專利名稱：一種將生物天然氣凈化成天然氣的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及生物天然氣凈化領(lǐng)域，特別是將生物天然氣處理后主要用作燃氣汽車燃料的技術(shù)。
背景技術(shù)：
天然氣是一種優(yōu)質(zhì)、清潔、高效的石化燃料，在所有石化能源中碳排放系數(shù)最低。天然氣已被廣泛地應(yīng)用于國民經(jīng)濟生活和生產(chǎn)的各個領(lǐng)域，目前在世界能源消費結(jié)構(gòu)中所占比重約為24%。2009年我國天然氣產(chǎn)量為830億立方米，同比增長7. 1% ;表觀消費量為874. 5億立方米，同比增長11. 5%。與國內(nèi)產(chǎn)量相比，國內(nèi)天然氣需求缺口達40多億立方米。隨著國內(nèi)天然氣基礎(chǔ)設(shè)施的逐步完善和發(fā)展，近年來我國天然氣需求較快，天然氣消費量也呈爆炸式增長勢頭。 1996年以前，由于天然氣工業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施不夠完備，天然氣消費增長緩慢。1996年以后，隨著天然氣大型長輸管道的陸續(xù)建成，天然氣消費量也隨之迅速增長，到2006年天然氣消費量達561億立方米。2009年我國天然氣消費量為875億立方米。未來10 20年，我國對天然氣的需求將繼續(xù)保持增長勢頭，天然氣占一次能源消費總量的比重將從目前的3. 9%上升至2020年的10%。預(yù)計2010 2030年，我國天然氣需求量增長將超過8%，年均增長量在100 150億立方米。為了保證國內(nèi)天然氣的有效供給，我國從2006年已成為天然氣凈進口國，進口數(shù)量逐年增加。2009年進口量達78億立方米，對外依存度超過8% ；2010年，國內(nèi)天然氣缺口達到300億立方米，對外依存度升至12. 8%。預(yù)計到2015年中國進口天然氣將占天然氣消費總量的30%。我國天然氣需求市場前景看好。石化天然氣是一種不可再生性能源。為了保證我國旺盛的天然氣消費需求，減少對國際天然氣市場的依存度，我國現(xiàn)階段必須大力發(fā)展可再生性能源。生物天然氣，是指包括糞肥、污水、都市固體廢物及其它生物可降解的有機物質(zhì)，在厭氧的環(huán)境下，經(jīng)發(fā)酵或消化過程所產(chǎn)生的氣體，這些氣體主要包含甲烷及二氧化碳，又稱為“沼氣”或“堆填氣體”。由于生物天然氣符合可持續(xù)發(fā)展的要求，以及其具備的綠色、清潔、環(huán)保等特性，歐盟、日本、美國等發(fā)達國家越來越青睞于生物天然氣的使用，并已在氣體儲存、運輸和輸送方面奠定了良好的工作基礎(chǔ)。我國的生物天然氣行業(yè)也正處于方興未艾的發(fā)展階段。2009年，我國天然氣生產(chǎn)量約為830億立方米，消費量約為870億立方米，沼氣產(chǎn)量是140億立方米?？梢?，在替代天然氣、補充我國氣體能源不足方面，生物天然氣具有很大作用。由于油價上漲，我國不少城市的公共交通工具紛紛“油改氣”，天然氣的消費量猛增，這也使得車用生物天然氣技術(shù)有了更大的市場和前景。然而各種廢物、廢水經(jīng)過厭氧發(fā)酵后產(chǎn)生的生物天然氣成分較復(fù)雜，含有較多雜質(zhì)，一般生物天然氣主要成分為甲烷(> 60%)、二氧化碳(< 39%)、氫氣和一氧化碳(< 1%)、微量硫化氫以及硅氧烷、氧化物等雜質(zhì)，不符合車用天然氣質(zhì)量要求，必須經(jīng)過提純凈化處理后才能用作車輛燃料。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種將生物天然氣凈化成天然氣的方法，方便簡便、步驟少、成本低，能使生物天然氣達到車用天然氣的標準要求。為達到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是一種生物天然氣凈化成天然氣的方法，生物天然氣經(jīng)脫硫去除H2S,脫碳除去CO2,再去除雜質(zhì)和進行干燥，并達到車用天然氣標準要求。優(yōu)選的，所述的脫硫方法是ros (脫硫催化劑)濕法脫硫。