輪累，該型號的齒輪累最大承受壓力為 0.2M化，若想嚴(yán)格控制富液罐出口處的流量就需要使用齒輪累，運樣就必須控制富液罐的 壓力0.2MPa。第二齒輪累的流量范圍在〇-l(K)L/h，我們習(xí)慣于使用齒輪累的流量范圍中間 值，即20-80LA。
[0027] 貧液罐連通到大氣中，因此壓力為常壓，不需要控制。溫度就需要通過低溫冷卻液 循環(huán)累使罐體中的液體控制在5-27Γ，其他參數(shù)不需要控制。
[0028] 貧液罐出口處連接著柱塞計量累，柱塞累的流量范圍在0-12化A，我們也同樣控 制使用范圍在20-8化A之間。
[0029] 下面結(jié)合附圖中的裝置介紹低溫高壓水洗法脫除沼氣中二氧化碳的具體操作步 驟：
[0030] 1.將沼氣通入到緩沖罐(3)中，使其中壓力保持在0.6-1.2M化，將緩沖罐(3)中的 沼氣W200-7(K)L/h的進(jìn)氣量從高速一級旋轉(zhuǎn)吸收床(4)氣體進(jìn)口進(jìn)入填料中，保持吸收床 內(nèi)壓力為0.6-1.21?曰，吸收床(4)(5)(6)(7)和解析床(16)的轉(zhuǎn)速控制在600-1400以111111，貧 液罐（13)中的水在低溫冷卻液循環(huán)累（15)的冷卻作用下調(diào)節(jié)到5-27Γ，同時，貧液罐（13) 中的水由柱塞計量累(9)打入四個吸收床的進(jìn)液口 W20-8化A的流量注入，經(jīng)過液體噴淋 管均勻灑向填料床。
[0031] 2.溶解了二氧化碳的水由吸收床(4)(5)(6)(7)底部流入平衡罐（10)，通過調(diào)節(jié)平 衡罐(10)到富液罐(12)之間的調(diào)節(jié)閥使液體平穩(wěn)的從平衡罐(10)流入富液罐(12)。
[0032] 3.由于壓差的作用，富液罐中的液體(5-27°C )被壓入高速旋轉(zhuǎn)解析床（16)中，在 鼓風(fēng)機(jī)(17)的吹脫作用及高速旋轉(zhuǎn)解析床(16)的加速傳質(zhì)作用下，水中的C〇2被解析出來， 解析后的貧液流入貧液罐(13)，供循環(huán)使用。
[0033] 4.第四級吸收床(7)排出的提純后的沼氣，經(jīng)過氣動調(diào)節(jié)閥排出設(shè)備外，進(jìn)行含量 檢測并收集。
[0034] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有W下優(yōu)點：
[0035] 本發(fā)明所采用的裝置體積小，操作方便，便于工業(yè)化生產(chǎn)。其設(shè)計特點為：
[0036] 1、水作為吸收劑，不僅環(huán)保，減小設(shè)備的腐蝕，而且有效降低操作成本。而且水的 粘度小，有利于氣液在旋轉(zhuǎn)床中進(jìn)行傳質(zhì)凈化，減少動力消耗。
[0037] 2、本發(fā)明使塔高明顯縮短。高速多級旋轉(zhuǎn)吸收床中的液體噴淋管和金屬絲網(wǎng)填料 的旋轉(zhuǎn)都明顯提高了脫除C〇2的效果。對比許晶的研究，在相同的工況條件下，吸收效果相 同，高速旋轉(zhuǎn)吸收床的高度是吸收塔的1/15,高速旋轉(zhuǎn)解析床的高度是解析塔的1/9。由此 可W看出本裝置設(shè)備高度小，體積小，更便于操作和維修，降低經(jīng)濟(jì)成本。
[0038] 3、吸收效果明顯增強(qiáng)。對比孫寶昌的研究，其二氧化碳吸收率最高達(dá)到26%，而高 速一級旋轉(zhuǎn)床的二氧化碳吸收率最高可達(dá)到56.4%，高速多級旋轉(zhuǎn)床的二氧化碳吸收率最 高可達(dá)97.5%?？蒞看出本裝置的吸收效果比文獻(xiàn)報道高約4倍。
[0039] 4、此套設(shè)備中高速多級旋轉(zhuǎn)吸收床共有四級，若在某些條件下達(dá)不到提純效果或 提純效果過高，則可W適當(dāng)增加或減少高速多級旋轉(zhuǎn)吸收床的級數(shù)。
[0040] 5、平衡罐除了起到儲存高壓條件下水的作用，同時也起到了很好的過渡作用，使 系統(tǒng)操作起來更加的穩(wěn)定。
[0041] 6、富液罐同樣起到儲存水的作用，更重要的是通過壓力的變化不僅使吸收了 C〇2 的水部分再生，且可W利用釋放出來的壓力使水進(jìn)入高速旋轉(zhuǎn)解析床，減少了動力消耗。
