沼氣提純凈化系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種沼氣提純凈化系統(tǒng)，包括沼氣增壓裝置、緩沖罐、水洗塔、干燥器、解析塔、鼓風機和儲水罐，沼氣經(jīng)過增壓后進入水洗塔，水分為至少兩級從塔體上部向下噴射將氣體中二氧化碳和硫化氫去除，凈化后的沼氣從水洗塔的頂部排除，經(jīng)過干燥器干燥后備用，富含二氧化碳和硫化氫的水經(jīng)過解析塔，在解析塔中用氣體吹，將其中的二氧化碳和硫化氫去除后水再次用于水洗塔中去除二氧化碳和硫化氫。本發(fā)明利用二氧化碳、硫化氫和甲烷在水中的溶解度不同，依據(jù)物理吸附過程建造水洗塔，從而構(gòu)成沼氣的凈化系統(tǒng)，不需要填料，不需要堿液等化學吸附劑，達到提純沼氣的目的，結(jié)構(gòu)簡單，能耗低、成本低，環(huán)保，產(chǎn)品氣合格，節(jié)約水資源，無三廢的排放。
【專利說明】沼氣提純凈化系統(tǒng)

【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種利用壓力水洗法，根據(jù)二氧化碳和硫化氫與甲烷在水中的溶解度的差異，將沼氣中二氧化碳和硫化氫去除的沼氣提純凈化系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]沼氣是一種具有較高熱值的可燃氣體，主要成分為甲烷(CH4)和二氧化碳(CO2)和少量的氮氣(N2)、氫氣(H2)、氧氣(O2)、硫化氫(H2S)等氣體。目前，大量的沼氣利用還是以低品位的熱利用為主，但隨著集中式沼氣工程不斷發(fā)展，單個沼氣工程沼氣產(chǎn)量不斷增大，沼氣的中高端利用途徑不斷擴展，其中沼氣凈化提純后用于車用燃料、并入天然氣管網(wǎng)等是今后沼氣利用的重要發(fā)展方向。沼氣凈化提純后用于車用燃料需符合車用壓縮天然氣標準(GB 18047-200)，即甲烷含量≥95%，二氧化碳≤3%，硫化氫≤15mg/m3。
[0003]然而，沼氣凈化提純卻增加了生產(chǎn)成本，目前已經(jīng)存在變壓吸附、化學吸收等沼氣提純技術(shù)，不論是變壓吸附還是化學吸收，都將涉及到吸附劑或者是吸收劑的使用，操作麻煩，系統(tǒng)復雜，且成本高，不環(huán)保。因此尋找一個凈化提純過程能耗低、效率高，并且氣體中甲烷含量高、環(huán)保、成本低、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單的沼氣凈化提純系統(tǒng)成為了目前人們急需要解決的問題。
[0004]另外，現(xiàn)有化學吸附法，將會導致大量的水資源的浪費。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種結(jié)構(gòu)簡單、不需要填料、鮑爾環(huán)和吸附劑、成本低、環(huán)保、能耗低的沼氣提純凈化系統(tǒng)。
[0006]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下:一種沼氣提純凈化系統(tǒng)，包括沼氣增壓裝置、緩沖罐、水洗塔、干燥器、解析塔、鼓風機和儲水罐，其特征在于:所述沼氣增壓裝置的氣體出口與緩沖罐的進氣口連通，緩沖罐的氣體出口與水洗塔的進氣口連通，所述水洗塔包括至少兩層塔體，最下層塔體的下端設有儲液段，所述儲液段的底端設有排水閥，所述水洗塔的進氣口設置在儲液段的上部，所述儲液段上還設有一上一下的兩個液位窗，其中位于上方的液位窗位于水洗塔的進氣口的下方，每層塔體內(nèi)的頂部設有噴水裝置，所述噴水裝置包括噴水管和安裝在噴水管上的噴嘴，所有噴水管的進水口伸出塔體外，最上層塔體的頂部設有除霧段，所述二氧化碳水洗塔的頂端設有排氣閥，所述排氣閥通過管道與干燥器連通，每層塔體上還設有有視鏡體；
[0007]所述排水閥通過管道與位于解析塔上部的進液口連通，所述解析塔的下部設有氣體進口，所述鼓風機的出風口通過管道與解析塔的氣體進口相連；所述解析塔的下端設有出水口，上端設有排氣口，所述解析塔的出水口通過管道接到儲水罐；
[0008]所述噴水管的進水口通過管道分別與布水器相連，所述布水器的進水口通過管道連接到儲水罐，在布水器與儲水罐連接的管道上設有泵。
