沼气脱碳净化生产天然气并联产碳酸氢铵的系统技术方案

本实用新型专利技术提供沼气脱碳净化生产天然气并联产碳酸氢铵的系统，包括：沼气净化单元，用于利用氨水吸收原料沼气中的二氧化碳，得到二次脱碳沼气与碳酸氢铵浆料；沼气提纯单元，与所述沼气净化单元连通，用于脱除所述二次脱碳沼气中的氨气与残留的二氧化碳，得到天然气；氨水供给单元，与所述沼气净化单元连通，用于为所述沼气净化单元提供所述氨水；碳酸氢铵制备单元，与所述沼气净化单元连通，用于将所述碳酸氢铵浆料制备成碳酸氢铵晶体。本实用新型专利技术的沼气脱碳净化生产天然气并联产碳酸氢铵的系统，实现沼气脱碳、系统固碳、产生碳酸氢铵产品三重效果，具有较好的环保经济价值。具有较好的环保经济价值。具有较好的环保经济价值。

【技术实现步骤摘要】
沼气脱碳净化生产天然气并联产碳酸氢铵的系统


[0001]本技术涉及沼气脱碳
，尤其涉及沼气脱碳净化生产天然气并联产碳酸氢铵的系统。

技术介绍

[0002]畜禽粪便、秸秆、餐厨垃圾、污泥、污水等经厌氧发酵后，会产生沼气。沼气组成复杂，大致：CH4占总体积的50％～70％，CO225％～40％，其余气体N2，H2O，H2S等。
[0003]沼气直接的应用是作为燃料，而燃烧的有效成分是甲烷。尤其是某些高端燃料应用领域，对于甲烷含量具有更高的要求，比如当沼气作汽车燃料使用时，要求含甲烷97％以上。然而CO2占据杂质气体的绝大部分，降低了沼气的热值、能量密度以及燃烧速度，增大了沼气燃烧温度。由此，为实现沼气的有效利用，需进行二氧化碳的脱除。
[0004]相关技术中，沼气脱碳方法较多，但是这些方法大多或者能耗高，或者二氧化碳难以达标排放。比如：利用活化MDEA水溶液在高压常温下，将沼气中的CO2吸收，并在降压和升温的情况下，CO2又从溶液中解吸出来，同时溶液得到再生。该方法存在以下问题：(1)CO2从溶液中解吸时，通过沼气加热导热油，加热后的导热油对溶液加热解吸，热能耗量大，能耗高，成本高； (2)解吸出的二氧化碳难以达标排放，造成环境污染，若设置专门装置进行处理，能耗大、成本高。由此，提供一种能耗低，且能保证二氧化碳达标排放的沼气脱碳方法具有重要意义。

