[发明专利]一种能提高甲烷回收率的两级串联变压吸附沼气提纯系统

说明书

本发明公开了一种能提高甲烷回收率的两级串联变压吸附沼气提纯系统，包括沼气缓冲罐、第一级PSA吸附罐、产品气缓冲罐、解析气缓冲罐，所述沼气缓冲罐一端设置有沼气压缩机，所述沼气压缩机一端设置有进气管，所述进气管上设置有第一电控阀，所述进气管前端设置有回流管，所述回流管上设置有第二电控阀，所述沼气缓冲罐另一侧设置有所述第一级PSA吸附罐，所述第一级PSA吸附罐一侧设置有所述解析气缓冲罐。本发明拥有较低的成本，但控制甲烷收率比原有二级PSA技术更容易，控制甲烷收率也就是控制了PSA脱碳装置的甲烷排空量，收率越高甲烷排空越少，对国家环保控制碳排放做出有利的贡献。

技术领域

本发明涉及甲烷加工领域，特别是涉及一种能提高甲烷回收率的两级串联变压吸附沼气提纯系统。

背景技术

变压吸附(PSA)是一种重要的、具有广泛应用的气体分离方法，是沼气提纯至天然气的重要工序，沼气中的主要组成成分是甲烷、二氧化碳，PSA的主要作用是利用吸附剂吸附沼气中的二氧化碳成分，从而提升甲烷气体浓度，使热值达到天然气标准，实现生物质能的利用。随着世界能源的短缺，各国和各行业越来越重视低品位资源的开发与利用，近年各国对环境污染的治理要求也越来越高，比起化学吸收提纯甲烷技术，PSA提纯甲烷的技术造成的污染更少；另一方面，PSA技术中的吸附剂也有了重大进展，性能优良的吸附剂如活性炭、碳分子筛等研制成功，以及氧化铝和硅胶性能的不断改进等等，这些都为连续操作的大型吸附分离工艺奠定了技术基础。PSA提纯甲烷技术的工作原理是利用吸附剂对吸附质在不同的分压下有不同的吸附容量、吸附速度和吸附力，并且在一定压力下对被分离的气体混合物的各组分有选择吸附的特性，加压吸附除去原料气中被吸附的组分，负压脱附这些组分而使吸附剂获得再生。变压吸附过程中为物理吸附，没有化学反应的发生。它是由吸附质分子和吸附剂表面分子之间的引力所引起的，由于固体表面的分子与其内部分子不同，存在剩余的表面自由力场，当气体分子碰到固体表面时，其中一部分就被吸附，在被吸附的分子中，只有当其热运动的动能足以克服吸附剂引力场的位能时才能重新回到气相，所以在与气体接触的固体表面上总是保留着许多被吸附的分子。由于分子间的引力所引起的吸附，其吸附热较低，接近吸附质的汽化热或冷凝热，吸附和解吸速度也都较快。被吸附气体也较容易地从固体表面解吸出来，所以物理吸附是可逆的。物理吸附通常分为变温吸附和变压吸附。

变压吸附主要在增压状态下进行吸附，负压状态下解析。由于吸附剂吸附的原理，吸附剂上的细小孔壁与二氧化碳分子相接近，二氧化碳气体分子碰到吸附剂表面分子筛时被吸附，从而达到吸附二氧化碳的作用，但由于吸附剂制作方法的影响，孔壁直径以均数近似二氧化碳分子粒径的大小成正态分布，就导致吸附剂同样会吸附部分甲烷分子，从而导致甲烷被吸附，降低整体生产的收率，导致工艺生产成本升高。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种能提高甲烷回收率的两级串联变压吸附沼气提纯系统。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：