[发明专利]一种利用沼气生产生物天然气的工艺

说明书

技术领域

本发明属于生产生物天然气的技术领域，具体涉及一种利用沼气生产生物天然气的工艺。

背景技术

面对世界性能源和气候危机，我国在“十二五”期间对能源结构做出重大调整。而降低排放强度的首选方式是改变以煤、石油为主的能源结构，从供应端上降低碳排放强度，增加引进清洁型的可再生能源。沼气应用正符合这一特征，因此国家将统筹规划“十二五”沼气建设，把以沼气为重点的能源建设纳入国家“十二五”能源发展战略，在制定能源发展规划、出台扶持政策和安排项目资金时给予倾斜。

沼气分离净化制取生物天然气技术，是基于沼气净化工程投资、运行费用低、产品回收率高的要求，立足于技术先进、安全有效、系统运行可靠、对环境无污染、便于推广的宗旨而创新的。由于原料沼气成分复杂，应先对沼气进行净化处理，沼气的净化主要是对沼气中的H₂S、CO₂、H₂O的去除。脱硫是为了避免腐蚀设备和H₂S中毒，如果沼气燃烧放出SO₂和SO₃，会比H₂S造成更大的危害，因为SO₂会降低露点，硫酸有高腐蚀性；脱水是因为如果导气管中积累了水会溶解H₂S而腐蚀管道，此外当沼气被加压储存时，为了防止凝结水冻坏储气罐，也必须对水进行去除；去除沼气中CO₂是因为CO₂降低了沼气的能量密度，通过去除CO₂可以提高单位体积气体的能量值，使其成为“绿色能源”，达到生物天然气的标准。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用沼气生产生物天然气的工艺。

为达上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种利用沼气生产生物天然气的工艺，沼气经过滤器去除固体杂质，经压缩机压缩至0.8-1.5MPa，然后进行干法脱硫，再由吸收塔下部进入吸收塔进行喷淋水洗，最后采用分子筛吸附干燥脱水。

所述喷淋水洗时的水温为4-10℃。

所述喷淋水洗后的水回到常压解析塔释放CO₂，由水泵增压至1.1-1.8MPa，水泵的压强高于压缩机的压强，再由冷水机组冷却至4-10℃时再去吸收塔喷淋，形成水路循环。

所述干法脱硫时采用的脱硫剂为氧化铁脱硫剂。

本发明采用干法脱硫的方式，可减少人员的投入，定期换料。待净化的沼气含H₂S允许高达5000mg/Nm³，净化后气体H₂S含量≤15ppm，脱硫精度高，操作弹性大。采用分子筛吸附脱水，在脱除沼气中水分的同时，还可以吸附部分酸性组分，提高气体净化度；同时，吸附过程中没有化学反应，吸附速度快，参与吸附的各相物质间的动态平衡快速完成，工艺流程简单，操作方便。干法脱硫后的沼气经过加压，可以增大CO₂和H2S在水中的溶解度，喷淋水洗后能有效脱除CO₂和剩余的H2S，产品纯度大于97%，CH₄收率大于95.6%。由于压缩机出口温度较高，夏天循环水温度将不断上升，会影响产品气体的纯度。选择温度偏低的4-10℃的水温，可以获得更高的收率及产品气体纯度，减少循环水量。同时，选择4-10℃的喷淋水温，既可为产品气体脱水降低固定投资及运行费用，也可避免采用更低的水温导致制冷工艺复杂、能耗上升。喷淋水洗后的水回到常压解析塔释放CO₂，经水泵增压、冷水机组冷却至4-10℃时再去吸收塔喷淋，形成水路循环。本发明利用沼气生产生物天然气的工艺流程简单，操作安全，产品气体回收率较高，对环境无污染。

具体实施方式

实施例1

利用沼气生产生物天然气的工艺，沼气经过滤器去除固体杂质，经压缩机压缩至1.5MPa，然后采用氧化铁脱硫剂进行干法脱硫，再由吸收塔下部进入吸收塔采用温度为4℃的水进行喷淋水洗，采用分子筛吸附干燥脱水。产品经检测，CH₄的纯度为99%，收率为93%。

喷淋水洗后的水回到常压解析塔释放CO₂，由水泵增压至1.8MPa，再由冷水机组冷却至4℃时再去吸收塔喷淋，形成水路循环。

实施例2