專利名稱：生物氣中co的制作方法
技術領域：
本發明涉及垃圾填埋沼氣(LFG)以及污水、污泥、糞便、秸桿等厭氧過程產生的生物氣中CO2、H2S的凈化工藝。
目前，對于填埋沼氣等生物氣中CO2、H2S的凈化，國外有采用膜法進行分離的。膜分離法是在一定的壓力條件下，利用不同種類氣體在有機高分子薄膜中具有不同的滲透速率以實現其分離的目的。對于生物氣，其中N2、CH4不易滲透，而CO2、H2易滲透，從而實現CH4與CO2的分離。該工藝的優點是占地少，開停工容易；不受原料氣中含O2量的影響，且脫除CO2的同時還脫水。但該工藝也存在以下缺點a)對生物氣的預處理要求嚴格，否則膜很容易受到污染而失效；b)膜的使用壽命有限，膜的更換費用昂貴，使得生產成本提高；c)膜分離需在較高壓力下進行，且需多段加壓，使得基建和操作費用提高；d)膜分離對CH4的回收率較低，僅70％。國內外有采用MEA(單乙醇胺)溶液作吸收劑用于生物氣的脫CO2凈化工藝，該工藝雖可有效地去除生物氣中CO2、H2S，但該工藝有以下不足之處一是MEA溶劑消耗量大，凈化成本高；二是吸收液有一定腐蝕性，故工藝設備需用耐腐蝕材料，使工藝投資大幅度增加。國內外尚沒有采用含吸收劑MDEA(N甲基二醇胺)的多胺吸收液用于生物氣中CO2、H2S的吸收凈化工藝。
鑒于存在的上述問題，本發明的目的是提供一種采用含吸收劑MDEA的多胺溶液做吸收液的生物氣中CO2、H2S的物理-化學凈化工藝，使生物氣中有效成份CH4能夠得到更為有效的利用，達到其投資和操作費用低，CH4的回收率高的目的。
為實現本發明的目的，采取如下技術措施生物氣中CO2、H2S的凈化工藝，包括吸收塔1、解吸塔8、再沸器10、換熱器5、冷卻器2、3、6、分離器4、7、富液中間槽13、吸收劑貯槽9、泵11、12等。
生物氣從吸收塔1下部進入吸收塔，由解吸塔8來的再生貧液從吸收塔上部進入吸收塔，在吸收塔內生物氣與再生貧液逆流接觸，生物氣中CO2、H2S等雜質被吸收液吸收；凈化氣從吸收塔頂部出來，經冷卻器3冷卻，分離器4分離，分離后氣體成為凈化產品氣，冷凝液流到富液中間槽13；吸收CO2、H2S等雜質后的富液從吸收塔底部出來，進入富液中間槽13，從富液中間槽出來經泵12加壓進入換熱器5，在換熱器內與解吸塔來貧液換熱，從換熱器出來后進入解吸塔8上部，噴入解吸塔；在解吸塔的塔底采用再沸器10加熱，使富液中的CO2等雜質解吸，從塔頂排出(含CO2、H2S尾氣)，含CO2的尾氣經冷卻器6冷卻、分離器7分離后排放或回收利用，分離的冷凝液流到富液中間槽13；解吸后的再生貧液從解吸塔8底部出來，經泵11加壓，進入換熱器5與吸收塔的富液換熱，再進入冷凝器2冷卻，再從吸收塔上部進入吸收塔循環使用；由吸收劑貯槽9來的吸收劑MDEA送入泵11。
上述的CO2、H2S的吸收可在常壓或加壓系統內進行。
上述的再生貧液濃度為含MDEA30％～50％的多胺水溶液。
上述的吸收塔內吸收溫度55℃～90℃，常壓下氣液比40～60∶1，加壓下氣液比可達100～160∶1。
上述的解吸塔內解吸溫度90℃～110℃。
本工藝采用含有吸收劑MDEA的多胺溶液作吸收液，是一種具有物理吸收性能的化學吸收劑，可有效去除生物氣中CO2、H2S等雜質，達到有效凈化的目的。該法的主要優點是a)兼有物理吸收和化學吸收特性，CO2在其中溶解度大；b)吸收與再生之間溫差小，吸收反應熱較少，副反應少，再生熱耗小；c)溶液穩定性好，不易降解，故溶劑消耗量少；d)溶液腐蝕性小，設備可選用碳鋼；e)吸收液濃度較高，因此溶液循環量小，能耗低；f)吸收液蒸汽壓低，溶劑揮發損耗少；g)凈化度高，凈化氣中CO2含量≤2％(常壓吸收)加壓下可＜0.2％，故該法具有投資少，操作費用低，能耗少的特點。
下面結合附圖和實施例詳細介紹本發明的技術內容。
圖1為生物氣中CO2、H2S凈化工藝流程圖。
圖中，生物氣中CO2、H2S的凈化工藝，包括吸收塔1、解吸塔8、再沸器10、換熱器5、冷卻器2、3、6、分離器4、7、富液中間槽13、吸收劑貯槽9、泵11、12等。
