本發(fā)明專利技術(shù)涉及沼氣提純設(shè)備領(lǐng)域，特別公開了一種高壓水洗沼氣脫碳工藝中的能量綜合利用系統(tǒng)。它吸收塔、一級閃蒸罐、二級閃蒸罐、解吸塔、二氧化碳壓縮機(jī)、二氧化碳分子篩脫水裝置、二氧化碳精餾裝置，其中吸收塔的上端依次連接天然氣分子篩和天然氣壓縮機(jī)，在吸收塔和一級閃蒸罐之間，一級閃蒸罐和二級閃蒸罐之間分別增加一個水輪機(jī)用于發(fā)電，將沼氣羅茨風(fēng)機(jī)、沼氣壓縮機(jī)、天然氣分子篩、天然氣壓縮機(jī)、二氧化碳壓縮機(jī)、二氧化碳分子篩脫水裝置產(chǎn)生的循環(huán)水通過水泵交換到水泵熱源進(jìn)行熱量交換，以為其他設(shè)備提供能量。本發(fā)明專利技術(shù)通過對高壓水洗沼氣脫碳的余熱余壓能量的綜合回收降低整個沼氣工程的運行能耗，從而提升沼氣工程的經(jīng)濟(jì)性。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
一種高壓水洗沼氣脫碳工藝中的能量綜合利用系統(tǒng)（一）
本專利技術(shù)涉及沼氣提純設(shè)備領(lǐng)域，特別涉及一種高壓水洗沼氣脫碳工藝中的能量綜合利用系統(tǒng)。（二）
技術(shù)介紹
沼氣的主要成分是甲烷和CO2，通過脫除沼氣中的CO2能夠有效提高沼氣的熱值從而拓展沼氣的應(yīng)用范圍。常規(guī)的沼氣提純脫碳的方法有：壓力水洗、有機(jī)胺吸收，PSA，膜分離等方法，現(xiàn)有的技術(shù)主要是在降低運行成本方面進(jìn)行突破。從脫碳的工藝來講，各種方法均可以將沼氣中的CO2脫除達(dá)到國家天然氣的標(biāo)準(zhǔn)，但是目前各種脫碳工藝的技術(shù)先進(jìn)性主要是從設(shè)備投資和運行能耗方面來比較。高壓水洗沼氣脫碳由于其安全環(huán)保，無腐蝕介質(zhì)，系統(tǒng)長期運行性能可靠，工藝控制的魯棒性能優(yōu)越，在國外的沼氣工程中占據(jù)的很大的市場比重，我國由于近年開始推廣該工藝，但是單純從工藝實現(xiàn)角度來講，各個設(shè)備的孤立運行能夠保證該工藝的運行，但是相對裝機(jī)能耗和運行能耗偏高。（三）
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)為了彌補現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供了一種能優(yōu)化實現(xiàn)沼氣脫碳過程中的綜合運行能耗的高壓水洗沼氣脫碳工藝中的能量綜合利用系統(tǒng)。本專利技術(shù)是通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)的：一種高壓水洗沼氣脫碳工藝中的能量綜合利用系統(tǒng)，其特征是，包括吸收塔、一級閃蒸罐、二級閃蒸罐、解吸塔、二氧化碳壓縮機(jī)、二氧化碳分子篩脫水裝置、二氧化碳精餾裝置，其中吸收塔的上端依次連接天然氣分子篩和天然氣壓縮機(jī)，吸收塔的下部連接通過沼氣入口依次連接沼氣壓縮機(jī)、脫硫裝置和沼氣羅茨風(fēng)機(jī)，吸收塔的下端通過管路連接一級閃蒸罐的上部，在其管路上設(shè)置第一水輪機(jī)；一級閃蒸罐的上端通過管路連接至沼氣入口處；一級閃蒸罐下端的循環(huán)水出口通過管路連接二級閃蒸罐上部