[实用新型]生物气净化设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及生物气的净化领域，特别是一种生物气净化设备。可用于生物气，也可用于其它工业气体，如煤层气，焦炉煤气等脱除CO₂、H₂S、H_CN、有机硫等杂质，达到净化的要求

背景技术

生物气是指生物体中有机质在厌氧条件下，通过微生物的降解及甲烷化过程所产生的可燃气体。人工制取的生物气主要有生活垃圾填埋后产生的填埋气(LFG)、垃圾、污水、污泥、粪便、秸杆等植物发酵产生的沼气等。其主要成份是CH₄、CO₂、少量的H₂、C_mH_n以及少量H₂S、有机硫等杂质。目前，国内生物气尤其是垃圾填埋气(LFG)的净化利用还是刚起步。国外填埋气净化在上世纪九十年代时，美国洛杉矶Puent Hill’s填埋场采用膜分离法净化制取汽车燃料。该工艺的优点是布置紧凑，占地少，产品中CH₄含量达到96％。但有其不足：首先是限于分离工艺，当CH₄浓度一定时，其生产上实际甲烷收率仅70％。若要增加收率则需增加分离级或采用膜——胺联合法，这样的话需要增加投资；膜分离在高压下(3.6MPa)进行，电耗大，设备投资增加；由于膜易损，故对原料气需较复杂、严格的预处理，如活性炭、硅胶预处理；分离膜需定期更换，进口分离膜则更增加操作费用。在欧洲，如荷兰，LFG有采用变压吸附(PSA)法，其优点是占地少，布置紧凑。国内PSA法在化工上大量应用，设备及吸附剂不必进口，能耗比较低，但也有其不足：限于工艺特性，当提高产品浓度时，其甲烷收率相应降低。试验表明当净化气CH₄浓度到90％时其CH₄收率也只有80％～90％；提高收率则CH₄含量下降。该工艺也在压力下(0.4MPa)操作，需消耗一定电能。

化学吸收法也有用于生物气净化，如采用单乙醇胺(MEA)作吸收剂的MEA法。该法优点是产品中CH₄含量可大于96％，CH₄收率也高。但其不足是MEA系属伯胺，其化学稳定性较差，溶液易受氧化等原因而聚合变质，故其溶质(MEA)消耗较大；二则溶液有一定腐蚀性，装置消耗不锈钢材量较大；再则化学法的热能消耗较上述方法为大。

近年来，在美国也有采用MDEA(N-甲基二乙醇胺)净化生物气的报导，但都在高压下(＞2.0MPa)吸收，未见有常压下进行吸收净化的先例。发明专利ZL00134330.0“生物气中CO₂、H₂S的净化工艺”，设备包括吸收塔、解吸塔、重沸器、换热器、冷却器、分离器、吸收剂贮槽、泵，提出采用有主溶质MDEA及多种胺为活化剂的多胺水溶液作为吸收剂，在常压或加压下对LFG进行净化。MDEA系属叔胺，化学稳定性较好，而氧化、腐蚀性很小，装置的不锈钢用量减少，故该工艺具有投资省，溶剂消耗少，成本低等特点，具有对膜法，PSA法竞争的一定优势。但限于化学法工艺特性，其热能消耗较上述方法大，电能消耗为低。此外，限于目前国内填埋场的条件，尤其是LFG产量不高，很难采用大型高压吸收净化工艺。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种生产工艺合理、设备运行稳定可靠、操作简单易行的生物气净化设备。

本实用新型的目的是通过下述技术方案来实现的：

本实用新型的生物气净化设备，包括吸收塔、解吸塔、重沸器、富液换热器、净化冷却器、贫液冷却器、尾气冷却器、净化气气液分离器、尾气气液分离器、软水槽、液下泵、贫液泵、富液泵，其特征在于：

1)所述的吸收塔为上小下大的异径吸收塔，

2)所述的吸收塔前原料气进入口中增设带金属丝网的扑集器，

3)在所述的吸收塔富液出口增设带纤维棒型过滤器，

4)所述的重沸器与贮液槽相接。

所述的上小下大吸收塔的上下塔径比保持在0.75～0.85。

所述的上小下大吸收塔的上下塔段塔内填料层高度比宜保持在0.9～1.1。

所述的吸收塔采用填料塔或筛板塔.当采用填料塔时，在塔径DN≥800mm时，两填料段之间设管型或槽型气、液再分配塔盘，当DN≤600mm时，采用常规的截锥型再分配器.