專(zhuān)利名稱(chēng)：生物氣中co的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及垃圾填埋沼氣(LFG)以及污水、污泥、糞便、秸桿等厭氧過(guò)程產(chǎn)生的生物氣中CO2、H2S的凈化工藝。
目前，對(duì)于填埋沼氣等生物氣中CO2、H2S的凈化，國(guó)外有采用膜法進(jìn)行分離的。膜分離法是在一定的壓力條件下，利用不同種類(lèi)氣體在有機(jī)高分子薄膜中具有不同的滲透速率以實(shí)現(xiàn)其分離的目的。對(duì)于生物氣，其中N2、CH4不易滲透，而CO2、H2易滲透，從而實(shí)現(xiàn)CH4與CO2的分離。該工藝的優(yōu)點(diǎn)是占地少，開(kāi)停工容易；不受原料氣中含O2量的影響，且脫除CO2的同時(shí)還脫水。但該工藝也存在以下缺點(diǎn)a)對(duì)生物氣的預(yù)處理要求嚴(yán)格，否則膜很容易受到污染而失效；b)膜的使用壽命有限，膜的更換費(fèi)用昂貴，使得生產(chǎn)成本提高；c)膜分離需在較高壓力下進(jìn)行，且需多段加壓，使得基建和操作費(fèi)用提高；d)膜分離對(duì)CH4的回收率較低，僅70％。國(guó)內(nèi)外有采用MEA(單乙醇胺)溶液作吸收劑用于生物氣的脫CO2凈化工藝，該工藝雖可有效地去除生物氣中CO2、H2S，但該工藝有以下不足之處一是MEA溶劑消耗量大，凈化成本高；二是吸收液有一定腐蝕性，故工藝設(shè)備需用耐腐蝕材料，使工藝投資大幅度增加。國(guó)內(nèi)外尚沒(méi)有采用含吸收劑MDEA(N甲基二醇胺)的多胺吸收液用于生物氣中CO2、H2S的吸收凈化工藝。
鑒于存在的上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種采用含吸收劑MDEA的多胺溶液做吸收液的生物氣中CO2、H2S的物理-化學(xué)凈化工藝，使生物氣中有效成份CH4能夠得到更為有效的利用，達(dá)到其投資和操作費(fèi)用低，CH4的回收率高的目的。
為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，采取如下技術(shù)措施生物氣中CO2、H2S的凈化工藝，包括吸收塔1、解吸塔8、再沸器10、換熱器5、冷卻器2、3、6、分離器4、7、富液中間槽13、吸收劑貯槽9、泵11、12等。
生物氣從吸收塔1下部進(jìn)入吸收塔，由解吸塔8來(lái)的再生貧液從吸收塔上部進(jìn)入吸收塔，在吸收塔內(nèi)生物氣與再生貧液逆流接觸，生物氣中CO2、H2S等雜質(zhì)被吸收液吸收；凈化氣從吸收塔頂部出來(lái)，經(jīng)冷卻器3冷卻，分離器4分離，分離后氣體成為凈化產(chǎn)品氣，冷凝液流到富液中間槽13；吸收CO2、H2S等雜質(zhì)后的富液從吸收塔底部出來(lái)，進(jìn)入富液中間槽13，從富液中間槽出來(lái)經(jīng)泵12加壓進(jìn)入換熱器5，在換熱器內(nèi)與解吸塔來(lái)貧液換熱，從換熱器出來(lái)后進(jìn)入解吸塔8上部，噴入解吸塔；在解吸塔的塔底采用再沸器10加熱，使富液中的CO2等雜質(zhì)解吸，從塔頂排出(含CO2、H2S尾氣)，含CO2的尾氣經(jīng)冷卻器6冷卻、分離器7分離后排放或回收利用，分離的冷凝液流到富液中間槽13；解吸后的再生貧液從解吸塔8底部出來(lái)，經(jīng)泵11加壓，進(jìn)入換熱器5與吸收塔的富液換熱，再進(jìn)入冷凝器2冷卻，再?gòu)奈账喜窟M(jìn)入吸收塔循環(huán)使用；由吸收劑貯槽9來(lái)的吸收劑MDEA送入泵11。
上述的CO2、H2S的吸收可在常壓或加壓系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行。
