沼气提纯净化系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种沼气提纯净化系统，包括沼气增压装置、缓冲罐、水洗塔、干燥器、解析塔、鼓风机和储水罐，沼气经过增压后进入水洗塔，水分为至少两级从塔体上部向下喷射将气体中二氧化碳和硫化氢去除，净化后的沼气从水洗塔的顶部排除，经过干燥器干燥后备用，富含二氧化碳和硫化氢的水经过解析塔，在解析塔中用气体吹，将其中的二氧化碳和硫化氢去除后水再次用于水洗塔中去除二氧化碳和硫化氢。本发明利用二氧化碳、硫化氢和甲烷在水中的溶解度不同，依据物理吸附过程建造水洗塔，从而构成沼气的净化系统，不需要填料，不需要碱液等化学吸附剂，达到提纯沼气的目的，结构简单，能耗低、成本低，环保，产品气合格，节约水资源，无三废的排放。
【专利说明】沼气提纯净化系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种利用压力水洗法，根据二氧化碳和硫化氢与甲烷在水中的溶解度的差异，将沼气中二氧化碳和硫化氢去除的沼气提纯净化系统。
【背景技术】
[0002]沼气是一种具有较高热值的可燃气体，主要成分为甲烷(CH4)和二氧化碳(CO2)和少量的氮气(N2)、氢气(H2)、氧气(O2)、硫化氢(H2S)等气体。目前，大量的沼气利用还是以低品位的热利用为主，但随着集中式沼气工程不断发展，单个沼气工程沼气产量不断增大，沼气的中高端利用途径不断扩展，其中沼气净化提纯后用于车用燃料、并入天然气管网等是今后沼气利用的重要发展方向。沼气净化提纯后用于车用燃料需符合车用压缩天然气标准(GB 18047-200)，即甲烷含量≥95%，二氧化碳≤3%，硫化氢≤15mg/m3。
[0003]然而，沼气净化提纯却增加了生产成本，目前已经存在变压吸附、化学吸收等沼气提纯技术，不论是变压吸附还是化学吸收，都将涉及到吸附剂或者是吸收剂的使用，操作麻烦，系统复杂，且成本高，不环保。因此寻找一个净化提纯过程能耗低、效率高，并且气体中甲烷含量高、环保、成本低、系统结构简单的沼气净化提纯系统成为了目前人们急需要解决的问题。
[0004]另外，现有化学吸附法，将会导致大量的水资源的浪费。
【发明内容】
[0005]为了解决上述技术问题，本发明提供一种结构简单、不需要填料、鲍尔环和吸附剂、成本低、环保、能耗低的沼气提纯净化系统。
[0006]为了实现上述目的，本发明的技术方案如下:一种沼气提纯净化系统，包括沼气增压装置、缓冲罐、水洗塔、干燥器、解析塔、鼓风机和储水罐，其特征在于:所述沼气增压装置的气体出口与缓冲罐的进气口连通，缓冲罐的气体出口与水洗塔的进气口连通，所述水洗塔包括至少两层塔体，最下层塔体的下端设有储液段，所述储液段的底端设有排水阀，所述水洗塔的进气口设置在储液段的上部，所述储液段上还设有一上一下的两个液位窗，其中位于上方的液位窗位于水洗塔的进气口的下方，每层塔体内的顶部设有喷水装置，所述喷水装置包括喷水管和安装在喷水管上的喷嘴，所有喷水管的进水口伸出塔体外，最上层塔体的顶部设有除雾段，所述二氧化碳水洗塔的顶端设有排气阀，所述排气阀通过管道与干燥器连通，每层塔体上还设有有视镜体；
[0007]所述排水阀通过管道与位于解析塔上部的进液口连通，所述解析塔的下部设有气体进口，所述鼓风机的出风口通过管道与解析塔的气体进口相连；所述解析塔的下端设有出水口，上端设有排气口，所述解析塔的出水口通过管道接到储水罐；
[0008]所述喷水管的进水口通过管道分别与布水器相连，所述布水器的进水口通过管道连接到储水罐，在布水器与储水罐连接的管道上设有泵。
