用于从生物气中分离和纯化甲烷的方法和系统技术方案

用于从生物气中分离和纯化甲烷的方法和系统，包括收集一个粗生物气气流（2），该粗生物气气流（2）具有甲烷、二氧化碳、水、硫化合物和非甲烷有机化合物（NMOC）组分。将生物气流（2）进料到一个液体硫洗涤器或一个硫吸附器单元（3）的进气中，其中将该生物气分离成一个在该系统中被传送至下游的主气流（16）以及一个从该系统中被去除的硫化合物流（4）。然后将主气流（16）通过一个NMOC吸收器（7）进行处理并且进一步在下游通过一个NMOC吸附器（12）进行处理。将由两个NMOC过程产生的NMOC液化、从该系统中去除并且储存。自这些NMOC过程上游，将该主气流通过至少一个CO2、N2、O2气体分离单元（16）进行处理，该气体分离单元产生一个富含甲烷气体的可用产物流（17）、以及一个废气流（19），一个VPSAU（20）处理废气流用于排放和再循环。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】用于从生物气中分离和纯化甲烷的方法和系统，包括收集一个粗生物气气流（2），该粗生物气气流（2）具有甲烷、二氧化碳、水、硫化合物和非甲烷有机化合物（NMOC）组分。将生物气流（2）进料到一个液体硫洗涤器或一个硫吸附器单元（3）的进气中，其中将该生物气分离成一个在该系统中被传送至下游的主气流（16）以及一个从该系统中被去除的硫化合物流（4）。然后将主气流（16）通过一个NMOC吸收器（7）进行处理并且进一步在下游通过一个NMOC吸附器（12）进行处理。将由两个NMOC过程产生的NMOC液化、从该系统中去除并且储存。自这些NMOC过程上游，将该主气流通过至少一个CO2、N2、O2气体分离单元（16）进行处理，该气体分离单元产生一个富含甲烷气体的可用产物流（17）、以及一个废气流（19），一个VPSAU（20）处理废气流用于排放和再循环。【专利说明】用于从生物气中分离和纯化甲烷的方法和系统
本专利技术涉及一个混合流中气体和蒸汽化合物的分离，并且具体地涉及一种用于从生物气中分离和纯化甲烷的方法和系统。
技术介绍
从生物气产生来源(如厌氧消化池和填埋场)中取得、分离和纯化甲烷允许该纯化的甲烷作为一种天然气的代用品而使用。一种用于从生物气中分离和回收纯甲烷气体的常规方法要求使这些收集的非甲烷有机化合物(NMOC)在发动机、燃烧室、燃烧塔(flare)或热氧化器中进行热破坏。该生物气的非甲烷有机化合物(NMOC)的热破坏导致二氧化碳(一种温室气体)的产生，这进一步增加全球变暖。诸位专利技术人还不知道有方法能够从生物气气体中分离和纯化甲烷而不从该生物气的纯化方法的不可避免的热破坏相中产生二氧化碳。因而，存在对一种分离生物气气体(特别非甲烷有机化合物(NMOC))的方法和系统的需要，而不产生二氧化碳气流，以便提供一种与天然气可互换的实质上纯化的甲烷流。因此，一种解决这些上述问题的用于从生物气中分离和纯化甲烷的方法和系统是所希望的。
技术实现思路
用于从生物气中分离和纯化甲烷的方法和系统分离了生物气、纯化了可用的甲烷、并且收集了非甲烷有机化合物(NM0C)，从而避免了非甲烷有机化合物的热破坏以及随后温室气体释放到大气中。该方法收集了一个包含甲烷、二氧化碳、水、硫化合物和NMOC气体/蒸汽的粗生物气气流。将该生物气流进料到一个液体硫洗涤器或一个硫吸附器单元的进气中，其中将该生物气分离成一个在该系统中被传送至下游的主气流以及一个从该系统中被去除的硫化合物流。然后将该主气流通过一个NMOC吸收器进行处理，并且进一步在游通过一个NMOC吸附器进行处理。将由两个NMOC过程回收的NMOC液化、从该系统去除并且储存。自这些NMOC过程下游，该主气流通过至少一个C02、N2、02气体分离单元进行处理，该单元产生了一个富含甲烷气体的可用产物流、以及一个废气流，在其中一个排气变压吸附单元(VPSAU)处理该废气用于排放和再循环。根据以下说明书和附图的进一步综述，本专利技术的这些和其他特征将很容易变得清/E.0【专利附图】【附图说明】该唯一附图是示出了根据本专利技术的用于从生物气中分离和纯化甲烷的示例性系统的框图。贯穿所附的附图，类似的参考符号一致地表示相对应的特征。【具体实施方式】用于从生物气中分离和纯化甲烷的方法和系统分离了生物气、纯化了可用的甲烷、并且收集了非甲烷有机化合物(NM0C)，从而避免了该NMOC的热破坏以及所产生的温室气体排放到大气中。该方法可以收集一个包含至少甲烷、二氧化碳、水、硫化合物和NMOC气体/蒸汽的粗生物气气流。如在该附图中所示的，该方法将该粗生物气气流分离成至少一个硫化合物流和一个主气流。本领域的普通技术人员应该理解，可以通过贯穿系统100布置的压缩机和/或泵单元协助在此讨论的气体和液体流的流动。