[0042] 7、高速多級旋轉(zhuǎn)吸收床和解析床體積小，且顯著提高了沼氣的凈化度和脫除率， 縮短了反應(yīng)速率，降低操作成本，節(jié)約凈化能耗，提高生產(chǎn)效率。
[0043] 8、低溫冷卻液循環(huán)累有效降低水溫，提高沼氣提純效率。
[0044] 9、換熱器可W升高或降低富液溫度，有效提高富液的解析效率。
[0045] 10、防爆旋滿鼓風(fēng)機(jī)可有效置換出水中的二氧化碳，提高解析效率。
【附圖說明】
[0046] 圖1為高壓低溫條件下，采用高速多級旋轉(zhuǎn)床壓力水洗方法脫除沼氣中二氧化碳 和硫化氨的裝置圖，其中，1為儲氣罐，2為沼氣壓縮機(jī)，3為緩沖罐，4為高速一級旋轉(zhuǎn)吸收 床，5為高速二級旋轉(zhuǎn)吸收床，6為高速Ξ級旋轉(zhuǎn)吸收床，7為高速四級旋轉(zhuǎn)吸收床，8為第一 換熱器，9為柱塞計量累，10為平衡罐，11為第一齒輪累，12為富液罐，13為貧液罐，14為清水 電累，15為低溫冷卻液循環(huán)累，16為高速旋轉(zhuǎn)解析床，17為防爆旋滿鼓風(fēng)機(jī)，18為第二換熱 器，19為第二齒輪累，20為防爆控制柜。
[0047] 圖2為高速多級旋轉(zhuǎn)吸收床和解析床的縮略圖，其中，21為出氣口，22為進(jìn)氣口，23 為出液口，24為進(jìn)液口。
【具體實施方式】
[0048] 下面將結(jié)合附圖及實施例進(jìn)一步說明本發(fā)明的具體過程，但本發(fā)明的范圍并不限 于W下實施例。
[0049] W下實施例中，高速多級旋轉(zhuǎn)吸收床與解析床如圖2所示，旋轉(zhuǎn)床的設(shè)計壓力為 1.35M化，容積為0.010m3，旋轉(zhuǎn)床最高轉(zhuǎn)速可達(dá)約2300r/min。Im高的本旋轉(zhuǎn)床裝置約相當(dāng) 于15m高的常規(guī)吸收塔。其填料外徑為300mm，內(nèi)徑為50mm，高度為100mm，液體由液體噴淋管 均勻分布到填料中，填料為不誘鋼金屬絲網(wǎng)。所用沼氣經(jīng)分析測定含量為甲燒57%，二氧化 碳40%，其余為少量氨氣、氮氣及硫化氨。
[(K)加]實施例1
[0051]將沼氣通入緩沖罐，通過氣動調(diào)節(jié)閥使高速四級旋轉(zhuǎn)吸收床內(nèi)壓力保持在0.6- 1.2M化之間，并W氣量為200-70化A使氣體從進(jìn)氣口進(jìn)入吸收床，液量為20-8化A，溫度為 5-27°C，使液體進(jìn)入液體噴淋管并均勻噴灑在填料上，旋轉(zhuǎn)床轉(zhuǎn)速為600-1400r/min，入口 二氧化碳含量為40 %，入口硫化氨含量1500ppm，氣液在填料床上進(jìn)行充分的接觸混合，吸 收其中的二氧化碳?xì)怏w。溶解了二氧化碳?xì)怏w的水則由四個吸收床底部進(jìn)入平衡罐，通過 調(diào)節(jié)球閥和調(diào)節(jié)閥的開度，使平衡罐中的水勻速流入富液罐，使富液罐中的壓力由OMPa上 升到0.2MPa，0.2Mpa的壓力使水進(jìn)入高速旋轉(zhuǎn)解析床，解析床內(nèi)的壓力減小到常壓，并且W 大于5.5m3A流量的空氣吹脫再生，再生后的水從解析床底部流入貧液罐，之后再進(jìn)入四級 吸收床。采用氣相色譜儀測得平衡罐上方氣體出口中C〇2含量為1.0%-17.8%，出S含量為0。 [0化2] 本裝置在壓力為1.2MPa，氣液比為3.3，旋轉(zhuǎn)床轉(zhuǎn)速為1000'/111111，溫度為5°(：的操 作條件下可W獲得最好的吸收效果，甲燒出口含量為99%，出S含量為0。
[0053]表1.轉(zhuǎn)速為6(K)r/min條件下，高速多級旋轉(zhuǎn)床內(nèi)不同溫度、氣液比和壓力下實驗 數(shù)據(jù)
[0化4]
[0060]表4.轉(zhuǎn)速為1200r/min條件下，高速多級旋轉(zhuǎn)床內(nèi)不同溫度、氣液比和壓力下實驗 數(shù)據(jù)
[0061]
[0062] 表5.轉(zhuǎn)速為1400r/min條件下，高速多級旋轉(zhuǎn)床內(nèi)不同溫度、氣液比和壓力下實驗 數(shù)據(jù)
[0063]
【主權(quán)項】