上述的再生貧液濃度為含MDEA30％～50％的多胺水溶液。
上述的吸收塔內(nèi)吸收溫度55℃～90℃，常壓下氣液比40～60∶1，加壓下氣液比可達(dá)100～160∶1。
上述的解吸塔內(nèi)解吸溫度90℃～110℃。
本工藝采用含有吸收劑MDEA的多胺溶液作吸收液，是一種具有物理吸收性能的化學(xué)吸收劑，可有效去除生物氣中CO2、H2S等雜質(zhì)，達(dá)到有效凈化的目的。該法的主要優(yōu)點(diǎn)是a)兼有物理吸收和化學(xué)吸收特性，CO2在其中溶解度大；b)吸收與再生之間溫差小，吸收反應(yīng)熱較少，副反應(yīng)少，再生熱耗小；c)溶液穩(wěn)定性好，不易降解，故溶劑消耗量少；d)溶液腐蝕性小，設(shè)備可選用碳鋼；e)吸收液濃度較高，因此溶液循環(huán)量小，能耗低；f)吸收液蒸汽壓低，溶劑揮發(fā)損耗少；g)凈化度高，凈化氣中CO2含量≤2％(常壓吸收)加壓下可＜0.2％，故該法具有投資少，操作費(fèi)用低，能耗少的特點(diǎn)。
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例詳細(xì)介紹本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容。


圖1為生物氣中CO2、H2S凈化工藝流程圖。
圖中，生物氣中CO2、H2S的凈化工藝，包括吸收塔1、解吸塔8、再沸器10、換熱器5、冷卻器2、3、6、分離器4、7、富液中間槽13、吸收劑貯槽9、泵11、12等。
從垃圾填埋場(chǎng)經(jīng)鼓風(fēng)機(jī)輸送來(lái)的沼氣從吸收塔1下部進(jìn)入吸收塔，塔底溫度～90℃，由解吸塔8來(lái)的再生貧液從吸收塔上部進(jìn)入吸收塔，塔頂溫度55℃～60℃，再生貧液濃度為含MDEA30％～50％的多胺水溶液，在吸收塔內(nèi)生物氣與再生貧液逆流接觸，生物氣中CO2、H2S等雜質(zhì)被吸收液吸收，吸收溫度55℃～90℃，氣液比40～60∶1；凈化氣從吸收塔頂部出來(lái)，經(jīng)冷卻器3冷卻，分離器4分離，分離后氣體成為凈化產(chǎn)品氣，凈化氣CH4含量＞80％，CO2含量＜2％，H2S＜20mg/m3，CH4回收率＞95％，凈化后生物氣可應(yīng)用于作汽車(chē)燃料(加壓)或作優(yōu)質(zhì)氣體燃料。冷凝液流到富液中間槽13；吸收CO2、H2S等雜質(zhì)后的富液從吸收塔底部出來(lái)，進(jìn)入富液中間槽13，從富液中間槽出來(lái)經(jīng)泵12加壓進(jìn)入換熱器5，在換熱器內(nèi)與解吸塔來(lái)貧液換熱，從換熱器出來(lái)后進(jìn)入解吸塔8上部，噴入解吸塔；塔頂溫度～90℃，塔底溫度～110℃，解吸溫度90℃～110℃，在解吸塔的塔底采用再沸器10加熱，使富液中的CO2等雜質(zhì)解吸，從塔頂排出(含CO2、H2S尾氣)，含CO2的尾氣經(jīng)冷卻器6冷卻、分離器7分離后排放或回收利用，分離的冷凝液流到富液中間槽13；解吸后的再生貧液從解吸塔8底部出來(lái)，經(jīng)泵11加壓，進(jìn)入換熱器5與吸收塔的富液換熱，再進(jìn)入冷凝器2冷卻，再?gòu)奈账喜窟M(jìn)入吸收塔循環(huán)使用；由吸收劑貯槽9來(lái)的吸收劑MDEA送入泵11。
實(shí)施例一處理原料氣(LFG)量1萬(wàn)m3/d，原料氣組成(％)為CH450％～55％；CO235％～45％；O21～2。吸收液濃度30％～50％；氣(原料氣)液比50∶1。凈化氣CH4含量＞80％，CO2含量＜2％，H2S＜20mg/m3，CH4回收率＞95％。
吸收塔塔頂溫度～60℃，塔底溫度～90℃，常壓下吸收(P=0.12Mpa絕壓)；解吸塔塔頂溫度～90℃，塔底溫度～110℃。
