專利名稱：一種沼氣節能脫碳工藝的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種沼氣節能脫碳工藝。
背景技術：
隨著石化資源的短缺，開發二次能源已經成為世界各國的主要發展戰略。沼氣不僅原料來源豐富、而且成本低、價廉 ，燃燒熱效率較高，具有可再生性，是一種性能優良的清潔燃料，也是當前新能源開發的主要方面。沼氣中通常含有(55飛O) %左右的甲烷，(4(Γ45)%左右的二氧化碳和其它少量雜質氣體。國內沼氣主要作為農村灶具燃料使用，用途不廣，使用價值低，而沼氣經過凈化脫碳后，其甲烷含量達到95%以上可稱為生物天然氣，可作為車用燃料氣和化工原料使用，用途更廣。目前沼氣脫碳主要是溶劑吸收法，該法分離效果較好，但投資費用大，能耗高，經濟性較差。CN102161925A介紹了一種利用沼氣生產生物天然氣的工藝，先將沼氣過濾掉雜質，然后干法脫硫，再經壓縮機壓縮到O. 8^1. 5MPa,加壓后的沼氣進入吸收塔進行噴淋水洗，水溫為Γ Ο ，水洗后的水回到常壓解析塔放出CO2，脫碳后的沼氣最后采用分子篩吸附干燥脫水。CN102329672A介紹了一種從沼氣中分離生產甲烷和二氧化碳的方法，通過預處理，甲烷分離，富液閃蒸、回收二氧化碳和吸附劑再生五個步驟實現。將沼氣通入吸收塔內，吸收塔內的壓力控制在2 5MPa，溫度控制在flO°C，沼氣與塔頂噴淋下的吸附劑逆流接觸，二氧化碳被吸附，所用吸附劑為聚乙二醇二甲醚等；吸附后的溶劑即富液送入高閃槽進行閃蒸，以除去甲烷、氮氣等氣體，高閃槽的壓力為O. 8 MPa ;所產生的高閃氣返回壓縮機前的沼氣管路，增壓后再次進入吸收塔；高閃后的富液進入低閃槽，二氧化碳氣體就從富液中閃蒸出來，低閃槽的壓力為O. 05MPa ;閃蒸后的溶劑進入再生塔進行再生。上述脫碳工藝中能量未能有效利用，能耗較高，吸收水溫較低，需要制冷設備，消耗能量。水中溶解的CO2靠閃蒸解析，殘留較多，影響吸收能力，造成循環水量增大。

發明內容
本發明的目的是提供一種能耗低高收率的沼氣脫碳工藝。為達到上述目的，本發明采用的技術方案是
一種沼氣節能脫碳工藝，脫硫后的沼氣經壓縮機壓縮后通過吸收塔吸收CO2，排出甲烷；吸收塔塔底的液相經水力透平機進行能量回收后通過解析塔解析排出CO2，解析塔塔底的液相送至吸收塔作為吸收劑重復使用。所述脫硫后的沼氣經壓縮機壓縮后進入一級吸收塔吸收CO2，排出甲烷；一級吸收塔塔底的液相經一級水力透平機吸收能量后進入一級解析塔；一級解析塔解析后的氣相進入二級吸收塔進一步吸收CO2，排出甲烷；二級吸收塔排出的液相與一級解析塔排出的液相進入二級水力透平機進行能量回收后進入二級解析塔進一步解析，排出CO2，解析完成后通入空氣進一步降低液相中的CO2，二級解析塔塔底排出的液相分別送至一級吸收塔及二級吸收塔作為吸收劑重復使用。所述脫硫后的沼氣經壓縮機壓縮后壓力提高至I. 5^3. OMPa ;一級吸收塔壓力為I. 5^3. OMPa，溫度為常溫；一級解析塔壓力為O. 5^1. OMPa，溫度為常溫；二級吸收塔壓力為
O.5 I. OMPa，溫度為常溫；二級解析塔壓力為I飛KPa，溫度為常溫。所述吸收劑為常溫水。在本發明中，利用水力透平機械回收能量，實現了節能的目的。與現有技術相比，本發明的優點是
1、不需要冷凍水，洗滌水為30°C以下的常溫水，吸收與解析均在常溫下進行，不需提供冷凍所需的能量；
