專利名稱：生物氣雙級常壓脫碳裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種環(huán)保設備，尤其是一種脫碳裝置，具體地說是一種用于生物氣脫
碳的生物氣雙級常壓脫碳裝置。
背景技術：
眾所周知，在沼氣、消化氣、垃圾填埋氣等生物氣中，含有含量從百分之十幾到百
分之五十幾的二氧化碳氣體，從生物氣中將二氧化碳脫除，既可以增加可燃氣體含量，提高
燃氣品質，又便于對分離后的二氧化碳氣體進行回收利用，減少溫室氣體排放。 目前常用的脫碳技術有溶劑吸收法和變壓吸附法，其中溶劑吸收法由于分離效果
徹底、可燃氣體組分放散量少、能耗低等優(yōu)點，成為脫碳領域中的一個重要方法。但該技術
在應用均存在需要改進的問題目前常用的吸收法為醇胺脫碳工藝，其來源于化工行業(yè)中
的酸性氣體脫碳技術，由于在原有技術中的吸收單元操作是在中壓條件下工作的，而應用
于生物氣脫碳時，由于生物氣的流量普遍不大，若采用增壓技術則導致運行能耗偏高的問
題，若在常壓下進行吸收脫碳，又導致吸收塔的容積過大，造成投資成本增加。 因此，開發(fā)一種常壓下進行脫碳的適用于生物氣脫碳的裝置具有十分重要的意義。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是針對生物氣流量小不能使用中壓脫碳的問題，設計一種可在常壓
下使用的生物氣雙級常壓脫碳裝置。 本發(fā)明的技術方案是 —種生物氣雙級常壓脫碳裝置，其特征是它至少由二級疊裝而成的填料塔1組 成，其中位于底層的填料塔1的底部設有生物氣進氣口 2和底層吸收液再生循環(huán)出口 7，位 于頂層的填料塔1設有生物氣出氣口 3，在每個填料塔1的填料層6的上部設有吸收液噴 淋管8，相鄰的填料塔1之間設有隔板4，隔板4上穿裝有連通相鄰填料塔1的氣升管5，隔 板4上開有降液孔，降液孔連接有將沉降在隔板上的吸收液引出填料塔的降液管9，所述降 液管9從相鄰的填料塔1的底部或底層填料塔1的底部伸出填料塔1外與再生循環(huán)裝置相 連。 所述的填料塔1的數(shù)量為兩個，其中下層填料塔1為強堿脫碳塔，所使用的吸收液 至少為氫氧化碳或碳酸鉀水溶液的中的一種，上層填料塔1為醇胺脫碳塔，所使用的吸收 液至少為一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、N-甲基二乙醇胺、二異丙醇胺或二甘醇胺中的一 種。 本發(fā)明的有益效果 本發(fā)明采用兩級(也可為多級)脫碳工藝，前級脫碳采用強堿法脫碳，后級脫碳采 用醇胺法。在常壓下強堿法具有較好的脫碳效果，但其再生能耗較高，而在常壓下醇胺法的 脫碳效果較低，但再生能耗較低，通過合理分配在這兩級脫碳工藝的脫碳負荷，使常壓脫碳
3具有滿足應用價值的成本和脫碳效果，并將該脫碳吸收過程集成在一套吸收塔裝置中。
本發(fā)明結構簡單，制造方便，成本低。 本發(fā)明可適用于沼氣、消化氣、垃圾填埋氣等生物氣，采用基于不同二氧化碳吸收 劑的雙流、雙級脫碳工藝，并將該工藝集成在一套吸收塔裝置中，在常壓條件下即可進行脫 碳吸收。 為了實現(xiàn)在常壓下的雙流、雙級吸收過程，吸收塔的結構為上下雙級結構，在每級 吸收單元中為常規(guī)的填料塔結構。在上下兩級吸收區(qū)之間設置了隔板、氣升管和降液管裝 置，經過下級吸收區(qū)的氣體由氣升管進入隔板上層空間，并通過柵板進入上級吸收區(qū)。上級 吸收區(qū)的噴淋液在隔板上匯集并通過降液管收集單獨排出吸收塔。這樣就形成了兩個吸收 區(qū)中噴淋吸收的獨立操作，互不影響，同時又是都在常壓下工作的環(huán)境，可方便地調節(jié)兩個 吸收區(qū)中的吸收負荷。 底層填料塔的吸收液可采用再生溫度高的二氧化碳吸收劑，可以是氫氧化碳或碳 酸鉀水溶液的中的一種或兩種。上層填料塔的吸收液可采用一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇 胺、N-甲基二乙醇胺、二異丙醇胺、二甘醇胺等溶劑中的一種或混合物。 本發(fā)明的吸收塔在常壓或加壓下，都能保證采用雙吸收液、雙吸收區(qū)的獨立吸收工作。


圖1是本發(fā)明的工作流程示意圖。
圖2是本發(fā)明的結構示意圖。
具體實施例方式
下面結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的說明。
