垃圾滲濾液厭氧沼氣凈化提純方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及沼氣凈化領(lǐng)域的一種提純方法，特別涉及城市生活垃圾滲濾液厭氧發(fā)酵產(chǎn)生的沼氣進行凈化提純的工藝方法。
【背景技術(shù)】
[0002]沼氣是一種混合氣體，主要由甲烷(50~80%)、二氧化碳(20~50%)、氮氣、氧氣、硫化氫、氫氣等組成。為了便于輸送及防止管道腐蝕需要脫水處理；為了防止泄露引起的人身安全問題、管道腐蝕、鍋爐及發(fā)電設(shè)備腐蝕等需要脫除硫化氫和有機硫等；為了擴大沼氣的應(yīng)用范圍及價值，如制得車用壓縮天然氣、管道燃氣，提高熱值和燃燒性能，需要脫除二氧化碳。近年來，因汽油價格上漲，CNG需求越來越多，國內(nèi)大型沼氣工程沼氣利用由發(fā)電改為凈化提純制得CNG或管道天然氣，提高沼氣的利用價值。城市生活垃圾滲濾液厭氧發(fā)酵產(chǎn)生的沼氣成分復(fù)雜，里面含有的硫化氫，有機硫，VOCs,水蒸氣等對沼氣的凈化提純有較大的影響，而現(xiàn)有的凈化提純工藝無法實現(xiàn)垃圾滲濾液厭氧產(chǎn)生的沼氣凈化提純的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明提供了一種垃圾滲濾液厭氧沼氣凈化提純的方法，解決了現(xiàn)有沼氣凈化提純方法中的不足，提供一種垃圾滲濾液厭氧沼氣凈化提純方法。
[0004]沼氣凈化提純工藝步驟如下:
1)垃圾滲濾液厭氧發(fā)酵產(chǎn)生的沼氣從厭氧罐出來，通過管道輸送進入水封罐，在水封罐洗滌去除氣體中的液態(tài)水和微塵后進入離心除水器I;
2)離心除水器I進一步除去沼氣中的水分和微粒后進入羅茨風(fēng)機；
3)經(jīng)羅茨風(fēng)機加壓后進入濕式脫硫塔進行粗脫硫化氫；
4)粗脫硫化氫后的沼氣進入離心除水器II除去沼氣中的液態(tài)水后進入干式硫化氫脫硫塔進彳T精脫硫化氛;
5)精脫硫化氫后的沼氣隨后進入干式有機硫脫硫塔除去氣體中的有機硫；
6)然后進入VOCs(有機揮發(fā)物)脫除裝置除去沼氣中的VOCs ；
7)然后進入進氣緩沖罐穩(wěn)定壓力和流量，同時除去沼氣可能存在的微粒和液態(tài)水；
8)隨后進入冷凍干燥機將沼氣中的露點降低到2~8°C；
9)經(jīng)干燥后的沼氣進入螺桿壓縮機增壓，經(jīng)增壓后的沼氣進入沼氣凈化系統(tǒng)，沼氣依次經(jīng)過油氣分離器，后冷卻器，精過濾器后進入加熱器進行加熱；
10)經(jīng)加熱過的沼氣在20~35°C的溫度下進入膜分離系統(tǒng)，膜分離系統(tǒng)按三級分離設(shè)置，其分離的主要工藝步驟包括:
A.待分離的工藝氣進入一級膜組，截留氣(產(chǎn)品氣)進入二級膜組繼續(xù)分離；
B.一級膜組的截留氣進入二級膜組后，經(jīng)過再分離得到高濃度甲烷產(chǎn)品氣；
C.一級膜組的排放氣(廢氣)進入三級膜組，經(jīng)進一步分離回收其中的甲烷后，截留氣回流； D.二級膜組的排放氣和三級膜組的截留氣混合后，回流至預(yù)增壓入口，即可以繼續(xù)回收其中殘留的甲烷，又同時起到調(diào)節(jié)進氣流量的作用；
E.三級膜組的排放氣為最終廢氣，直接排放；
三級膜分離后的生物天然氣經(jīng)減壓后進天然氣管網(wǎng)或加壓后進CNG運輸車。
[0005]I)垃圾滲濾液厭氧發(fā)酵產(chǎn)生的沼氣從厭氧罐出來，通過管道輸送進入水封罐，在水封罐洗滌去除氣體中的液態(tài)水和微塵后進入離心除水器；
2)離心除水器I進一步除去沼氣中的水分和微粒后進入羅茨風(fēng)機；
3)經(jīng)羅茨風(fēng)機加壓后進入濕式脫硫塔進行粗脫硫化氫；
4)粗脫硫化氫后的沼氣進入離心除水器II除去沼氣中的液態(tài)水后進入干式硫化氫脫硫塔進彳T精脫硫化氛;
5)精脫硫化氫后的沼氣隨后進入干式有機硫脫硫塔除去氣體中的有機硫；