[0009]采用上述技術(shù)方案。本發(fā)明的提純系統(tǒng)通過物理吸收過程，實現(xiàn)CO2和H2S與甲烷的分離。壓力對提純效果有很大影響，其對溶解度的影響遵循Henry法則:Pi = H.Cmax0其中:Pi為壓力[Pa]，H為Henry系數(shù)[Pa.m3/mol]，Cmax為飽和濃度[mol/m3]。
[0010]二氧化碳、硫化氫和甲烷在水中的溶解度情況見表1
[0011]表1沼氣中主要化合物在水中溶解情況
[0012]

【權(quán)利要求】
1.一種沼氣提純凈化系統(tǒng)，包括沼氣增壓裝置(I)、緩沖罐(2)、水洗塔、干燥器(4)、解析塔(5)、鼓風機(6)和儲水罐(7)，其特征在于:所述沼氣增壓裝置(I)的氣體出口與緩沖罐(2)的進氣口連通，緩沖罐(2)的氣體出口與水洗塔的進氣口連通，所述水洗塔包括至少兩層塔體(3-1)，最下層塔體(3-1)的下端設有儲液段(3-2)，所述儲液段(3-2)的底端設有排水閥(3-3)，所述水洗塔的進氣口設置在儲液段(3-2)的上部，所述儲液段(3-2)上還設有一上一下的兩個液位窗(3-5)，其中位于上方的液位窗(3-5)位于水洗塔的進氣口的下方，每層塔體(3-1)內(nèi)的頂部設有噴水裝置，所述噴水裝置包括噴水管(8)和安裝在噴水管(8)上的噴嘴(9)，所有噴水管(8)的進水口伸出塔體(3-1)外，最上層塔體(3-1)的頂部設有除霧段(3-6)，所述二氧化碳水洗塔的頂端設有排氣閥(3-7)，所述排氣閥(3-7)通過管道與干燥器(4)連通，每層塔體(3-1)上還設有有視鏡體(10)； 所述排水閥(3-3)通過管道與位于解析塔(5)上部的進液口連通，所述解析塔(5)的下部設有氣體進口，所述鼓風機出)的出風口通過管道與解析塔的氣體進口相連；所述解析塔(5)的下端設有出水口，上端設有排氣口，所述解析塔(5)的出水口通過管道接到儲水te (7)； 所述噴水管⑶的進水口通過管道分別與布水器(11)相連，所述布水器(11)的進水口通過管道連接到儲水罐(7)，在布水器(11)與儲水罐(7)連接的管道上設有泵(12)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述沼氣提純凈化系統(tǒng)，其特征在于:所述水洗塔包括三層塔體(3-1)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述沼氣提純凈化系統(tǒng)，其特征在于:所述噴水管(8)與布水器(11)相連的管道上分別設有流量計(13)和流量調(diào)節(jié)閥(14)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述沼氣提純凈化系統(tǒng)，其特征在于:在布水器(11)與儲水罐(7)連接的管道上還設有流量調(diào)節(jié)閥(14)、流量計(13)和壓力表(15)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述沼氣提純凈化系統(tǒng)，其特征在于:在緩沖罐(2)與水洗塔的進氣口之間的管道上設有氣體調(diào)節(jié)閥(16)、流量計(13)和氣體壓力表(17)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述沼氣提純凈化系統(tǒng)，其特征在于:所述視鏡體(10)為雙面視鏡體，包括圓柱體形的視鏡體本體(10-1)，在視鏡體本體(10-1)上設有軸向中心孔(10-2)，所述軸向中心孔(10-2)的孔徑與塔體(3-1)的內(nèi)徑相同，在該視鏡體本體(10-1)上還設有徑向通孔，所述所述徑向通孔的兩端的孔口上分別安裝有可視鏡(10-3)，所述塔體(3-1)上安裝視鏡體(10)的位置設有徑向孔，所述視鏡體(10)插入該徑向孔中，并且所述視鏡體(10)的軸向中心孔的中心線與塔體(3-1)的軸線在同一直線上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述沼氣提純凈化系統(tǒng)，其特征在于:所述除霧段(2-6)內(nèi)設有除霧網(wǎng)(18)。
【文檔編號】C10L3/10GK104073311SQ201410350212
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2014年7月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月23日
【發(fā)明者】杜安珂, 袁康 申請人:重慶市科學技術(shù)研究院