專利名稱：一種沼氣制取生物天然氣的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及新能源利用技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種沼氣制取天然氣的方法。
背景技術(shù)：
以處理畜禽糞污、秸稈和農(nóng)業(yè)廢棄物為主的沼氣發(fā)酵生態(tài)模式是我國發(fā)展生態(tài)農(nóng) 業(yè)的重要內(nèi)容之一。近年來，我國農(nóng)村沼氣建設(shè)力度加大，沼氣事業(yè)迎來了空前的發(fā)展。農(nóng) 村沼氣建設(shè)成為資源節(jié)約型社會的能源工程。 農(nóng)村沼氣建設(shè)直接產(chǎn)品是沼氣，沼氣是由微生物產(chǎn)生的一種可燃性混合氣體，其 主要成分是甲烷(CH》，甲烷在沼氣中的含量50 75X;其次是二氧化碳(C02)，25 45%; 此外還有其它氣體，如硫化氫、一氧化碳、氮氣、水蒸氣等。沼氣與天然氣組分相差很大，天 然氣甲烷含量達96% ，熱值達33500kJ/m3，而沼氣熱值只有天然氣的50%還不到，這就限制 了沼氣的用途，作為管道輸送是一種優(yōu)質(zhì)清潔的燃料，用于照明、民用和商業(yè)灶具、工業(yè)熱 源、沼氣發(fā)電等用途，可替代秸稈、薪柴、煤炭等。天然氣用途更為廣泛，除了沼氣所有的用 途外，天然氣也可用作化工原料。以天然氣為原料的一次加工產(chǎn)品主要有合成氨、甲醇、炭 黑等近20個品種，經(jīng)二次或三次加工后的重要化工產(chǎn)品則包括甲醛、醋酸、碳酸二甲酯等 50個品種以上。天然氣可用作汽車燃料，其一氧化碳、氮氧化物與碳氫化合物排放水平都大 大低于汽油、柴油發(fā)動機汽車，不積碳，不磨損，運營費用很低，是一種環(huán)保型替代能源。
目前，國內(nèi)沼氣只做為農(nóng)村灶具燃料使用，用途不廣，使用價值低，尚未開展沼氣 提濃工作，沼氣提濃只是剛起步，在發(fā)展可再生能源受到高度重視下，沼氣提純制成生物天 然氣，擴大沼氣用途也受到重視。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種沼氣制取天然氣的方法，擴大了沼氣的用途，提高沼氣 的使用價值。 本發(fā)明利用溶解度大的優(yōu)良吸收劑(一乙醇胺)吸收沼氣中的二氧化碳和硫化物 的物理吸收法，將沼氣中的二氧化碳和雜質(zhì)除去，使甲烷含量提高至95%以上，達到天然氣
組分的要求，稱為生物天然氣。
本發(fā)明的原理 用一乙醇胺的水溶液來吸收C02、H2S時，所發(fā)生的主要反應(yīng)如下
20HC2H4NH2+C02+H20 = (HOC2H4NH3) 2C03
20HC2H4NH2+H2S = (HOC2H4NH3) 2S 在有壓力和常溫下，沼氣中的二氧化碳和硫化氫與一乙醇胺接觸時，H^和(A被 一乙醇胺溶液吸收，從而沼氣中的甲烷含量提高。 當一乙醇胺溶液減壓，加熱，一乙醇胺溶液放出(A和H^，溶液再生，循環(huán)使用。加 熱反應(yīng)如下 (HOC2H4NH3) 2C03 = 20HC2H4NH2+C02+H20
3
(H0C2H4NH3) 2S = 20HC2H4NH2+H2S 本發(fā)明的方法是將沼氣經(jīng)壓縮機壓縮至0. 35 0. 7mpa，進入吸塔，需要凈化的 沼氣由下而上與由上而下的吸收劑一乙醇胺溶液逆流接觸，溶液吸收掉沼氣中的C02、 H2S， 從吸收塔頂出來的即為提純的生物天然氣；從吸收塔底出來的富液經(jīng)加熱器加熱至115 125°C ，在解析塔中分解，放出C02、 H2S，溶液冷卻后循環(huán)使用。 所述的吸收劑是質(zhì)量百分比濃度為15 20%的一乙醇胺水溶液，吸收塔壓力為 0. 35 0. 7mpa，溫度為常溫；解析塔壓力為常壓，溫度105 ll(TC ; 本發(fā)明達到的技術(shù)指標通過上述凈化技術(shù)后，生物天然氣甲烷含量95%以上，
H2S在50mg/Nm3以下。 本發(fā)明具有的優(yōu)點及效果 1、沼氣提純將沼氣生產(chǎn)企業(yè)和沼氣使用單位分開，解決了管線長距離輸送的困難 問題。 2、增加了沼氣的使用范圍，提供了高品質(zhì)的生物天然氣，可作車用天然氣氣源，使 沼氣能量利用率大幅提高。 3、提高了沼氣的使用價值，同時也提高了沼氣的價格，充分利用了本地資源，推動 了本地的經(jīng)濟發(fā)展，具有明顯的經(jīng)濟、社會、環(huán)境效益。