從垃圾填埋場經鼓風機輸送來的沼氣從吸收塔1下部進入吸收塔，塔底溫度～90℃，由解吸塔8來的再生貧液從吸收塔上部進入吸收塔，塔頂溫度55℃～60℃，再生貧液濃度為含MDEA30％～50％的多胺水溶液，在吸收塔內生物氣與再生貧液逆流接觸，生物氣中CO2、H2S等雜質被吸收液吸收，吸收溫度55℃～90℃，氣液比40～60∶1；凈化氣從吸收塔頂部出來，經冷卻器3冷卻，分離器4分離，分離后氣體成為凈化產品氣，凈化氣CH4含量＞80％，CO2含量＜2％，H2S＜20mg/m3，CH4回收率＞95％，凈化后生物氣可應用于作汽車燃料(加壓)或作優質氣體燃料。冷凝液流到富液中間槽13；吸收CO2、H2S等雜質后的富液從吸收塔底部出來，進入富液中間槽13，從富液中間槽出來經泵12加壓進入換熱器5，在換熱器內與解吸塔來貧液換熱，從換熱器出來后進入解吸塔8上部，噴入解吸塔；塔頂溫度～90℃，塔底溫度～110℃，解吸溫度90℃～110℃，在解吸塔的塔底采用再沸器10加熱，使富液中的CO2等雜質解吸，從塔頂排出(含CO2、H2S尾氣)，含CO2的尾氣經冷卻器6冷卻、分離器7分離后排放或回收利用，分離的冷凝液流到富液中間槽13；解吸后的再生貧液從解吸塔8底部出來，經泵11加壓，進入換熱器5與吸收塔的富液換熱，再進入冷凝器2冷卻，再從吸收塔上部進入吸收塔循環使用；由吸收劑貯槽9來的吸收劑MDEA送入泵11。
實施例一處理原料氣(LFG)量1萬m3/d，原料氣組成(％)為CH450％～55％；CO235％～45％；O21～2。吸收液濃度30％～50％；氣(原料氣)液比50∶1。凈化氣CH4含量＞80％，CO2含量＜2％，H2S＜20mg/m3，CH4回收率＞95％。
吸收塔塔頂溫度～60℃，塔底溫度～90℃，常壓下吸收(P=0.12Mpa絕壓)；解吸塔塔頂溫度～90℃，塔底溫度～110℃。
實施例二處理原料氣(LFG)量15000m3/d，原料氣組成(％)為CH450％～55％；CO235％～45％；O21～2。吸收液濃度30％～50％；氣(原料氣)液比150∶1。凈化氣CH4含量＞80％，CO2含量＜1％，H2S＜20mg/m3，CH4回收率＞95％。
吸收塔塔頂溫度～60℃，塔底溫度～90℃，加壓下吸收(P=1.5Mpa絕壓)；解吸塔塔頂溫度～90℃，塔底溫度～110℃。
權利要求
1．一種生物氣中CO2、H2S的凈化工藝，其特征在于包括吸收塔(1)、解吸塔(8)、重沸器(10)、換熱器(5)、冷卻器(2)、(3)、(6)、分離器(4)、(7)、富液中間槽(13)、吸收劑貯槽(9)、泵(11)、(12)等，生物氣從吸收塔(1)下部進入吸收塔，由解吸塔(8)來的再生貧液從吸收塔上部進入吸收塔，在吸收塔內生物氣與再生貧液逆流接觸，生物氣中CO2、H2S等雜質被吸收液吸收；凈化氣從吸收塔頂部出來，經冷卻器(3)冷卻，分離器(4)分離，分離后氣體成為凈化產品氣，冷凝液流到富液中間槽(13)；吸收CO2、H2S等雜質后的富液從吸收塔底部出來，進入富液中間槽(13)，從富液中間槽出來經泵(12)加壓進入換熱器(5)，在換熱器內與解吸塔來貧液換熱，從換熱器出來后進入解吸塔(8)上部，噴入解吸塔；在解吸塔的塔底采用再沸器(10)加熱，使富液中的CO2等雜質解吸，從塔頂排出，含CO2的尾氣經冷卻器(6)冷卻、分離器(7)分離后排放或回收利用，分離的冷凝液流到富液中間槽(13)；解吸后的再生貧液從解吸塔(8)底部出來，經泵(11)加壓，進入換熱器(5)與吸收塔的富液換熱，再進入冷凝器(2)冷卻，再從吸收塔(1)上部進入吸收塔循環使用；由吸收劑貯槽(9)來的吸收劑MDEA送入泵(11)。
2．根據權利要求1所述的生物氣中CO2、H2S的凈化工藝，其特征在于吸收塔(1)內CO2、H2S的吸收可在常壓或加壓系統內進行。
3．根據權利要求1所述的生物氣中CO2、H2S的凈化工藝，其特征在于再生貧液濃度為含MDEA30％～50％的多胺水溶液。
4．根據權利要求1所述的生物氣中CO2、H2S的凈化工藝，其特征在于吸收塔(1)內吸收溫度55℃～90℃，常壓下氣液比40～60∶1，加壓下氣液比可達100～160∶1。
5．根據權利要求1所述的生物氣中CO2、H2S的凈化工藝，其特征在于解吸塔(8)內解吸溫度90℃～110℃。
全文摘要
本發明涉及生物氣中CO
文檔編號B01D53/14GK1300635SQ00134330
公開日2001年6月27日 申請日期2000年12月19日 優先權日2000年12月19日
發明者計中堅, 鄭義, 何平, 劉洪 , 孟祥榮 申請人:中國冶金建設集團鞍山焦化耐火材料設計研究總院