的入水口，在其管路上連接第二水輪機(jī)；二級閃蒸罐的下端連接解吸塔的上部，解吸塔的下部連接進(jìn)氣管，解吸塔的下端通過循環(huán)泵連接到吸收塔的上部，解吸塔的上端設(shè)置放空管，所述二級閃蒸罐的上端的氣體出口連接至二氧化碳壓縮機(jī)入口，二氧化碳壓縮機(jī)出口連接至二氧化碳分子篩脫水裝置入口，二氧化碳分子篩脫水裝置的出口連接至二氧化碳精餾裝置，二氧化碳精餾裝置頂端的氣體出口通過管路連接至沼氣入口處，二氧化碳精餾裝置的下部連接液態(tài)二氧化碳出口，所述沼氣羅茨風(fēng)機(jī)、沼氣壓縮機(jī)、天然氣分子篩、天然氣壓縮機(jī)、二氧化碳壓縮機(jī)、二氧化碳分子篩脫水裝置分別通過一個水泵連接水源熱泵。所述二級閃蒸罐為真空閃蒸罐或常壓閃蒸罐。本專利技術(shù)的有益效果是：本專利技術(shù)將該工藝中的動設(shè)備，如沼氣羅茨風(fēng)機(jī)，沼氣壓縮機(jī)，天然氣脫水裝置，天然氣壓縮機(jī)，CO2壓縮機(jī)，CO2脫水裝置的設(shè)備運轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生的熱量通過循環(huán)冷卻水進(jìn)行降溫，將熱量暫存在冷卻循環(huán)水中，通過水源熱泵的方式將冷卻循環(huán)水溫度降低從而用于動設(shè)備的連續(xù)運轉(zhuǎn)，而高壓水洗工藝中冷卻循環(huán)水的熱量通過水源熱泵的換熱工質(zhì)，經(jīng)過再次換熱可得到溫度較高的熱水，從而用于厭氧發(fā)酵其他工段的具有熱量需求的操作單元，如厭氧發(fā)酵罐的保溫及有機(jī)肥加工過程的干化，從而降低整個系統(tǒng)的能耗。在本專利技術(shù)中，在工藝循環(huán)水逐級降壓再生過程中，高壓水洗過程中吸收塔和一級閃蒸罐之間，一級閃蒸罐和二級閃蒸罐之間的工藝循環(huán)水，均具有一定的壓差，可通過水輪機(jī)回收能量，回收的能量利用方式可以與其他的動設(shè)備如水泵進(jìn)行耦合，降低整個系統(tǒng)的運行能耗，或者通過水輪機(jī)進(jìn)行發(fā)電，帶動小功率的動設(shè)備。本專利技術(shù)通過對高壓水洗沼氣脫碳的余熱余壓能量的綜合回收降低整個沼氣工程的運行能耗，從而提升沼氣工程的經(jīng)濟(jì)性。（四）附圖說明下面結(jié)合附圖對本專利技術(shù)作進(jìn)一步的說明：圖1為本專利技術(shù)的連接結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，1脫硫裝置，2沼氣入口，3吸收塔，4天然氣分子篩，5一級閃蒸罐，6二級閃蒸罐，7二氧化碳壓縮機(jī)，8二氧化碳分子篩脫水裝置，9二氧化碳精餾裝置，10沼氣壓縮機(jī)，11沼氣羅茨風(fēng)機(jī)，12第一水輪機(jī)，13進(jìn)氣管，14液態(tài)二氧化碳出口，15解吸塔,16放空管，17循環(huán)泵，18第二水輪機(jī)，19天然氣壓縮機(jī)，20水泵，21水源熱泵，22有機(jī)肥干燥，23厭氧發(fā)酵罐。（五）具體實施方式附圖為本專利技術(shù)的具體實施例。