圖1是本發(fā)明的沼氣制生物天然氣流程框圖。
圖2是本發(fā)明的沼氣制生物天然氣流設(shè)備示意圖。 圖2中，1-壓縮機，2-吸收塔，3-循環(huán)泵，4-貧液槽，5_換熱器，6_解析塔，7_貧液 冷卻器，8-解析液用加熱器。
具體實施方式

實施例1 : 如圖2所示，將沼氣用壓縮機1加壓至0. 35mpa，進入吸收塔2 (沼氣量100m3/h)， 用循環(huán)泵3將貧液槽4中的貧液送入吸收塔頂噴淋而下，沼氣由下而上與由上而下的吸收 劑一乙醇胺溶液逆流接觸，吸收掉(A、H^，從吸收塔頂出來的即為提純的生物天然氣。
從吸收塔出來的富液經(jīng)換熱器5換熱后進入解析塔6，解析塔底的解析液用加熱 器8加熱至105 115°C ，富液在解析塔中分解，放出C02、H2S，解析后的貧液經(jīng)換熱降溫，再 用水冷卻至35t:以下循環(huán)使用。 一乙醇胺溶液是質(zhì)量百分比濃度為15%的一乙醇胺水溶 液，一乙醇胺循環(huán)量10mVh，吸收塔壓力為0. 35mpa，溫度為常溫；解析塔壓力為常壓，溫度 105 ll(TC ;
實施例2 : 將沼氣用壓縮機1加壓至0. 7mpa，進入吸收塔2 (沼氣量100m3/h)，用循環(huán)泵3將
貧液槽4中的貧液送入吸收塔頂噴淋而下，沼氣由下而上與由上而下的吸收劑一乙醇胺溶
液逆流接觸，吸收掉(A、H^，從吸收塔頂出來的即為提純的生物天然氣。 從吸收塔出來的富液經(jīng)換熱器5換熱后進入解析塔6，解析塔底的解析液用加熱
器8加熱至105 115°C，富液在解析塔中分解，放出C02、 4S，解析后的貧液經(jīng)換熱降溫，再用水冷卻至35t:以下循環(huán)使用。 一乙醇胺溶液是質(zhì)量百分比濃度為18%的一乙醇胺水 溶液，一乙醇胺循環(huán)量5mVh，吸收塔壓力為0. 7mpa，溫度為常溫；解析塔壓力為常壓，溫度 105 ll(TC。
實施例3: 將沼氣用壓縮機1加壓至0. 5mpa，進入吸收塔2 (沼氣量500m3/h)，用循環(huán)泵3將 貧液槽4中的貧液送入吸收塔頂噴淋而下，沼氣由下而上與由上而下的吸收劑一乙醇胺溶 液逆流接觸，吸收掉(A、H^，從吸收塔頂出來的即為提純的生物天然氣。
從吸收塔出來的富液經(jīng)換熱器5換熱后進入解析塔6，解析塔底的解析液用加熱 器8加熱至105 115°C，富液在解析塔中分解，放出C02、 4S，解析后的貧液經(jīng)換熱降溫， 再用水冷卻至35t:以下循環(huán)使用。 一乙醇胺溶液是質(zhì)量百分比濃度為20%的一乙醇胺水 溶液，一乙醇胺循環(huán)量35mVh，吸收塔壓力為0. 5mpa，溫度為常溫；解析塔壓力為常壓，溫度 105 ll(TC。
權(quán)利要求
一種沼氣制取天然氣的方法，其特征在于將沼氣壓縮至0.35～0.7mpa，進入吸塔，沼氣由下而上與由上而下的吸收劑一乙醇胺溶液逆流接觸，吸收掉CO2、H2S，從吸收塔頂出來的即為提純的生物天然氣；從吸收塔出來的富液經(jīng)加熱器加熱至115～125℃，在解析塔中分解，放出CO2、H2S，吸收塔壓力為0.35～0.7mpa，溫度為常溫，解析塔溫度為105～110℃。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的沼氣制取天然氣的方法，其特征在于所述的吸收劑一乙醇胺溶液是為15 20% (重量)的一乙醇胺水溶液。
全文摘要
本發(fā)明是一種沼氣制取天然氣的方法，其特征在于將沼氣壓縮至0.35～0.7MPa，進入吸塔，沼氣由下而上與由上而下的吸收劑一乙醇胺溶液逆流接觸，吸收掉CO2、H2S，從吸收塔頂出來的即為提純的生物天然氣。從吸收塔出來的富液經(jīng)加熱器加熱至115～125℃，在解析塔中分解，放出CO2、H2S，吸收塔壓力為0.35～0.7MPa，溫度為常溫，解析塔溫度為105～110℃。本發(fā)明利用一種溶解度大的優(yōu)良吸收劑(一乙醇胺)吸收沼氣中的二氧化碳和硫化物，將沼氣中的二氧化碳和雜質(zhì)除去，使甲烷含量提高至95％以上，達到天然氣組分的要求，稱生物天然氣，擴大沼氣的用途，提高沼氣的使用價值，具有明顯的經(jīng)濟、社會、環(huán)境效益。
文檔編號C10L3/10GK101717677SQ20091021827
公開日2010年6月2日 申請日期2009年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月3日
發(fā)明者寧平, 殷在飛, 王學(xué)謙 申請人:昆明理工大學(xué)