6)然后進入VOCs(有機揮發(fā)物)脫除裝置除去沼氣中的VOCs ；
7)然后進入進氣緩沖罐穩(wěn)定壓力和流量，同時除去沼氣可能存在的微粒和液態(tài)水；
8)隨后進入冷凍干燥機將沼氣中的露點降低到2~8°C；
9)經(jīng)干燥后的沼氣進入螺桿壓縮機增壓，經(jīng)增壓后的沼氣進入沼氣凈化系統(tǒng)，沼氣依次經(jīng)過油氣分離器，后冷卻器，精過濾器后進入加熱器進行加熱；
10)經(jīng)加熱過的沼氣在20~35°C的溫度下進入膜分離系統(tǒng)，膜分離系統(tǒng)按三級分離設(shè)置，其分離的主要工藝步驟包括:
A.待分離的工藝氣進入一級膜組，截留氣(產(chǎn)品氣)進入二級膜組繼續(xù)分離；
B.一級膜組的截留氣進入二級膜組后，經(jīng)過再分離得到高濃度甲烷產(chǎn)品氣；
C.一級膜組的排放氣(廢氣)進入三級膜組，經(jīng)進一步分離回收其中的甲烷后，截留氣回流；
D.二級膜組的排放氣和三級膜組的截留氣混合后，回流至預(yù)增壓入口，即可以繼續(xù)回收其中殘留的甲烷，又同時起到調(diào)節(jié)進氣流量的作用；
E.三級膜組的排放氣為最終廢氣，直接排放；
三級膜分離后的生物天然氣經(jīng)減壓后進天然氣管網(wǎng)或加壓后進CNG運輸車。
[0006]本發(fā)明具有以下有益效果:
1.冷凍干燥機位于壓縮機之前，可有效降低沼氣中水蒸氣的含量，保護后續(xù)的壓縮機和膜組件；
2.提純效率高，提純后的沼氣濃度可達99.9%以上；
3.采用三級膜組進行沼氣提純，對C02/CH4高效分離膜的回流氣重新加以利用，其回收率可達99.0%以上。
【附圖說明】
[0007]圖1為垃圾滲濾液厭氧沼氣凈化提純方法流程圖。
[0008]圖中:厭氧罐1、水封罐2、離心除水器I 3、羅茨風(fēng)機4、濕式脫硫塔5、離心除水器II 6、干式硫化氫脫硫塔7、干式有機硫脫硫塔8、V0Cs脫除裝置9、進氣緩沖罐10、冷凍干燥機11、螺桿壓縮機12、油氣分離器13、后冷卻器14、精過濾裝置15、加熱器16、一級膜組17、二級膜組18和三級膜組19。
【具體實施方式】
[0009]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的內(nèi)容做進一步的說明:
如圖所示為垃圾滲濾液厭氧沼氣凈化提純方法流程圖，包括厭氧罐1，在厭氧罐I上連接有水封罐2，在水封罐2上連接有離心除水器I 3，除水器I 3上連接有羅茨風(fēng)機4，在羅茨風(fēng)機4上連接有濕式脫硫塔5，在濕式脫硫塔5上連接有離心除水器II 6，在離心除水器II 6上連接有干式硫化氫脫硫塔7，干式硫化氫脫硫塔7上連接有干式有機硫脫硫塔8，在干式有機硫脫硫塔8上連接有VOCs脫除裝置9，在VOCs脫除裝置9上連接有進氣緩沖罐10，在進氣緩沖罐10上連接有冷凍干燥機11，在冷凍干燥機11上連接有螺桿壓縮機12，在螺桿壓縮機12上連接有油氣分離器13，在油氣分離器13上連接有后冷卻器14，在后冷卻器14上連接有精過濾裝置15，在精過濾裝置15上連接有加熱器16，在加熱器16上連接有一級膜組17，在一級膜組17連接有二級膜組18和三級膜組19，在二級膜組18和三級膜組19連接有進氣緩沖罐10。
[0010]垃圾滲濾液厭氧沼氣凈化提純方法，包括以下步驟:
1)垃圾滲濾液厭氧發(fā)酵產(chǎn)生的沼氣從厭氧罐出來，通過管道輸送進入水封罐，在水封罐洗滌去除氣體中的液態(tài)水和微塵等后進入離心除水器I;
2)離心除水器I進一步的除去沼氣中的水分和微粒后進入羅茨風(fēng)機；
3)經(jīng)羅茨風(fēng)機加壓后進入濕式脫硫塔進行粗脫硫化氫；
4)粗脫硫化氫后的沼氣進入離心除水器II除去沼氣中的液態(tài)水后進入干式硫化氫脫硫塔進彳T精脫硫化氛;
5)精脫硫化氫后的沼氣隨后進入干式有機硫脫硫塔除去氣體中的有機硫；
5)然后進入VOCs(有機揮發(fā)物)脫除裝置除去沼氣中的VOCs ；
6)然后進入進氣緩沖罐穩(wěn)定壓力和流量，同時除去沼氣可能存在的微粒和液態(tài)水；