[0009]采用上述技术方案。本发明的提纯系统通过物理吸收过程，实现CO2和H2S与甲烷的分离。压力对提纯效果有很大影响，其对溶解度的影响遵循Henry法则:Pi = H.Cmax0其中:Pi为压力[Pa]，H为Henry系数[Pa.m3/mol]，Cmax为饱和浓度[mol/m3]。
[0010]二氧化碳、硫化氢和甲烷在水中的溶解度情况见表1
[0011]表1沼气中主要化合物在水中溶解情况
[0012]
【权利要求】
1.一种沼气提纯净化系统，包括沼气增压装置(I)、缓冲罐(2)、水洗塔、干燥器(4)、解析塔(5)、鼓风机(6)和储水罐(7)，其特征在于:所述沼气增压装置(I)的气体出口与缓冲罐(2)的进气口连通，缓冲罐(2)的气体出口与水洗塔的进气口连通，所述水洗塔包括至少两层塔体(3-1)，最下层塔体(3-1)的下端设有储液段(3-2)，所述储液段(3-2)的底端设有排水阀(3-3)，所述水洗塔的进气口设置在储液段(3-2)的上部，所述储液段(3-2)上还设有一上一下的两个液位窗(3-5)，其中位于上方的液位窗(3-5)位于水洗塔的进气口的下方，每层塔体(3-1)内的顶部设有喷水装置，所述喷水装置包括喷水管(8)和安装在喷水管(8)上的喷嘴(9)，所有喷水管(8)的进水口伸出塔体(3-1)外，最上层塔体(3-1)的顶部设有除雾段(3-6)，所述二氧化碳水洗塔的顶端设有排气阀(3-7)，所述排气阀(3-7)通过管道与干燥器(4)连通，每层塔体(3-1)上还设有有视镜体(10)； 所述排水阀(3-3)通过管道与位于解析塔(5)上部的进液口连通，所述解析塔(5)的下部设有气体进口，所述鼓风机出)的出风口通过管道与解析塔的气体进口相连；所述解析塔(5)的下端设有出水口，上端设有排气口，所述解析塔(5)的出水口通过管道接到储水te (7)； 所述喷水管⑶的进水口通过管道分别与布水器(11)相连，所述布水器(11)的进水口通过管道连接到储水罐(7)，在布水器(11)与储水罐(7)连接的管道上设有泵(12)。
2.根据权利要求1所述沼气提纯净化系统，其特征在于:所述水洗塔包括三层塔体(3-1)。
3.根据权利要求2所述沼气提纯净化系统，其特征在于:所述喷水管(8)与布水器(11)相连的管道上分别设有流量计(13)和流量调节阀(14)。
4.根据权利要求1所述沼气提纯净化系统，其特征在于:在布水器(11)与储水罐(7)连接的管道上还设有流量调节阀(14)、流量计(13)和压力表(15)。
5.根据权利要求1所述沼气提纯净化系统，其特征在于:在缓冲罐(2)与水洗塔的进气口之间的管道上设有气体调节阀(16)、流量计(13)和气体压力表(17)。
6.根据权利要求1所述沼气提纯净化系统，其特征在于:所述视镜体(10)为双面视镜体，包括圆柱体形的视镜体本体(10-1)，在视镜体本体(10-1)上设有轴向中心孔(10-2)，所述轴向中心孔(10-2)的孔径与塔体(3-1)的内径相同，在该视镜体本体(10-1)上还设有径向通孔，所述所述径向通孔的两端的孔口上分别安装有可视镜(10-3)，所述塔体(3-1)上安装视镜体(10)的位置设有径向孔，所述视镜体(10)插入该径向孔中，并且所述视镜体(10)的轴向中心孔的中心线与塔体(3-1)的轴线在同一直线上。
7.根据权利要求1所述沼气提纯净化系统，其特征在于:所述除雾段(2-6)内设有除雾网(18)。
【文档编号】C10L3/10GK104073311SQ201410350212
【公开日】2014年10月1日 申请日期:2014年7月23日 优先权日:2014年7月23日
【发明者】杜安珂, 袁康 申请人:重庆市科学技术研究院