[发明专利]一种沼气净化及回收单质硫和二氧化碳的工艺方法

说明书

技术领域

本发明属于高浓度有机废物处理技术配套工艺，涉及采用化学吸收法脱除二氧化碳和硫化氢、Clinsulf工艺回收硫、加压液化回收二氧化碳的工艺组合来净化并回收沼气中单质硫和二氧化碳的一种工艺方法。

背景技术

沼气发酵技术处理高浓度有机废物(畜禽粪便、有机垃圾、秸秆等)会产生大量的可燃性气体-沼气，因此可以将沼气作为一种新能源加以利用从而缓解能源危机，但是由于有机废物在发酵制取沼气中，随之也会产生二氧化碳气体和硫化氢气体，这部分气体在进行燃烧、发电或者转化为其他能源时会被氧化为带有腐蚀性的酸性气体，从而对燃烧设备造成严重的腐蚀，同时也会对周围环境造成一定的影响。为了处理厌氧发酵沼气中的二氧化碳和硫化氢，现在一般采用以下方式：用脱硫塔脱除硫化氢其他，二氧化碳直接燃烧排放。采用这样的处理工艺虽然可以有效的脱除沼气中的硫化氢，减少对设备的腐蚀，但是却没有达到回收沼气中的硫化氢和二氧化碳的目地，造成了资源的白白浪费，也增加了对于环境的污染。

发明内容

针对现有厌氧发酵制取沼气中对沼气净化和回收单质硫及二氧化碳工艺中存在的诸多不足和不完善的问题，本发明提供一种沼气净化及回收单质硫和二氧化碳的工艺方法。采用这种工艺，不仅可以净化沼气作为车用燃气使用，而且可以回收得到单质硫和液态二氧化碳肥料。

本发明所提供的沼气净化及回收单质硫和二氧化碳的工艺方法，其具体工艺步骤是：

1气液分离

将厌氧发酵得到的沼气通过气水分离器，将沼气中的水蒸气分离出来；

2气体增压

将沼气用增压风机进行增压后，输送到气体净化脱碳脱硫单元。

3气体净化脱碳脱硫

将增压后的沼气，通入吸收塔。在吸收塔中与自上而下的有机胺吸收液逆流接触，沼气中的二氧化碳和硫化氢被有机胺碱性吸收液吸收。净化后的高纯度沼气经吸收塔冷却器冷却、吸收塔分离器分离除水后，被加压外送作为车用燃气。含有硫化氢和二氧化碳的有机胺碱液在换热器中被加热后送往解吸塔加热解吸，解吸出二氧化碳和硫化氢的混合气体经解吸塔冷却器冷却，解吸塔分离器除水后，送往Clinsulf反应器氧化硫化氢。

4Clinsulf工艺回收硫

含有硫化氢和二氧化碳的混合气体经沼气锅炉直接加热到220℃后，与预热的定量的空气混合送到Clinsulf反应器，在此H₂S直接氧化，通过一个内置的Clinsulf冷却器，控制反应器出口温度略高于硫的露点温度，在分离器析出单质硫，冷却反应器的热量用冷却水移走，产生的大量的热水用于厌氧发酵系统保温加热。

5二氧化碳液化

脱除硫化氢的混合气含有高纯度的二氧化碳气体，经压缩机加压液化储存于钢瓶和气柜中，用于大棚供氮、碳基肥料、液体肥料等。

本发明的优点：1、一步法实现了沼气净化脱硫脱碳，减少了工艺环节；2、该工艺装置可以与沼气发酵工程相配套，增强了无害化处理的效果。3、净化后的沼气纯度可达到99.5％，可以加压做为车用燃气使用，节省了石油和天然气资源；4、回收得到了单质硫和液化的二氧化碳。单质硫是制取硫酸和肥料的主要原料，液化的二氧化碳可用于开发饱和的二氧化碳水溶液肥料、复合型碳基肥料以及灌入钢瓶用于温室大棚充二氧化碳等，具有可观的收益。

附图说明

附图是本发明的工艺流程图

1、气水分离器；2、增压风机；3、吸收塔；4、吸收塔冷却器；5、吸收塔分离器；6、换热器；7、解吸塔；8、解吸塔加热器；9、解吸塔冷却器；10、解吸塔分离器；11、沼气锅炉；12、Clinsulf反应器；13、Clinsulf冷却器；14、分离器；15、压缩机；16、储气罐。

具体实施方式

本发明为一种沼气净化及回收单质硫和二氧化碳的工艺方法，主要包括气液分离、气体增压、气体净化脱碳脱硫、Clinsulf工艺回收硫、二氧化碳液化等工艺步骤，即将前系统厌氧发酵沼气经气液分离增压后，在吸收塔中与吸收液逆流接触，脱除沼气中的二氧化碳和硫化氢，净化后沼气增压可用于车用燃气；吸收液在解吸塔经加热发生解吸，解吸出来的二氧化碳和硫化氢混合气经沼气锅炉加热，与定量热空气经Clinsulf反应器反应，Clinsulf冷却器冷却分离得到单质硫，剩余二氧化碳经压缩机压缩液化存于储气罐。

其具体工艺过程如下：

1气液分离

将厌氧发酵得到的沼气通过气水分离器1，将沼气中的水蒸气分离出来；

2气体增压

将沼气用增压风机2进行增压后，输送到气体净化脱碳脱硫单元。