技术实现思路

[0005]基于上述目的，本技术提供了沼气脱碳净化生产天然气并联产碳酸氢铵的系统，以解决或部分解决上述技术问题：
[0006]沼气脱碳净化生产天然气并联产碳酸氢铵的系统，包括：
[0007]沼气净化单元，用于利用氨水吸收原料沼气中的二氧化碳，得到二次脱碳沼气与碳酸氢铵浆料；
[0008]沼气提纯单元，与所述沼气净化单元连通，用于脱除所述二次脱碳沼气中的氨气与残留的二氧化碳，得到天然气；
[0009]氨水供给单元，与所述沼气净化单元连通，用于为所述沼气净化单元提供所述氨水；
[0010]碳酸氢铵制备单元，与所述沼气净化单元连通，用于将所述碳酸氢铵浆料制备成碳酸氢铵晶体。
[0011]进一步地，所述沼气净化单元包括相连通的第一碳化塔与第二碳化塔，所述第一碳化塔与所述第二碳化塔均连通有外取热器，所述外取热器用于对碳化塔中的液体进行取热降温。
[0012]所述第一碳化塔与所述第二碳化塔均为筛板塔。
[0013]进一步地，所述沼气提纯单元与所述第一碳化塔、所述第二碳化塔可切换连通；
[0014]所述碳酸氢铵制备单元与所述第一碳化塔、所述第二碳化塔可切换连通；
[0015]所述氨水供给单元与所述第一碳化塔、所述第二碳化塔可切换连通。
[0016]进一步地，所述沼气提纯单元包括相连通的综合塔与清洗塔，所述综合塔与所述第一碳化塔、所述第二碳化塔可切换连通，所述综合塔与所述碳酸氢铵制备单元连通。
[0017]进一步地，所述第一碳化塔上设置有第一塔顶出气口、第一塔顶进液口、第一塔底进气口与第一塔底出液口；所述第二碳化塔上设置有第二塔顶出气口、第二塔顶进液口、第二塔底进气口与第二塔底出液口；
[0018]所述第一塔顶出气口与所述第二塔底进气口连通，所述第一塔顶进液口与所述第二塔底出液口连通，所述第一塔底出液口与所述碳酸氢铵制备单元连通，所述第二塔顶进液口与所述氨水供给单元连通，所述第二塔顶出气口与所述沼气提纯单元连通。
[0019]进一步地，所述综合塔上设置有二脱沼气进口、脱碳气出口、第一软化水进口、稀氨水进口与氨碳液出口，所述二脱沼气进口与所述第二塔顶出气口连通，所述氨碳液出口与所述碳酸氢铵制备单元连通；
[0020]所述清洗塔上设置有第二软化水进口、脱碳气进口、稀氨水出口与天然气出口，所述稀氨水进口与所述稀氨水出口连通，所述脱碳气出口与所述脱碳气进口连通。
[0021]进一步地，所述氨水供给单元包括沼液子单元，所述沼液子单元包括顺次连通的蒸氨塔与吸收塔；
[0022]所述吸收塔与所述碳酸氢铵制备单元、所述第二碳化塔连通。
[0023]进一步地，所述氨水供给单元包括沼液子单元，所述沼液子单元包括顺次连通的蒸氨塔与吸收塔；
[0024]所述吸收塔与所述碳酸氢铵制备单元、所述第二碳化塔连通。
[0025]进一步地，所述氨水供给单元包括液氨子单元，所述液氨子单元包括氨水制备器，所述氨水制备器与所述碳酸氢铵制备单元、所述第二碳化塔连通。
[0026]进一步地，所述碳酸氢铵制备单元包括顺次连通的稠厚罐、离心机以及母液槽；
[0027]所述稠厚罐与所述第二碳化塔连通，所述母液槽与所述综合塔连通；所述母液槽与所述吸收塔连通，和/或所述母液槽与所述氨水制备器连通。
[0028]从上面所述可以看出，本技术提供的沼气脱碳净化生产天然气并联产碳酸氢铵的系统，具有如下有益效果：
[0029]1、实现沼气净化、固碳、产出碳酸氢铵产品三重收益。以氨水作吸收剂吸收沼气中的二氧化碳，氨水与二氧化碳进行碳化反应生成碳酸氢铵产品，沼气脱碳后变成高含量甲烷的天然气。固碳环保、高含量甲烷天然气与额外工业产品碳酸氢铵的产出，三重收益，经济价值高，环保效益好，市场应用前景好。
[0030]2、碳酸氢铵收率高、制备效率高。第一碳化塔与第二碳化塔均为板式塔，筛板上的筛孔能够均匀分散气体，气体平稳向上流动，碳化塔内液体中的气泡小而密，增加二氧化碳与液体的接触面积，加强传热传质效果，提高二氧化碳吸收效率；与此同时，在碳化塔外部连通外取热器对碳化塔中的液体进行取热降温后，返输于碳化塔中，保证碳化塔中较低的温度，防止液体、二氧化碳挥发，保证二氧化碳吸收效果，减少物料损失，筛板塔+外取热的方式，提高了碳酸氢铵收率、制备效率。
[0031]3、天然气中甲烷的含量达到97％以上；氨气含量小于0.3％；二氧化碳含量小于
0.5％。利用碳酸氨溶液吸收沼气中的二氧化碳，实现对沼气的一级脱碳，得到一次脱碳沼气；利用氨水吸收一次脱碳沼气中的二氧化碳，实现对沼气的二级脱碳，得到二次脱碳沼气；再次利用稀氨水吸收二次脱碳沼气中残留的二氧化碳，实现对沼气的三级脱碳，得到脱碳沼气；三级脱碳，层层递进，脱碳程度高，天然气中甲烷含量达到97％以上，二氧化碳含量小于0.5％。利用软化水两级吸收系统中产生的氨气，脱氨效果好，天然气中氨气含量小于 0.3％。三级脱碳、两级脱氨，提高沼气纯化程度。
[0032]5、系统中废液回收自用，实现废液零排放。离心机中输出的碳酸氢铵母液以及综合塔输出的氨碳混合液，混合成母液混合液用于制备氨水，废液自产自用，无废液排出系统，有利于保护环境。
[0033]6、沼气、沼液处理一体化。以沼液脱氨得到的氨水作为沼气处理所需氨水的来源，沼气处理与沼液处理相结合，有利于沼液沼气的规模化处理。
附图说明
[0034]为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.沼气脱碳净化生产天然气并联产碳酸氢铵的系统，其特征在于，包括：沼气净化单元，用于利用氨水吸收原料沼气中的二氧化碳，得到二次脱碳沼气与碳酸氢铵浆料；沼气提纯单元，与所述沼气净化单元连通，用于脱除所述二次脱碳沼气中的氨气与残留的二氧化碳，得到天然气；氨水供给单元，与所述沼气净化单元连通，用于为所述沼气净化单元提供所述氨水；碳酸氢铵制备单元，与所述沼气净化单元连通，用于将所述碳酸氢铵浆料制备成碳酸氢铵晶体。2.根据权利要求1所述的沼气脱碳净化生产天然气并联产碳酸氢铵的系统，其特征在于，所述沼气净化单元包括相连通的第一碳化塔与第二碳化塔，所述第一碳化塔与所述第二碳化塔均连通有外取热器，所述外取热器用于对碳化塔中的液体进行取热降温。3.根据权利要求2所述的沼气脱碳净化生产天然气并联产碳酸氢铵的系统，其特征在于，所述第一碳化塔与所述第二碳化塔均为筛板塔。4.根据权利要求3所述的沼气脱碳净化生产天然气并联产碳酸氢铵的系统，其特征在于，所述沼气提纯单元与所述第一碳化塔、所述第二碳化塔可切换连通；所述碳酸氢铵制备单元与所述第一碳化塔、所述第二碳化塔可切换连通；所述氨水供给单元与所述第一碳化塔、所述第二碳化塔可切换连通。5.根据权利要求2所述的沼气脱碳净化生产天然气并联产碳酸氢铵的系统，其特征在于，所述沼气提纯单元包括相连通的综合塔与清洗塔，所述综合塔与所述第一碳化塔、所述第二碳化塔可切换连通，所述综合塔与所述碳酸氢铵制备单元连通。6.根据权利要求5所述的沼气脱碳净化生产天然气并联产碳酸氢铵的系统，其特征在于，所述第一碳化塔上设置有第一塔顶出气口、第一塔顶进液口、第一塔底进气口与第一塔底出...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈艳艳，刘新哲，
申请(专利权)人：锦益创典天津科技有限责任公司，
类型：新型
国别省市：