[实用新型]用于加压水洗提纯沼气的解吸装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于加压水洗提纯沼气的解吸装置，属于化工设备领域。

背景技术

生物天然气，即生物甲烷，是一种优质的可再生能源，一般指微生物厌氧发酵农作物秸秆、粪便、城市生活垃圾等低劣生物质产生的沼气，通过净化，脱除大量CO₂、少量H₂S和H₂O而得到的甲烷含量在90%以上的产物。脱除CO₂工艺有化学吸收、加压水洗、变压吸附、低温液化和膜分离等工艺过程。从经济性和环境友好性考虑，加压水洗工艺被认为是沼气净化的良好选择之一。

加压水洗技术是利用沼气中各组分在水中溶解度的差异来进行分离的一种物理提纯技术。在常压下，沼气中各种组分在水中的溶解度存在差异，但是溶解度都比较小；随着压力的增加，CO₂和H₂S的溶解度显著提高，而CH₄的溶解度变化不大，从而实现沼气的提纯。

加压水洗工艺一般包括加压水洗、闪蒸、吹脱和干燥4个环节，主要流程为：沼气通过压缩后从吸收塔（高压洗涤塔）底部进入，水（吸收剂）从顶部进入，逆相流动吸收；在高压下溶解了CO₂、H₂S和少量CH₄的水从吸收塔底部放出后先经过一个闪蒸罐减压，从闪蒸罐顶部放出的气体与原料气混合重新进入吸收塔以回收高压下溶解在水中的CH₄；从闪蒸罐底部出来的水则进入解吸塔，在常压下解吸出CO₂和H₂S并从解吸塔塔顶放出，为加快解吸速率，还需要通入空气进行吹脱（或称为气提）；解吸后的水从解吸塔底部放出，之后循环使用；从吸收塔塔顶出来的CH₄气体通过干燥塔吸收气体中少量的水分，即得到高纯度的生物甲烷。例如CN201410350212.2公开了一种沼气提纯净化系统，包括沼气增压装置、缓冲罐、水洗塔、干燥器、解析塔、鼓风机和储水罐，沼气经过增压后进入水洗塔，水分为至少两级从塔体上部向下喷射将气体中二氧化碳和硫化氢去除，净化后的沼气从水洗塔的顶部排除，经过干燥器干燥后备用，富含二氧化碳和硫化氢的水经过解析塔，在解析塔中用气体吹，将其中的二氧化碳和硫化氢去除后水再次用于水洗塔中去除二氧化碳和硫化氢。CN201010159344.9涉及一种沼气净化系统中吸收液解吸方法和设备。吸收液通过第一级降压解吸脱除大部分二氧化碳和硫化氢，然后通过第二级空气吹脱解吸。这两项专利均采用了吹脱解吸的方法，吹脱过程虽然能够使解吸程度更彻底，但同时也引入了大量空气，并将空气中的大量热量传递给水，这些水需要在降温后再进入吸收塔，而降温过程需要消耗大量能量；吹脱过程引入的大量空气与解吸出来的CO₂混合，导致CO₂纯度大大降低，利用难度加大，往往直接排空。

除了采用吹脱工艺使解吸过程更彻底外，还可通过磁场、电场、电磁场、超声场和超重力场等物理场强化气液传质能够提高单位体积设备的传质通量，简化工艺流程，提高生产效率。黄维秋等人（黄维秋,刘海.超声波技术优化油气回收系统的研究[J].石油库与加油站,2006,15(3):36-38.）在油气吸收及解吸过程中引进超声波增扰技术，在解吸罐内增设了超声波增扰器，超声波使富吸收剂和解吸盘产生扰动以强化传质。但是此超声波解吸罐没有采用塔式设计，吸收剂在解吸罐内的停留时间较短，并且只采用了一个超声波增扰器，对于不易解吸的气体则难以满足操作要求。此外该超声波解吸罐的解吸盘结构复杂，需要单独设计和制造，加大了技术推广应用的难度。

CN200510038388.5公开了一种城市生活污水处理塔，在杯状塔板与网状塔板间距中的污水层内设置有紫外线灯管，杯状塔板的下板面上还设置有超声波换能器，每相邻的两层塔板层仅其中一层的网状塔板的上部空间设置有高电压放电极，是集空气中的氧、臭氧、超声波、紫外线、高能电子辐射等诸多作用于一体的污水处理方案。但溶液在塔内的停留时间和行程仍然较短，对于速度慢的气液传质则难以满足操作要求。

实用新型内容

本实用新型是针对现有技术中存在的技术问题，提供一种用于加压水洗提纯沼气的解吸装置，它克服了已有加压水洗工艺设备复杂、解吸过程需要吹脱、不吹脱解吸不彻底的缺点。