本實(shí)用新型專利涉及一種氣體分離提純設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種高效節(jié)能的甲烷分離提純裝置。

背景技術(shù)：

甲烷是一種很重要的燃料，是天然氣的主要成分，約占組成的87％；在標(biāo)準(zhǔn)壓力的室溫環(huán)境中，甲烷無色、無味；家用天然氣的特殊味道，是為了安全而添加的人工氣味，通常是使用甲硫醇或乙硫醇；在一大氣壓力的環(huán)境中，甲烷的沸點(diǎn)是-161℃；液化的甲烷不會燃燒，除非在高壓的環(huán)境中(通常是4～5大氣壓力)；

甲烷在自然界分布很廣，除天然氣外，沼氣、坑氣的主要成分之一；它可用作燃料及制造氫、一氧化碳、炭黑、乙炔、氫氰酸及甲醛等物質(zhì)的原料。甲烷用作熱水器、燃?xì)鉅t熱值測試標(biāo)準(zhǔn)燃料；生產(chǎn)可燃?xì)怏w報(bào)警器的標(biāo)準(zhǔn)氣，校正氣；還可用作太陽能電池，非晶硅膜氣相化學(xué)沉積的碳源；以及甲烷用作醫(yī)藥化工合成的生產(chǎn)原料；

除作燃料外,大量用于合成氨、尿素和炭黑,還可用于生產(chǎn)甲醇、氫、乙炔、乙烯、甲醛、二硫化碳、硝基甲烷、氫氰酸和1,4-丁二醇等；甲烷氯化可得一、二、三氯甲烷及四氯化碳；甲烷高溫分解可得炭黑，用作顏料、油墨、油漆以及橡膠的添加劑等；

但現(xiàn)有技術(shù)提純甲烷時(shí)整體產(chǎn)量不高，生產(chǎn)效率過低，而且還存在耗能大，純度不夠等多種缺陷；

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是，提供一種高效節(jié)能的甲烷分離提純裝置，該設(shè)備采用復(fù)合節(jié)能處理技術(shù)，通過低溫冷凝技術(shù)、過濾技術(shù)與吸收與吸附手段的互相結(jié)合，并加裝蓄能裝置，使得降低能耗的同時(shí)，得到純度較高的甲烷，且該裝置設(shè)計(jì)適合大批量的規(guī)?；a(chǎn)；

為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供一種高效節(jié)能的甲烷分離提純裝置，包括：低溫塔、過濾單元、增壓塔、吸附塔以及存儲罐；

進(jìn)一步的，所述低溫塔的一端用于原料進(jìn)入，所述低溫塔的另一端與所述過濾單元的一端連接，所述過濾單元的另一端與所述增壓塔的一端連接，所述增壓塔的另一端與所述吸附塔的一端連接，所述吸附塔的另一端與所述存儲罐連接；

進(jìn)一步的，所述低溫塔包括：低溫冷凝塔和余能回收器；

作為一種舉例說明，所述低溫冷凝塔是利用二氧化碳液化溫度高的特點(diǎn)，通過低溫作用使沼氣等富含甲烷的氣體中的二氧化碳被液化，甲烷組分作為不凝氣以提純產(chǎn)品氣排出；

作為一種舉例說明，為了降低運(yùn)行能耗，采用余能回收器的回?zé)峒夹g(shù)將剩余冷量進(jìn)行回收再利用；

通過所述低溫塔的低溫冷凝，去除富含甲烷氣體，尤其是沼氣中的多余二氧化碳，進(jìn)行初步提純；

進(jìn)一步的，所述過濾單元采用多重水過濾裝置，去除沼氣等富含甲烷氣體中的灰塵雜質(zhì)和可溶于水氣體；

作為一種舉例說明，所述水過濾裝置為一組或多組水過濾瓶體，進(jìn)氣一端管路深入水底，另一端管路處于水面之上；

進(jìn)一步的，所述增壓塔包括：吸收塔、減壓塔和蓄能器；

作為一種舉例說明，所述吸收塔內(nèi)具備氣壓增壓裝置；

所述蓄能器采用壓力吸收裝置蓄能器，吸收吸收塔內(nèi)的過剩壓力，蓄能后，作為減壓塔的動(dòng)力來源；(類似吊車、鏟車等電液推桿的壓力蓄能器原理)