1. 高速多級旋轉(zhuǎn)床壓力水洗脫除沼氣中二氧化碳和硫化氫的系統(tǒng)，其特征在于： 儲氣罐連接沼氣壓縮機(jī)，沼氣壓縮機(jī)出口與緩沖罐入口相連，緩沖罐出口連接第一級 吸收床進(jìn)氣口，上一級吸收床出氣口與下一級吸收床的進(jìn)氣口相連，依次類推，最后一級吸 收床頂部出氣口與平衡罐上方的氣動調(diào)節(jié)閥相連;吸收床采用600-1400r/min的高速旋轉(zhuǎn) 吸收床，貧液罐中的液體從下方的出液口中經(jīng)柱塞計量栗打入每一級吸收床的進(jìn)液口，所 有吸收床的出液口都連接平衡罐的進(jìn)液口。平衡罐的出液口連接富液罐的進(jìn)液口，富液罐 的出液口與解析床的進(jìn)液口相連，解析床的出液口與貧液罐下方的進(jìn)液口相連，解析床為 600-1400r/min的高速旋轉(zhuǎn)解析床，貧液罐上方的出液口與上方的進(jìn)液口與低溫冷卻液循 環(huán)栗相連。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述系統(tǒng)，其特征在于:鼓風(fēng)機(jī)氣體出口與解析床氣體入口相連。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述系統(tǒng)，其特征在于:在柱塞計量栗和高速旋轉(zhuǎn)吸收床之間附加一 個換熱器。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述系統(tǒng)，其特征在于:在富液罐和高速旋轉(zhuǎn)解析床之間附加一個換 熱器。5. 應(yīng)用如權(quán)利要求1-4任意一項所述系統(tǒng)的方法，其特征在于：將沼氣通入到緩沖罐 (3)中，使其中壓力保持在0.6-1.2MPa，將緩沖罐(3)中的沼氣從高速一級旋轉(zhuǎn)吸收床氣體 進(jìn)口進(jìn)入吸收床，保持吸收床內(nèi)壓力為0.6-1.2MPa，溫度為5-27°C，吸收床和解析床的轉(zhuǎn)速 控制在600-1400r/min，貧液罐（13)中的水在低溫冷卻液循環(huán)栗（15)的冷卻作用下調(diào)節(jié)到 5-27 °C，同時，貧液罐（13)中的水由柱塞計量栗(9)打入吸收床的進(jìn)液口；吸收床內(nèi)氣液體 積比換算成標(biāo)況后為3.3-11.5; 溶解了二氧化碳的水由吸收床底部流入平衡罐（10)，通過調(diào)節(jié)平衡罐（10)到富液罐 (12)之間的調(diào)節(jié)閥使液體平穩(wěn)的從平衡罐(10)流入富液罐（12);富液罐中的液體被壓入高 速旋轉(zhuǎn)解析床（16)中，水中的C02被解析出來，解析后的貧液流入貧液罐（13)，平衡罐（10) 壓力為〇. 6-1.2MPa，最后一級吸收床排出的提純后的沼氣，經(jīng)過氣動調(diào)節(jié)閥排出設(shè)備外。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高速多級旋轉(zhuǎn)床壓力水洗脫除沼氣中二氧化碳和硫化氫的方法和系統(tǒng)。本方法根據(jù)沼氣中各成分在不同壓力不同溫度等條件下在水中的溶解度不同，通過改變操作壓力、溫度、旋轉(zhuǎn)床轉(zhuǎn)速、氣量、液量，用水溶解其中的二氧化碳和硫化氫，且吸收二氧化碳和硫化氫的富液同時可以得到解析并循環(huán)使用。本發(fā)明采用高速多級旋轉(zhuǎn)吸收床和解析床，明顯提高了二氧化碳和硫化氫的吸收效果。對比塔器設(shè)備，在相同的工況條件下，達(dá)到相同的吸收效果，高速旋轉(zhuǎn)吸收床的高度是吸收塔的1/15，高速旋轉(zhuǎn)解析床的高度是解析塔的1/9。對比其他旋轉(zhuǎn)床，本裝置的二氧化碳吸收效果高出約4倍。經(jīng)過上述裝置及方法處理后，沼氣中的甲烷含量明顯提高，最高可高達(dá)97％-99％，品質(zhì)也顯著提高。
【IPC分類】C10L3/10, B01D53/14
【公開號】CN105688605
【申請?zhí)枴緾N201610237750
【發(fā)明人】李秀金, 許碧璇, 龐云芝, 袁海榮, 張良, 朱保寧
【申請人】北京化工大學(xué)
【公開日】2016年6月22日
【申請日】2016年4月15日