2、增加了水力透平機械，可以實現能量的回收利用；
3、采用兩級吸收塔進行吸收，提高了甲烷的收率，其回收率可達到99%;
4、脫碳過程中采用水作為吸收介質，無毒害，循環使用可節約用水。


圖I是本發明工藝流程圖。
具體實施例方式如圖I所示，脫硫后的沼氣通過壓縮機進行壓縮，以提高壓力至2MPa，然后進入一級吸收塔，用常溫下25°C水作為吸收劑進行CO2吸收，一級吸收塔塔頂所排氣相為甲烷氣體，其純度達97%，作為產品待用；一級吸收塔塔底液相被送至一級水力透平機進行能量回收，然后再送至一級解析塔；一級解析塔塔內壓力保持為O. 7 MPa，溫度為25°C，一級解析塔塔頂排出的氣相送至二級吸收塔進一步吸收CO2 ;二級吸收塔塔內壓力保持為O. 7 MPa,溫度為25°C，二級吸收塔塔頂所排氣相為甲烷氣體，與一級吸收塔所排氣相分別作為產品待用，甲烷的回收率可達到99. 2% ;二級吸收塔排出的液相與從一級解析塔排出的液相合并，經二級水力透平機進行能量回收后，被送至二級解析塔進一步解析，二級解析塔塔內壓力保持為4 KPa，溫度為25°C，二級解析塔塔頂排出的氣相為二氧化碳；待解析基本完全后，通入空氣，進一步降低水中的二氧化碳，二級解析塔塔底排出的液相——水分別送至一級吸收塔和二級吸收塔，作為吸收劑重復使用。
權利要求
1.一種沼氣節能脫碳工藝，其特征在于，脫硫后的沼氣經壓縮機壓縮后通過吸收塔吸收CO2，排出甲烷；吸收塔塔底的液相經水力透平機進行能量回收后通過解析塔解析排出CO2，解析塔塔底的液相送至吸收塔作為吸收劑重復使用。
2.如權利要求I所述的沼氣節能脫碳工藝，其特征在于，所述脫硫后的沼氣經壓縮機壓縮后進入一級吸收塔吸收CO2，排出甲烷；一級吸收塔塔底的液相經一級水力透平機吸收能量后進入一級解析塔；一級解析塔解析后的氣相進入二級吸收塔進一步吸收CO2，排出甲烷；二級吸收塔排出的液相與一級解析塔排出的液相進入二級水力透平機進行能量回收后進入二級解析塔進一步解析，排出CO2，解析完成后通入空氣進一步降低液相中的CO2，二級解析塔塔底排出的液相分別送至一級吸收塔及二級吸收塔作為吸收劑重復使用。
3.如權利要求2所述的沼氣節能脫碳工藝，其特征在于，所述脫硫后的沼氣經壓縮機壓縮后壓力提高至I. 5^3. OMPa ;一級吸收塔壓力為I. 5^3. OMPa，溫度為常溫；一級解析塔壓力為O. 5^1. OMPa，溫度為常溫；二級吸收塔壓力為O. 5^1. OMPa，溫度為常溫；二級解析塔壓力為I飛KPa，溫度為常溫。
4.如權利要求3所述的沼氣節能脫碳工藝，其特征在于，所述吸收劑為常溫水。
全文摘要
本發明公開了一種沼氣節能脫碳工藝，脫硫后的沼氣經壓縮機壓縮后通過吸收塔吸收CO2，排出甲烷；吸收塔塔底的液相經水力透平機進行能量回收后通過解析塔解析排出CO2，解析塔塔底的液相送至吸收塔作為吸收劑重復使用。本發明脫碳過程中不需要冷凍水，洗滌水為30℃以下的常溫水，吸收與解析均在常溫下進行，不需提供冷凍所需的能量；通過水力透平機械，可以實現能量的回收利用；采用兩級吸收塔進行吸收，提高了甲烷的收率，大幅度降低了能耗和成本。
文檔編號C10L3/10GK102876412SQ20121033999
公開日2013年1月16日 申請日期2012年9月14日 優先權日2012年9月14日
發明者李洪亮, 陳俊英, 馬曉建, 劉利平 申請人:鄭州大學生化工程中心