作為一種舉例說明，所述減壓塔內(nèi)具備氣壓降低裝置；

所述增壓塔的工作原理是利用有機(jī)胺溶液(一級胺、二級胺、三級胺、空間位阻胺等)與二氧化碳的物理化學(xué)吸收特性來實(shí)現(xiàn)的，即在吸收塔內(nèi)的加壓、常溫條件下，沼氣中的二氧化碳發(fā)生吸收反應(yīng)進(jìn)行脫碳提純甲烷，吸收富液在減壓塔內(nèi)減壓、加熱條件下發(fā)生逆向解析反應(yīng)，釋放出高純度的二氧化碳?xì)怏w，同時(shí)富液得到再生，純度進(jìn)一步加大，還具備重新吸收二氧化碳的能力，從而實(shí)現(xiàn)沼氣在所述增壓塔內(nèi)的連續(xù)脫碳提純甲烷的過程；

作為一種舉例說明，所述增壓塔的又一端連接有二氧化碳收集塔；用于收集富余氣體二氧化碳；

進(jìn)一步的，所述吸附塔內(nèi)安裝有可吸附介質(zhì)的復(fù)合吸附劑；

作為一種舉例說明，所述復(fù)合吸附劑包括分子篩與活性炭；

所述分子篩選型為可以過濾硫化氫、二氧化碳等雜志氣體的分子篩；所述活性炭用于去除沼氣中的異味和水汽；

作為一種舉例說明，在吸附過程中，原料氣在加壓條件下其中的二氧化碳被吸附在吸附塔內(nèi)的復(fù)合吸收劑上，甲烷等烷類弱吸附性氣體作為凈化氣排出；

作為一種舉例說明，當(dāng)吸附飽和后將復(fù)合吸附劑放在減壓裝置內(nèi)減壓處理，即可將雜質(zhì)氣體釋放出來，可重復(fù)循環(huán)使用；

進(jìn)一步的，所述存儲罐用于存放提純凈化后的高純度甲烷；

本實(shí)用新型的有益效果：

1.該實(shí)用新型設(shè)計(jì)科學(xué)、結(jié)構(gòu)優(yōu)化合理，具備甲烷高度提純與工業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)制備的優(yōu)勢；

2.該裝置結(jié)構(gòu)簡單，維護(hù)和生產(chǎn)方便可靠，節(jié)能環(huán)保的同時(shí)，還可收集富余氣體二氧化碳，用于干冰等工業(yè)原料的制作；

3.生產(chǎn)效率高，規(guī)模大，可以使得甲烷作為燃料使用的來源擴(kuò)大化，降低對汽油等含鉛污染燃料的使用；

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型一種高效節(jié)能的甲烷分離提純裝置之結(jié)構(gòu)示意圖

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明。

參照圖1所示，一種高效節(jié)能的甲烷分離提純裝置，包括：低溫塔101、過濾單元102、增壓塔103、吸附塔104以及存儲罐105；

進(jìn)一步的，所述低溫塔101的一端用于原料進(jìn)入，所述低溫塔101的另一端與所述過濾單元102的一端連接，所述過濾單元102的另一端與所述增壓塔103的一端連接，所述增壓塔103的另一端與所述吸附塔104的一端連接，所述吸附塔104的另一端與所述存儲罐105連接；

進(jìn)一步的，所述低溫塔101包括：低溫冷凝塔和余能回收器；

作為一種舉例說明，所述低溫冷凝塔是利用二氧化碳液化溫度高的特點(diǎn)，通過低溫作用使沼氣等富含甲烷的氣體中的二氧化碳被液化，甲烷組分作為不凝氣以提純產(chǎn)品氣排出；