如圖2所示。 —種生物氣雙級常壓脫碳裝置，它至少由二級疊裝而成的填料塔1組成，圖2中采 用的二層結構，本實施例以二層填料塔為例加以說明，二層以上的結構可以此類推，其中位 于底層的填料塔1的底部設有生物氣進氣口 2和底層吸收液再生循環(huán)出口 7，位于頂層的填 料塔1設有生物氣出氣口 3，在每個填料塔1的填料層6的上部設有吸收液噴淋管8，其中 上層填料塔l中的吸收液噴淋管8噴出的吸收液可為一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺^-甲 基二乙醇胺、二異丙醇胺或二甘醇胺中的一種或一種以上的組合，下層填料塔1中的吸收 液噴淋管8噴出的吸收液可為氫氧化碳或碳酸鉀水溶液的中的一種或二各種。填料塔1中 的填料層6通過柵板10定位在塔體中，填料層6的填料為常規(guī)填料(可采用金屬波紋板式 規(guī)整填料、金屬網規(guī)整填料、鮑爾環(huán)散堆填料、拉西環(huán)散堆填料、階梯環(huán)散堆填料、球形散堆 填埋填料)，填料層6的上部設有加料口 ll，下部設有卸料口 12，相鄰的填料塔1之間設有 隔板4，隔板4上穿裝有連通相鄰填料塔1的氣升管5，隔板4上開有降液孔，降液孔連接有 將沉降在隔板上的吸收液引出填料塔的降液管9，所述降液管9從相鄰的填料塔1的底部或 底層填料塔1的底部伸出填料塔1外與再生循環(huán)裝置相連。如圖1所示，降液管9直接從 底層填料塔的底部引出塔外。 吸收液1 (圖1中底層吸收液)作為一級吸收過程中的二氧化碳吸收液，吸收液
42(圖1上層吸收液)作為是二級吸收過程中的二氧化碳吸收液，當吸收液2經噴淋吸收后 (稱為富液2)會有少量通過氣升管進入一級吸收區(qū)并與工作后的吸收液l(成為富液l)混 合后外排進行加熱再生，由于對于一級吸收過程中的富液1加熱再生溫度高，可以保證落 入一級吸收區(qū)內的富液2被充分再生循環(huán)使用。具體實施過程中，上層填料區(qū)中噴淋的吸 收液可能不能被完全收集回到圖2中的上層再生裝置中，會有少量液體通過上層吸收塔和 下層吸收塔之間的氣流通道落入下層填料區(qū)中，并與下層填料區(qū)的吸收液混合后進入下層 再生裝置中，而出現(xiàn)這種情況對這部分落入下層的吸收液進行再生不產生影響，工藝流程 如圖1所示。 本發(fā)明未涉及部分均與現(xiàn)有技術相同或可采用現(xiàn)有技術加以實現(xiàn)。
權利要求
一種生物氣雙級常壓脫碳裝置，其特征是它至少由二級疊裝而成的填料塔(1)組成，其中位于底層的填料塔(1)的底部設有生物氣進氣口(2)和底層吸收液再生循環(huán)出口(7)，位于頂層的填料塔(1)設有生物氣出氣口(3)，在每個填料塔(1)的填料層(6)的上部設有吸收液噴淋管(8)，相鄰的填料塔(1)之間設有隔板(4)，隔板(4)上穿裝有連通相鄰填料塔(1)的氣升管(5)，隔板(4)上開有降液孔，降液孔連接有將沉降在隔板上的吸收液引出填料塔的降液管(9)，所述降液管(9)從相鄰的填料塔(1)的底部或底層填料塔(1)的底部伸出填料塔(1)外。
2. 根據(jù)權利要求l所述的生物氣雙級常壓脫碳裝置，其特征是所述的填料塔(1)的數(shù) 量為兩個，其中下層填料塔(1)為強堿脫碳塔，所使用的吸收液至少為氫氧化碳或碳酸鉀 水溶液的中的一種，上層填料塔(1)為醇胺脫碳塔，所使用的吸收液至少為一乙醇胺、二乙 醇胺、三乙醇胺、^甲基二乙醇胺、二異丙醇胺或二甘醇胺中的一種。
全文摘要
一種生物氣雙級常壓脫碳裝置，其特征是它至少由二級疊裝而成的填料塔(1)組成，其中位于底層的填料塔(1)的底部設有生物氣進氣口(2)和底層吸收液再生循環(huán)出口(7)，位于頂層的填料塔(1)設有生物氣出氣口(3)，在每個填料塔(1)的填料層(6)的上部設有吸收液噴淋管(8)，相鄰的填料塔(1)之間設有隔板(4)，隔板(4)上穿裝有連通相鄰填料塔(1)的氣升管(5)，隔板(4)上開有降液孔，降液孔連接有將沉降在隔板上的吸收液引出填料塔的降液管(9)，所述降液管(9)從相鄰的填料塔(1)的底部或底層填料塔(1)的底部伸出填料塔(1)外。本發(fā)明結構簡單，制造方便，成本低。
文檔編號B01D53/18GK101703870SQ200910212439
公開日2010年5月12日 申請日期2009年11月11日 優(yōu)先權日2009年11月11日
發(fā)明者張孟群, 陳澤智, 龔惠娟 申請人:南京大學