優(yōu)選的，所述的脫碳方法是水洗的方法。優(yōu)選的，所述干燥系統(tǒng)采用分子篩吸附。 所述凈化后的天然氣中甲烷含量達到93%以上。優(yōu)選的，脫硫后生物天然氣被冷卻至40°C。優(yōu)選的，所述水洗去除CO2的吸收塔工作壓力是O. 9MPa。具體生產(chǎn)中，廢水厭氧處理過程產(chǎn)生的生物天然氣經(jīng)ros (脫硫催化劑)脫硫裝置去除生物天然氣中的H2S (硫化氫)，再進入水洗除二氧化碳裝置，去除生物天然氣中的CO2和水分后，通過水封、阻火器，生物天然氣可達到車用天然氣標準要求。污水經(jīng)厭氧處理產(chǎn)生大量的生物天然氣(沼氣)，與石化天然氣的物理、化學(xué)性能完全相同，是石化天然氣這種不可再生能源的替代品。生物天然氣的重要成分為014和CO2,另外還含有微量的H2S氣體，H2S溶于水汽中產(chǎn)生氫硫酸將對輸氣管道、后續(xù)用氣設(shè)備造成嚴重腐蝕，另外，生物天然氣燃燒時，其中的H2S還會轉(zhuǎn)化成很強的亞硫酸氣霧，污染環(huán)境。因此，污水厭氧消化所產(chǎn)生的生物天然氣在利用之前必須經(jīng)過脫硫處理，本項目采用ros(脫硫催化劑)濕法脫硫，用堿液洗滌生物天然氣，堿洗反應(yīng)方程式如下
NaC03+H2S — NaHS+NaHC03NaOH+H2S — NaHS+H20
堿洗后的廢液可采用氧化法脫硫，再生后的堿液可循環(huán)利用。經(jīng)過脫硫后的生物天然氣進入脫碳裝置，在不同壓力和溫度下，CO2和CH4有不同的溶解度，CO2的溶解度遠大于CH4，選擇合適的吸收塔工作壓力和噴淋水的流量、溫度使CH4回收率達到最大。原料氣經(jīng)過過濾器去除灰塵和機械雜質(zhì)，經(jīng)脫硫后在壓縮機中被壓縮，經(jīng)冷媒冷卻進入吸收塔進行水洗分離。吸收塔噴淋水來自冷水機組，塔底水回到常壓解吸塔釋放CO2后，由水泵增壓，冷水機組冷卻至8°c再去吸收塔噴淋，完成水路循環(huán)。干燥系統(tǒng)采用分子篩吸附，吸收塔出口氣體溫度在10°C左右，能源消耗主要是對再生氣體的加熱，加熱功率約15KW，根據(jù)分子篩切換時間設(shè)置，每天切換3次，每次運行時間半小時，再生氣體(30-35m3/小時)用產(chǎn)品貯罐成品氣體，排出氣回壓縮機前回用，分離的產(chǎn)品氣經(jīng)脫去水份后，作為天然氣氣源，以獲得更高的效益。生物天然氣凈化流程如下
權(quán)利要求
1.一種將生物天然氣凈化成天然氣的方法，其特征在于，生物天然氣經(jīng)脫硫去除H2S,脫碳除去CO2,再去除雜質(zhì)和進行干燥，并達到車用天然氣標準要求。
2.如權(quán)利要求I所述的將生物天然氣凈化成天然氣的方法，其特征在于，所述脫硫方法是PDS濕法脫硫。
3.如權(quán)利要求I所述的將生物天然氣凈化成天然氣的方法，其特征在于，所述脫碳方法是水洗的方法。
4.如權(quán)利要求I所述的將生物天然氣凈化成天然氣的方法，其特征在于，所述干燥系統(tǒng)采用分子篩吸附。
5.如權(quán)利要求I所述的將生物天然氣凈化成天然氣的方法，其特征在于，所述凈化后的天然氣中甲烷含量達到93%以上。
6.如權(quán)利要求2所述的將生物天然氣凈化成天然氣的方法，其特征在于，脫硫后生物天然氣被冷卻至40 °C。
7.如權(quán)利要求3所述的將生物天然氣凈化成天然氣的方法，其特征在于，所述水洗去除CO2的吸收塔工作壓力是O. 9MPa。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種將生物天然氣凈化成天然氣的方法，其特征在于將生物天然氣經(jīng)脫硫、水洗、除碳、去除雜質(zhì)、干燥后，甲烷含量達到93%以上，生物天然氣達到車用天然氣標準要求。
文檔編號C10L3/10GK102911757SQ201110223669
公開日2013年2月6日 申請日期2011年8月5日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月5日
發(fā)明者馬三劍 申請人:蘇州科特環(huán)保設(shè)備有限公司