作為一種舉例說明，為了降低運(yùn)行能耗，采用余能回收器的回?zé)峒夹g(shù)將剩余冷量進(jìn)行回收再利用；

通過所述低溫塔101的低溫冷凝，去除富含甲烷氣體，尤其是沼氣中的多余二氧化碳，進(jìn)行初步提純；

進(jìn)一步的，所述過濾單元102采用多重水過濾裝置，去除沼氣等富含甲烷氣體中的灰塵雜質(zhì)和可溶于水氣體；

作為一種舉例說明，所述水過濾裝置為一組或多組水過濾瓶體，進(jìn)氣一端管路深入水底，另一端管路處于水面之上；

進(jìn)一步的，所述增壓塔103包括：吸收塔、減壓塔和蓄能器；

作為一種舉例說明，所述吸收塔103內(nèi)具備氣壓增壓裝置；

所述蓄能器采用壓力吸收裝置蓄能器，吸收吸收塔內(nèi)的過剩壓力，蓄能后，作為減壓塔的動(dòng)力來源；(類似吊車、鏟車等電液推桿的壓力蓄能器原理)

作為一種舉例說明，所述減壓塔內(nèi)具備氣壓降低裝置；

所述增壓塔103的工作原理是利用有機(jī)胺溶液(一級胺、二級胺、三級胺、空間位阻胺等)與二氧化碳的物理化學(xué)吸收特性來實(shí)現(xiàn)的，即在吸收塔內(nèi)的加壓、常溫條件下，沼氣中的二氧化碳發(fā)生吸收反應(yīng)進(jìn)行脫碳提純甲烷，吸收富液在減壓塔內(nèi)減壓、加熱條件下發(fā)生逆向解析反應(yīng)，釋放出高純度的二氧化碳?xì)怏w，同時(shí)富液得到再生，純度進(jìn)一步加大，還具備重新吸收二氧化碳的能力，從而實(shí)現(xiàn)沼氣在所述增壓塔內(nèi)的連續(xù)脫碳提純甲烷的過程；

作為一種舉例說明，所述增壓塔103的又一端連接有二氧化碳收集塔106；用于收集富余氣體二氧化碳；

進(jìn)一步的，所述吸附塔104內(nèi)安裝有可吸附介質(zhì)的復(fù)合吸附劑；

作為一種舉例說明，所述復(fù)合吸附劑包括分子篩與活性炭；

所述分子篩選型為可以過濾硫化氫、二氧化碳等雜志氣體的分子篩；所述活性炭用于去除沼氣中的異味和水汽；

作為一種舉例說明，在吸附過程中，原料氣在加壓條件下其中的二氧化碳被吸附在吸附塔內(nèi)的復(fù)合吸收劑上，甲烷等烷類弱吸附性氣體作為凈化氣排出；

作為一種舉例說明，當(dāng)吸附飽和后將復(fù)合吸附劑放在減壓裝置內(nèi)減壓處理，即可將雜質(zhì)氣體釋放出來，可重復(fù)循環(huán)使用；

進(jìn)一步的，所述存儲罐105用于存放提純凈化后的高純度甲烷；

本實(shí)用新型設(shè)計(jì)科學(xué)、結(jié)構(gòu)優(yōu)化合理，具備甲烷高度提純與工業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)制備的優(yōu)勢；該裝置結(jié)構(gòu)簡單，維護(hù)和生產(chǎn)方便可靠，節(jié)能環(huán)保的同時(shí)，還可收集富余氣體二氧化碳，用于干冰等工業(yè)原料的制作；生產(chǎn)效率高，規(guī)模大，可以使得甲烷作為燃料使用的來源擴(kuò)大化，降低對汽油等含鉛污染燃料的使用；

以上所述的僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例，所應(yīng)理解的是，以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本實(shí)用新型的方法及其核心思想，并不用于限定本實(shí)用新型的保護(hù)范圍，凡在本實(shí)用新型的思想和原則之內(nèi)所做的任何修改、等同替換等等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。