實(shí)施例二處理原料氣(LFG)量15000m3/d，原料氣組成(％)為CH450％～55％；CO235％～45％；O21～2。吸收液濃度30％～50％；氣(原料氣)液比150∶1。凈化氣CH4含量＞80％，CO2含量＜1％，H2S＜20mg/m3，CH4回收率＞95％。
吸收塔塔頂溫度～60℃，塔底溫度～90℃，加壓下吸收(P=1.5Mpa絕壓)；解吸塔塔頂溫度～90℃，塔底溫度～110℃。
權(quán)利要求
1．一種生物氣中CO2、H2S的凈化工藝，其特征在于包括吸收塔(1)、解吸塔(8)、重沸器(10)、換熱器(5)、冷卻器(2)、(3)、(6)、分離器(4)、(7)、富液中間槽(13)、吸收劑貯槽(9)、泵(11)、(12)等，生物氣從吸收塔(1)下部進(jìn)入吸收塔，由解吸塔(8)來(lái)的再生貧液從吸收塔上部進(jìn)入吸收塔，在吸收塔內(nèi)生物氣與再生貧液逆流接觸，生物氣中CO2、H2S等雜質(zhì)被吸收液吸收；凈化氣從吸收塔頂部出來(lái)，經(jīng)冷卻器(3)冷卻，分離器(4)分離，分離后氣體成為凈化產(chǎn)品氣，冷凝液流到富液中間槽(13)；吸收CO2、H2S等雜質(zhì)后的富液從吸收塔底部出來(lái)，進(jìn)入富液中間槽(13)，從富液中間槽出來(lái)經(jīng)泵(12)加壓進(jìn)入換熱器(5)，在換熱器內(nèi)與解吸塔來(lái)貧液換熱，從換熱器出來(lái)后進(jìn)入解吸塔(8)上部，噴入解吸塔；在解吸塔的塔底采用再沸器(10)加熱，使富液中的CO2等雜質(zhì)解吸，從塔頂排出，含CO2的尾氣經(jīng)冷卻器(6)冷卻、分離器(7)分離后排放或回收利用，分離的冷凝液流到富液中間槽(13)；解吸后的再生貧液從解吸塔(8)底部出來(lái)，經(jīng)泵(11)加壓，進(jìn)入換熱器(5)與吸收塔的富液換熱，再進(jìn)入冷凝器(2)冷卻，再?gòu)奈账?1)上部進(jìn)入吸收塔循環(huán)使用；由吸收劑貯槽(9)來(lái)的吸收劑MDEA送入泵(11)。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物氣中CO2、H2S的凈化工藝，其特征在于吸收塔(1)內(nèi)CO2、H2S的吸收可在常壓或加壓系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行。
3．根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物氣中CO2、H2S的凈化工藝，其特征在于再生貧液濃度為含MDEA30％～50％的多胺水溶液。
4．根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物氣中CO2、H2S的凈化工藝，其特征在于吸收塔(1)內(nèi)吸收溫度55℃～90℃，常壓下氣液比40～60∶1，加壓下氣液比可達(dá)100～160∶1。
5．根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物氣中CO2、H2S的凈化工藝，其特征在于解吸塔(8)內(nèi)解吸溫度90℃～110℃。
全文摘要
本發(fā)明涉及生物氣中CO
文檔編號(hào)B01D53/14GK1300635SQ00134330
公開(kāi)日2001年6月27日 申請(qǐng)日期2000年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2000年12月19日
發(fā)明者計(jì)中堅(jiān), 鄭義, 何平, 劉洪 , 孟祥榮 申請(qǐng)人:中國(guó)冶金建設(shè)集團(tuán)鞍山焦化耐火材料設(shè)計(jì)研究總院