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脫碳工藝中的能量綜合利用系統。
（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。
常規的沼氣提純脫碳的方法有：壓力水洗、有機胺吸收，PSA，膜分離等方法，現有的技術主要是在降低運行成本方面進行突破。
從脫碳的工藝來講，各種方法均可以將沼氣中的CO2 脫除達到國家天然氣的標準，但是目前各種脫碳工藝的技術先進性主要是從設備投資和運行能耗方面來比較。高壓水洗沼氣脫碳由于其安全環保，無腐蝕介質，系統長期運行性能可靠，工藝控制的魯棒性能優越，在國外的沼氣工程中占據的很大的市場比重，我國由于近年開始推廣該工藝，但是單純從工藝實現角度來講，各個設備的孤立運行能夠保證該工藝的運行，但是相對裝機能耗和運行能耗偏高。
（三）
技術實現要素：
本發明為了彌補現有技術的缺陷，提供了一種能優化實現沼氣脫碳過程中的綜合運行能耗的高壓水洗沼氣脫碳工藝中的能量綜合利用系統。
本發明是通過如下技術方案實現的：
一種高壓水洗沼氣脫碳工藝中的能量綜合利用系統，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、二氧化碳精餾裝置，其中吸收塔的上端依次連接天然氣分子篩和天然氣壓縮機，吸收塔的下部連接通過沼氣入口依次連接沼氣壓縮機、脫硫裝置和沼氣羅茨風機，吸收塔的下端通過管路連接一級閃蒸罐的上部，在其管路上設置第一水輪機；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，在其管路上連接第二水輪機；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二氧化碳精餾裝置，二氧化碳精餾裝置頂端的氣體出口通過管路連接至沼氣入口處，二氧化碳精餾裝置的下部連接液態二氧化碳出口，所述沼氣羅茨風機、沼氣壓縮機、天然氣分子篩、天然氣壓縮機、二氧化碳壓縮機、二氧化碳分子篩脫水裝置分別通過一個水泵連接水源熱泵。
所述二級閃蒸罐為真空閃蒸罐或常壓閃蒸罐。
本發明的有益效果是：
本發明將該工藝中的動設備，如沼氣羅茨風機，沼氣壓縮機，天然氣脫水裝置，天然氣壓縮機，CO2 壓縮機， CO2脫水裝置的設備運轉過程中產生的熱量通過循環冷卻水進行降溫，將熱量暫存在冷卻循環水中，通過水源熱泵的方式將冷卻循環水溫度降低從而用于動設備的連續運轉，而高壓水洗工藝中冷卻循環水的熱量通過水源熱泵的換熱工質，經過再次換熱可得到溫度較高的熱水，從而用于厭氧發酵其他工段的具有熱量需求的操作單元，如厭氧發酵罐的保溫及有機肥加工過程的干化，從而降低整個系統的能耗。
在本發明中，在工藝循環水逐級降壓再生過程中，高壓水洗過程中吸收塔和一級閃蒸罐之間，一級閃蒸罐和二級閃蒸罐之間的工藝循環水，均具有一定的壓差，可通過水輪機回收能量，回收的能量利用方式可以與其他的動設備如水泵進行耦合，降低整個系統的運行能耗，或者通過水輪機進行發電，帶動小功率的動設備。
本發明通過對高壓水洗沼氣脫碳的余熱余壓能量的綜合回收降低整個沼氣工程的運行能耗，從而提升沼氣工程的經濟性。
（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天然氣分子篩，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，9二氧化碳精餾裝置，10沼氣壓縮機，11沼氣羅茨風機，12第一水輪機，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，18第二水輪機，19天然氣壓縮機，20水泵，21水源熱泵，22有機肥干燥，23厭氧發酵罐。
（五）具體實施方式
附圖為本發明的具體實施例。如圖1所示，該種高壓水洗沼氣脫碳工藝中的能量綜合利用系統，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、二氧化碳精餾裝置9、沼氣壓縮機10、沼氣羅茨風機11，其中吸收塔3的上端依次連接天然氣分子篩4和天然氣壓縮機19，吸收塔3的下部通過沼氣入口2依次連接沼氣壓縮機10、脫硫裝置1和沼氣羅茨風機11，吸收塔3的下端通過管路連接一級閃蒸罐5的上部，該管路上設置第一水輪機12；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，該管路上設置第二水輪機18，二級閃蒸罐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的出口連接至二氧化碳精餾裝置9，二氧化碳精餾裝置9的下部連接液態二氧化碳出口14；沼氣羅茨風機11、沼氣壓縮機10、天然氣分子篩4、天然氣壓縮機19、二氧化碳壓縮機7、二氧化碳分子篩脫水裝置8分別通過一個水泵20連接水源熱泵21；水源熱泵21可以為有機肥干燥22和厭氧發酵罐23提供熱量；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。
本發明將該工藝中的動設備，如沼氣羅茨風機，沼氣壓縮機，天然氣脫水裝置，天然氣壓縮機，CO2 壓縮機， CO2脫水裝置的設備運轉過程中產生的熱量通過循環冷卻水進行降溫，將熱量暫存在冷卻循環水中，通過水源熱泵的方式將冷卻循環水溫度降低從而用于動設備的連續運轉，而高壓水洗工藝中冷卻循環水的熱量通過水源熱泵的換熱工質，經過再次換熱可得到溫度較高的熱水，從而用于厭氧發酵其他工段的具有熱量需求的操作單元，如厭氧發酵罐的保溫及有機肥加工過程的干化，從而降低整個系統的能耗。
在本發明中，在工藝循環水逐級降壓再生過程中，高壓水洗過程中吸收塔和一級閃蒸罐之間，一級閃蒸罐和二級閃蒸罐之間的工藝循環水，均具有一定的壓差，可通過水輪機回收能量，回收的能量利用方式可以與其他的動設備如水泵進行耦合，降低整個系統的運行能耗，或者通過水輪機進行發電，帶動小功率的動設備。
本發明通過對高壓水洗沼氣脫碳的余熱余壓能量的綜合回收降低整個沼氣工程的運行能耗，從而提升沼氣工程的經濟性。
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。