7)隨后進入冷凍干燥機；
8)經(jīng)干燥后的沼氣進入螺桿壓縮機增壓，經(jīng)增壓后的沼氣進入沼氣凈化系統(tǒng)，沼氣依次經(jīng)過油氣分離器，后冷卻器，精過濾器后進入加熱器進行加熱；
8)經(jīng)加熱過的沼氣在20~35°C的溫度下進入膜分離系統(tǒng)，膜分離系統(tǒng)按三級分離設(shè)置，其分離的主要工藝步驟包括；
9)待分離的工藝氣進入一級膜組，截留氣(產(chǎn)品氣)進入二級膜組繼續(xù)分離；
10)—級膜組的截留氣進入二級膜組后，經(jīng)過再分離得到高濃度甲烷產(chǎn)品氣，一級膜組的排放氣(廢氣)進入三級膜組，經(jīng)進一步分離回收其中的甲烷后，截留氣回流；
11)二級膜組的排放氣和三級膜組的截留氣混合后，回流至預(yù)增壓入口，即可以繼續(xù)回收其中殘留的甲烷，又同時起到調(diào)節(jié)進氣流量的作用；
12)三級膜組的排放氣為最終廢氣，直接排放；
13)三級膜分離后的生物天然氣經(jīng)減壓后進天然氣管網(wǎng)或加壓后進CNG運輸車。
【主權(quán)項】
1.一種垃圾滲濾液厭氧沼氣凈化提純方法，其特征在于:沼氣凈化提純工藝包括如下步驟: 1)垃圾滲濾液厭氧發(fā)酵產(chǎn)生的沼氣從厭氧罐出來，通過管道輸送進入水封罐，在水封罐洗滌去除氣體中的液態(tài)水和微塵后進入離心除水器I; 2)離心除水器I進一步除去沼氣中的水分和微粒后進入羅茨風(fēng)機； 3)經(jīng)羅茨風(fēng)機加壓后進入濕式脫硫塔進行粗脫硫化氫； 4)粗脫硫化氫后的沼氣進入離心除水器II除去沼氣中的液態(tài)水后進入干式硫化氫脫硫塔進彳T精脫硫化氛; 5)精脫硫化氫后的沼氣隨后進入干式有機硫脫硫塔除去氣體中的有機硫； 6)然后進入VOCs(有機揮發(fā)物)脫除裝置除去沼氣中的VOCs ； 7)然后進入進氣緩沖罐穩(wěn)定壓力和流量，同時除去沼氣可能存在的微粒和液態(tài)水； 8)隨后進入冷凍干燥機將沼氣中的露點降低到2~8°C； 9)經(jīng)干燥后的沼氣進入螺桿壓縮機增壓，經(jīng)增壓后的沼氣進入沼氣凈化系統(tǒng)，沼氣依次經(jīng)過油氣分離器，后冷卻器，精過濾器后進入加熱器進行加熱； 10)經(jīng)加熱過的沼氣在20~35°C的溫度下進入膜分離系統(tǒng)，膜分離系統(tǒng)按三級分離設(shè)置，其分離的主要工藝步驟包括: A.待分離的工藝氣進入一級膜組，截留氣(產(chǎn)品氣)進入二級膜組繼續(xù)分離； B.一級膜組的截留氣進入二級膜組后，經(jīng)過再分離得到高濃度甲烷產(chǎn)品氣； C.一級膜組的排放氣(廢氣)進入三級膜組，經(jīng)進一步分離回收其中的甲烷后，截留氣回流； D.二級膜組的排放氣和三級膜組的截留氣混合后，回流至預(yù)增壓入口，即可以繼續(xù)回收其中殘留的甲烷，又同時起到調(diào)節(jié)進氣流量的作用； E.三級膜組的排放氣為最終廢氣，直接排放； 三級膜分離后的生物天然氣經(jīng)減壓后進天然氣管網(wǎng)或加壓后進CNG運輸車。
【專利摘要】本發(fā)明公開了沼氣凈化領(lǐng)域的一種垃圾滲濾液厭氧沼氣凈化提純方法，包括除去氣體中的液態(tài)水微塵、粗脫硫化氫、精脫硫化氫、除去氣體中的有機硫、除去沼氣中的VOCs、冷凍干燥機、沼氣凈化系統(tǒng)和三級膜分離系統(tǒng)。本發(fā)明具有有效降低沼氣中水蒸氣的含量，保護后續(xù)的壓縮機和膜組件、提純效率高，提純后的沼氣濃度可達99.9%以上和對CO2/CH4高效分離膜的回流氣重新加以利用，其回收率可達99.0%以上等優(yōu)點。
【IPC分類】C10L3/10, C02F3/28
【公開號】CN104909456
【申請?zhí)枴緾N201510267743
【發(fā)明人】高航, 張宏宇
【申請人】上海成越新能源科技有限公司
【公開日】2015年9月16日
【申請日】2015年5月25日