如圖1所示，該種高壓水洗沼氣脫碳工藝中的能量綜合利用系統(tǒng)，包括吸收塔3、一級閃蒸罐5、二級閃蒸罐6、解吸塔15、二氧化碳壓縮機(jī)7、二氧化碳分子篩脫水裝置8、二氧化碳精餾裝置9、沼氣壓縮機(jī)10、沼氣羅茨風(fēng)機(jī)11，其中吸收塔3的上端依次連接天然氣分子篩4和天然氣壓縮機(jī)19，吸收塔3的下部通過沼氣入口2依次連接沼氣壓縮機(jī)10、脫硫裝置1和沼氣羅茨風(fēng)機(jī)11，吸收塔3的下端通過管路連接一級閃蒸罐5的上部，該管路上設(shè)置第一水輪機(jī)12；一級閃蒸罐5的上端通過管路連接至沼氣入口2處，一級閃蒸罐5下端的循環(huán)水出口通過管路連接二級閃蒸罐6上部的入水口，該管路上設(shè)置第二水輪機(jī)18，二級閃蒸罐6的下端連接解吸塔15的上部，解吸塔15的下部連接進(jìn)氣管13，解吸塔15的下端通過循環(huán)泵17連接到吸收塔3的上部，解吸塔15的上端設(shè)置放空管16，二級閃蒸罐6的上端的氣體出口連接至二氧化碳壓縮機(jī)7入口，二氧化碳壓縮機(jī)7出口連接至二氧化碳分子篩脫水裝置8入口，二氧化碳分子篩脫水裝置8的出口連接至二氧化碳精餾裝置9，二氧化碳精餾裝置9的下部連接液態(tài)二氧化碳出口14；沼氣羅茨風(fēng)機(jī)11、沼氣壓縮機(jī)10、天然氣分子篩4、天然氣壓縮機(jī)19、二氧化碳壓縮機(jī)7、二氧化碳分子篩脫水裝置8分別通過一個水泵20連接水源熱泵21；水源熱泵21可以為有機(jī)肥干燥22和厭氧發(fā)酵罐23提供熱量；其中，二級閃蒸罐6為真空閃蒸罐或常壓閃蒸罐，也可以二者聯(lián)合使用，如果僅設(shè)置常壓閃蒸罐，一般可將沼氣中大約65%左右的CO2回收液化，如果增加真空解吸，沼氣中大約80%左右的CO2回收液化，常壓閃蒸罐和真空解吸罐可以單獨設(shè)置，也可合并為一個裝置，均能夠滿足工藝要求。本專利技術(shù)將該工藝中的動設(shè)備，如沼氣羅茨風(fēng)機(jī)，沼氣壓縮機(jī)，天然氣脫水裝置，天然氣壓縮機(jī)，CO2壓縮機(jī)，CO2脫水裝置的設(shè)備運轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生的熱量通過循環(huán)冷卻水進(jìn)行降溫，將熱量暫存在冷卻循環(huán)水中，通過水源熱泵的方式將冷卻循環(huán)水溫度降低從而用于動設(shè)備的連續(xù)運轉(zhuǎn)，而高壓水洗工藝中冷卻循環(huán)水的熱量通過水源熱泵的換熱工質(zhì)，經(jīng)過再次換熱可得到溫度較高的熱水，從而用于厭氧發(fā)酵其他工段的具有熱量需求的操作單元，如厭氧發(fā)酵罐的保溫及有機(jī)肥加工過程的干化，從而降低整個系統(tǒng)的能耗。在本專利技術(shù)中，在工藝循環(huán)水逐級降壓再生過程中，高壓水洗過程中吸收塔和一級閃蒸罐之間，一級閃蒸罐和二級閃蒸罐之間的工藝循環(huán)水，均具有一定的壓差，可通過水輪機(jī)回收能量，回收的能量利用方式可以與其他的動設(shè)備如水泵進(jìn)行耦合，降低整個系統(tǒng)的運行能耗，或者通過水輪機(jī)進(jìn)行發(fā)電，帶動小功率的動設(shè)備。本專利技術(shù)通過對高壓水洗沼氣脫碳的余熱余壓能量的綜合回收降低整個沼氣工程的運行能耗，從而提升沼氣工程的經(jīng)濟(jì)性。除說明書所述技術(shù)特征外，其余技術(shù)特征均為本領(lǐng)域技術(shù)人員已知技術(shù)。本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點】