对于在此描述的系统110的每个处理步骤，此类处理步骤可以在一个具有合适设计的压力容器中发生以有助于这些所述的过程。此外，可以通过使用贯穿系统100的热交换器协助所要求的热的和冷凝操作。在消化池或填埋场5中的废物上的厌氧菌作用产生生物气，将该生物气进料到一个导管2内以引导一个粗生物气流，该粗生物气流包含甲烷、二氧化碳、水和非甲烷有机化合物(NMOC)气体/蒸汽。空气也可以找到其进入消化池/填埋场5或粗生物气气流2导管内的方式，这增加了另外的气体分离要求。在产生该生物气流2的导管系统内，粗生物气流2具有每立方英尺气体约500英制热量单位(BTU)的热值，并且粗生物气流2还具有在该系统内任何点上最高的硫化合物、二氧化碳、氧气、氮气、非甲烷有机化合物(NMOC )。将粗生物气流2进料到将无机硫化合物硫化氢(H2S)氧化为元素硫或硫酸盐(一种更安全和易管理的化合物)的一个液体硫洗涤器或一个硫吸附器单元3中。该H2S分离单元3可以是使用嗜氧菌作用以将该无机硫化合物硫化氢(H2S)氧化为元素硫或硫酸盐的一个气液硫洗涤器。在另一个方面，如果该H2S分离单元3是一个吸附器，一种固体吸附材料用于捕获H2S。两种单元类型将H2S转化为更安全和更易管理的化合物，并且将硫化合物流4收集并在H2S去除点50上去除。该主气流流动穿过一个向NMOC吸收单元7进料的硫去除单元主气体流出管道6。该NMOC吸收器是一个气液洗涤器，该气液洗涤器通过使用NMOC选择性吸收到一种布置在NMOC吸收单元7中的海绵溶液中来产生一个第一非甲烷有机化合物(NMOC)流9。气液洗涤器NMOC吸收单元7以连续和或分批模式吸收NM0C，使用NMOC蒸汽压、温度和选择性吸收以吸收和收集在压力和/或温度控制的海绵溶液中呈液体的NM0C。含有该吸收的NMOC的海绵溶液通过压力和/或温度进行再生，并且将所得到的NMOC液流9从该体系中去除并且作为一种低级燃料在一个NMOC去除点10上储存。该主气流经由NMOC吸收单元主气体流出管道11继续其下游流动穿过系统100，NMOC吸收单元主气体流出管道11向一个NMOC吸附单元12进料。NMOC吸附单元12是一个捕获在该固体吸附材料的表面上和多个孔内的NMOC的固体吸附床。使用温度和或压力通过基于NMOC脱附特性的吸附材料的再生将该NMOC从该吸附材料的表面和孔中去除，以便从而产生一个第二非甲烷有机化合物(NMOC)流14，将该第二非甲烷有机化合物(NMOC)流收集并且从该体系中去除并且作为一种低级燃料在NMOC去除点10储存。该主气流经由NMOC吸附单元主气体流出管道15继续从NMOC吸附单元12向下游流动，NMOC吸附单元主气体流出管道15向至少一个C02、N2, O2气体分离单元16进料。自气体分离单元16所得到的产物气流17相对于流动穿过NMOC吸附单元流出管道15并且进入气体分离单元16的主气流，富含甲烷并且贫二氧化碳、氧气、氮气、和NM0C。气体分离单元16还可以产生一个再循环流160，将再循环流160向下游进料回到一个较早的分离步骤。还可以将一个氧气和氮气气体分离步骤包括在气体分离单元16中，以便产生一个富含甲烷并且贫二氧化碳、氧气、氮气、和NMOC的产物气流17。优选地，产物气流17具有大于每立方英尺950英制热量单位(BTU)的热值，并且具有足够的品质以允许产物气17被管道输送到至一个天然气网18。气体分离本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于从生物气中分离和纯化甲烷的方法，包括以下步骤：收集一个粗生物气流，该粗生物气流包括至少甲烷、二氧化碳、水、硫化氢、以及非甲烷有机化合物（NMOC）；进行一个粗生物气流分离程序，在其中将该粗生物气流分离成一个硫化合物流和一个主气流，将该硫化合物流从进一步处理中去除，将该主气流从该硫化氢中纯化；从该主气流中吸附一个非甲烷有机化合物（NMOC）液流，将该NMOC液流从进一步处理中去除，将该主气流从这些非甲烷有机化合物中实质性地纯化；进行一个主气流分离程序，在其中将该主气流分离成一个实质上由二氧化碳、氮气和氧气组成的废气流、以及一个实质上由纯化的甲烷气体组成的产物流；进行一个废气流吸附程序，从而形成一个排出气流和一个再循环流；将该排出气流排放到大气中；并且在进行一个粗生物气流分离程序的步骤之后并且在吸收一个第一非甲烷有机化合物（NMOC）液流的步骤之前，将该再循环流与该主气流进行混合。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：斯坦利·M·西格尔，丹尼斯·C·西格尔，
申请(专利权)人：斯坦利·M·西格尔，丹尼斯·C·西格尔，ARC科技股份有限公司，
类型：
国别省市：