[发明专利]一种沼气分离净化装置及其碱法吸收CO2净化沼气的方法

权利要求书

1.一种旋转填充床沼气分离净化装置，其特征在于，该装置包括净化气体储罐（T1）、旋转填充床反应器（T7）、吸收原液储罐（T2）、再生罐（T3）、吸收后液体储罐（T4）、沼气储罐（T5）和沼气钢瓶（T6）依次相连；旋转填充床反应器（T7）还分别与吸收后液体储罐（T4）、沼气储罐（T5）和反应器电机（T8）相连；净化气体储罐（T1）具有净化气排气口（G1）；吸收原液储罐（T2）具有吸收原液加入口（G2）；再生罐（T3）具有再生剂加入口（G3）；吸收后液体储罐（T4）具有清洗液口（G4）；沼气储罐（T5）具有沼气排气口（G5），净化气体储罐（T1）与旋转填充床反应器（T7）之间具有气体采样口（G6）。

2.根据权利要求1所述的旋转填充床沼气分离净化装置，其特征在于，所述转填充床反应器（T7）与吸收原液储罐（T2）之间依次安装有液体流量计（F1）、管路阀门（V1）和输料泵（P1）；所述吸收原液储罐（T2）与再生罐（T3）之间依次安装有管路阀门（V3）和输料泵（P2）；所述再生罐（T3）与吸收后液体储罐（T4）之间依次安装有管路阀门（V5）和输料泵（P3）。

3.根据权利要求1所述的旋转填充床沼气分离净化装置，其特征在于，所述吸收原液加入口（G2）、再生剂加入口（G3）、清洗液口（G4）、沼气排气口（G5）和气体采样口（G6）分别安装有管路阀门（V2）、（V4）、（V8）、（V10）和（V12）。

4.根据权利要求1所述的旋转填充床沼气分离净化装置，其特征在于，所述转填充床反应器（T7）依次通过管路阀门（V7）和气体流量计（F2）分别与吸收后液体储罐（T4）和沼气储罐（T5）相连；气体流量计（F2）与吸收后液体储罐（T4）间具有管路阀门（V6）；气体流量计（F2）与沼气储罐（T5）间具有管路阀门（V9）。

5.根据权利要求1所述的旋转填料床沼气分离净化装置，其特征在于，所述沼气储罐（T5）和沼气钢瓶（T6）间具有管路阀门（V11）。

6.利用权利要求1所述装置采用碱法吸收CO₂净化沼气的方法，其特征在于，该方法按以下步骤进行：

1）配制吸收液：在CaO中加入蒸馏水搅拌混合均匀，静置，取上清液，测pH值，并测定Ca²⁺浓度，用水稀释到Ca²⁺浓度为0.01~0.1mol/L，调节 pH为10.5~11.5；

2）控制旋转填充床反应器（T7）的反应温度为10~40℃；

3）打开沼气钢瓶（T6）的管路阀门（V11），将沼气输入沼气储罐（T5）中，调整气体流量和压力，使沼气钢瓶（T6）气体压力和沼气储罐（T5）中压力达到平衡；

4）开启阀门（V9）和（V7），使沼气进入旋转填充床反应器（T7），并使旋转填充床反应器（T7）压力与沼气储罐（T5）压力保持平衡，然后在气体采样口（G6）采集沼气气样进行气相色谱分析，得到吸收前沼气中CH₄和CO₂的含量；

5）开启吸收原液储罐（T2）的管路阀门（V1）及输料泵（P1），调节流量计（F1），保持吸收液输入流量，将吸收原液储罐（T2）中的吸收液连续输入旋转填充床反应器（T7），同时，开启反应器电机（T8），调节转速，进行连续吸收反应；吸收后的净化气体进入净化气体储罐（T1），每隔5分钟从净化气排气口（G1）采集分离后的气体样品进行气相色谱分析，得到吸收后气体中CH₄和CO₂的含量；吸收后的溶液进入吸收后液体储罐（T4），反应生成的沉淀物经过分离得到纳米CaCO3, 烘干后收集，分离后的滤液进入再生罐（T3），通过补加氧化钙调整溶液pH为10.5~11.5后，将再生后的吸收液用输液泵（P2）输入到吸收原液储罐（T2）循环使用。

7.根据权利要求6所述的采用碱法吸收CO₂净化沼气的方法，其特征在于， 步骤4）中所述旋转填充床反应器（T7）压力与沼气储罐（T5）的压力保持在0.05MPa~0.2MPa。

8.根据权利要求6所述的采用碱法吸收CO₂净化沼气的方法，其特征在于，步骤5）中所述吸收液的输入流量为20-300ml/min。

9.根据权利要求6所述的采用碱法吸收CO₂净化沼气的方法，其特征在于，步骤5）中所述反应器电机（T8）其转速为500~3000r/min。