常壓閃蒸或真空閃蒸，閃蒸后的循環水進入解吸塔進行蒸餾后的氣體經放空管排出，液體返回到吸收塔內循環使用，二級閃蒸罐閃蒸出來的氣體從二級閃蒸罐上端的出口依次進入二氧化碳壓縮機和二氧化碳分子篩脫水裝置脫水后進入由精餾塔、再沸器、冷凝器和氣液分離器組成的二氧化碳精餾塔進行氣液分離，分離出來的液態二氧化碳從液態二氧化碳出口排出，氣體再回到吸收塔內進行二次回收。

所述壓力為0.6-1.6Mpa。

本發明的有益效果是：

本發明通過不凝氣體的反復回收，最終的甲烷的回收率可達到99.5%，大大高于常規回收工藝的98.5%，同時也使得二氧化碳的回收成本也大大降低。

（四）附圖說明

下面結合附圖對本發明作進一步的說明：

圖1為本發明的連接結構示意圖。

圖中，1脫硫裝置，2沼氣入口，3吸收塔，4生物天然氣出口，5一級閃蒸罐，6二級閃蒸罐，7二氧化碳壓縮機，8二氧化碳分子篩脫水裝置，9精餾塔，10再沸器，11冷凝器，12氣液分離器，13進氣管，14液態二氧化碳出口，15解吸塔,16放空管，17循環泵。

（五）具體實施方式

附圖為本發明的具體實施例。如圖1所示，該種高壓水洗沼氣提純過程中二氧化碳回收工藝，包括吸收塔3、一級閃蒸罐5、二級閃蒸罐6、解吸塔15、二氧化碳壓縮機7、二氧化碳分子篩脫水裝置8、精餾塔9、再沸器10、冷凝器11和氣液分離器12，其中吸收塔3的上端設置生物天然氣出口4，吸收塔3的下部通過沼氣入口2連接脫硫裝置1，吸收塔3的下端通過管路連接一級閃蒸罐5的上部，一級閃蒸罐5的上端通過管路連接至沼氣入口2處，一級閃蒸罐5下端的循環水出口通過管路連接二級閃蒸罐6上部的入水口，二級閃蒸罐6的下端連接解吸塔15的上部，解吸塔15的下部連接進氣管13，解吸塔15的下端通過循環泵17連接到吸收塔3的上部，解吸塔15的上端設置放空管16，二級閃蒸罐6的上端的氣體出口連接至二氧化碳壓縮機7入口，二氧化碳壓縮機7出口連接至二氧化碳分子篩脫水裝置8入口，二氧化碳分子篩脫水裝置8的出口連接至精餾塔9的氣相入口，精餾塔9的頂部連接氣液分離器12，精餾塔9和氣液分離器12之間連接冷凝器11，氣液分離器12頂端的氣體出口通過管路連接至沼氣入口2處，氣液分離器下端的冷凝水出口連接到精餾塔9上，精餾塔9的下部連接液態二氧化碳出口14，液態二氧化碳出口14的管路上再通過再沸器10連接到精餾塔9上；其中，二級閃蒸罐6為真空閃蒸罐或常壓閃蒸罐，也可以二者聯合使用，如果僅設置常壓閃蒸罐，一般可將沼氣中大約65%左右的CO₂回收液化，如果增加真空解吸，沼氣中大約80%左右的CO₂回收液化，常壓閃蒸罐和真空解吸罐可以單獨設置，也可合并為一個裝置，均能夠滿足工藝要求。

其回收工藝為：脫硫后的沼氣和增壓后的循環水在吸收塔3內逆流吸收，在吸收塔3頂部采收生物天然氣，在0.6-1.6Mpa的壓力下吸收二氧化碳的循環水從吸收塔3的底部出來，依靠吸收塔3與一級閃蒸罐5的內壓差進入一級閃蒸罐5進行降壓閃蒸，閃蒸后的氣體再返回到吸收塔3繼續進行逆流吸收過程，閃蒸后的循環水從一級閃蒸罐5的循環水出口通過二級閃蒸罐6的入水口進入二級閃蒸罐6進行常壓閃蒸或真空閃蒸，閃蒸后的循環水進入解吸塔15進行蒸餾后的氣體經放空管16排出，液體返回到吸收塔3內循環使用，二次閃蒸罐閃蒸后的氣體中二氧化碳含量在98%左右，其余的雜質主要是甲烷，及微量的硫化氫、氧氣等，這些氣體從二級閃蒸罐6的出口依次進入二氧化碳壓縮機7和二氧化碳分子篩脫水裝置8脫水后進入由精餾塔9、再沸器10、冷凝器11和氣液分離器12組成的二氧化碳精餾塔9進行氣液分離，分離出來的液態二氧化碳從液態二氧化碳出口14排出，可作為工業級的液態二氧化碳產品，分離出來的不凝氣體中，甲烷含量在15%-50%左右，其余主要成分為二氧化碳，不凝氣體返回到吸收塔3，進一步回收甲烷，經過反復回收后，甲烷的回收率可進一步提高到大于99.5%。

除說明書所述技術特征外，其余技術特征均為本領域技術人員已知技術。