一種高壓水洗沼氣脫碳工藝中的能量綜合利用系統(tǒng)，其特征是，包括吸收塔（3）、一級閃蒸罐（4）、二級閃蒸罐（6）、解吸塔（15）、二氧化碳壓縮機(jī)（7）、二氧化碳分子篩脫水裝置（8）、二氧化碳精餾裝置（9），其中吸收塔（3）的上端依次連接天然氣分子篩（4）和天然氣壓縮機(jī)（19），吸收塔（3）的下部連接通過沼氣入口（2）依次連接沼氣壓縮機(jī)（10）、脫硫裝置（1）和沼氣羅茨風(fēng)機(jī)（11），吸收塔（3）的下端通過管路連接一級閃蒸罐（5）的上部，在其管路上設(shè)置第一水輪機(jī)（12）；一級閃蒸罐（5）的上端通過管路連接至沼氣入口（2）處；一級閃蒸罐（5）下端的循環(huán)水出口通過管路連接二級閃蒸罐（6）上部的入水口，在其管路上連接第二水輪機(jī)（18）；二級閃蒸罐（6）的下端連接解吸塔（15）的上部，解吸塔（15）的下部連接進(jìn)氣管（13），解吸塔（15）的下端通過循環(huán)泵（17）連接到吸收塔（1）的上部，解吸塔（15）的上端設(shè)置放空管（16），所述二級閃蒸罐（6）的上端的氣體出口連接至二氧化碳壓縮機(jī)（7）入口，二氧化碳壓縮機(jī)（7）出口連接至二氧化碳分子篩脫水裝置（8）入口，二氧化碳分子篩脫水裝置（8）的出口連接至二氧化碳精餾裝置（9），二氧化碳精餾裝置（9）頂端的氣體出口通過管路連接至沼氣入口（2）處，二氧化碳精餾裝置（9）的下部連接液態(tài)二氧化碳出口（14），所述沼氣羅茨風(fēng)機(jī)（11）、沼氣壓縮機(jī)（10）、天然氣分子篩（4）、天然氣壓縮機(jī)（19）、二氧化碳壓縮機(jī)（7）、二氧化碳分子篩脫水裝置（8）分別通過一個水泵（20）連接水源熱泵（21）。...
【技術(shù)特征摘要】
1.一種高壓水洗沼氣脫碳工藝中的能量綜合利用系統(tǒng)，其特征是，包括吸收塔（3）、一級閃蒸罐（4）、二級閃蒸罐（6）、解吸塔（15）、二氧化碳壓縮機(jī)（7）、二氧化碳分子篩脫水裝置（8）、二氧化碳精餾裝置（9），其中吸收塔（3）的上端依次連接天然氣分子篩（4）和天然氣壓縮機(jī)（19），吸收塔（3）的下部連接通過沼氣入口（2）依次連接沼氣壓縮機(jī)（10）、脫硫裝置（1）和沼氣羅茨風(fēng)機(jī)（11），吸收塔（3）的下端通過管路連接一級閃蒸罐（5）的上部，在其管路上設(shè)置第一水輪機(jī)（12）；一級閃蒸罐（5）的上端通過管路連接至沼氣入口（2）處；一級閃蒸罐（5）下端的循環(huán)水出口通過管路連接二級閃蒸罐（6）上部的入水口，在其管路上連接第二水輪機(jī)（18）；二級閃蒸罐（6）的下端連接解吸塔（15）的上部，解吸塔（15）的下部連接進(jìn)氣管（13），解吸...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：郭榮波，張元成，羅生軍，王云鶴，雷軍，左斌，華棟梁，
申請(專利權(quán))人：樂陵勝利新能源有限責(zé)任公司，山東寶力生物質(zhì)能源股份有限公司，青島中科聚能環(huán)保科技有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：山東,37
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