CN104909456B - 垃圾渗滤液厌氧沼气净化提纯方法 - Google Patents

垃圾渗滤液厌氧沼气净化提纯方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了沼气净化领域的一种垃圾渗滤液厌氧沼气净化提纯方法，包括除去气体中的液态水微尘、粗脱硫化氢、精脱硫化氢、除去气体中的有机硫、除去沼气中的VOCs、冷冻干燥机、沼气净化***和三级膜分离***。本发明具有有效降低沼气中水蒸气的含量，保护后续的压缩机和膜组件、提纯效率高，提纯后的沼气浓度可达99.9%以上和对CO2/CH4高效分离膜的回流气重新加以利用，其回收率可达99.0%以上等优点。

Description

垃圾渗滤液厌氧沼气净化提纯方法
技术领域
本发明涉及沼气净化领域的一种提纯方法，特别涉及城市生活垃圾渗滤液厌氧发酵产生的沼气进行净化提纯的工艺方法。
背景技术
沼气是一种混合气体，主要由甲烷（50~80%）、二氧化碳（20~50%）、氮气、氧气、硫化氢、氢气等组成。为了便于输送及防止管道腐蚀需要脱水处理；为了防止泄露引起的人身安全问题、管道腐蚀、锅炉及发电设备腐蚀等需要脱除硫化氢和有机硫等；为了扩大沼气的应用范围及价值，如制得车用压缩天然气、管道燃气，提高热值和燃烧性能，需要脱除二氧化碳。近年来，因汽油价格上涨，CNG需求越来越多，国内大型沼气工程沼气利用由发电改为净化提纯制得CNG或管道天然气，提高沼气的利用价值。城市生活垃圾渗滤液厌氧发酵产生的沼气成分复杂，里面含有的硫化氢，有机硫，VOCs，水蒸气等对沼气的净化提纯有较大的影响，而现有的净化提纯工艺无法实现垃圾渗滤液厌氧产生的沼气净化提纯的要求。
发明内容
本发明提供了一种垃圾渗滤液厌氧沼气净化提纯的方法，解决了现有沼气净化提纯方法中的不足，提供一种垃圾渗滤液厌氧沼气净化提纯方法。
沼气净化提纯工艺步骤如下：
1）垃圾渗滤液厌氧发酵产生的沼气从厌氧罐出来，通过管道输送进入水封罐，在水封罐洗涤去除气体中的液态水和微尘后进入离心除水器Ⅰ；
2）离心除水器Ⅰ进一步除去沼气中的水分和微粒后进入罗茨风机；
3）经罗茨风机加压后进入湿式脱硫塔进行粗脱硫化氢；
4）粗脱硫化氢后的沼气进入离心除水器Ⅱ除去沼气中的液态水后进入干式硫化氢脱硫塔进行精脱硫化氢；
5）精脱硫化氢后的沼气随后进入干式有机硫脱硫塔除去气体中的有机硫；
6）然后进入VOCs（有机挥发物）脱除装置除去沼气中的VOCs；
7）然后进入进气缓冲罐稳定压力和流量，同时除去沼气可能存在的微粒和液态水；
8）随后进入冷冻干燥机将沼气中的露点降低到2~8℃；
9）经干燥后的沼气进入螺杆压缩机增压，经增压后的沼气进入沼气净化***，沼气依次经过油气分离器，后冷却器，精过滤器后进入加热器进行加热；
10）经加热过的沼气在20~35℃的温度下进入膜分离***，膜分离***按三级分离设置，其分离的主要工艺步骤包括：
A.待分离的工艺气进入一级膜组，截留气（产品气）进入二级膜组继续分离；
B.一级膜组的截留气进入二级膜组后，经过再分离得到高浓度甲烷产品气；
C.一级膜组的排放气（废气）进入三级膜组，经进一步分离回收其中的甲烷后，截留气回流；
D.二级膜组的排放气和三级膜组的截留气混合后，回流至预增压入口，即可以继续回收其中残留的甲烷，又同时起到调节进气流量的作用；
E.三级膜组的排放气为最终废气，直接排放；
三级膜分离后的生物天然气经减压后进天然气管网或加压后进CNG运输车。
1）垃圾渗滤液厌氧发酵产生的沼气从厌氧罐出来，通过管道输送进入水封罐，在水封罐洗涤去除气体中的液态水和微尘后进入离心除水器；
2）离心除水器Ⅰ进一步除去沼气中的水分和微粒后进入罗茨风机；
3）经罗茨风机加压后进入湿式脱硫塔进行粗脱硫化氢；
4）粗脱硫化氢后的沼气进入离心除水器Ⅱ除去沼气中的液态水后进入干式硫化氢脱硫塔进行精脱硫化氢；
5）精脱硫化氢后的沼气随后进入干式有机硫脱硫塔除去气体中的有机硫；
6）然后进入VOCs（有机挥发物）脱除装置除去沼气中的VOCs；
7）然后进入进气缓冲罐稳定压力和流量，同时除去沼气可能存在的微粒和液态水；
8）随后进入冷冻干燥机将沼气中的露点降低到2~8℃；
9）经干燥后的沼气进入螺杆压缩机增压，经增压后的沼气进入沼气净化***，沼气依次经过油气分离器，后冷却器，精过滤器后进入加热器进行加热；
10）经加热过的沼气在20~35℃的温度下进入膜分离***，膜分离***按三级分离设置，其分离的主要工艺步骤包括：
A.待分离的工艺气进入一级膜组，截留气（产品气）进入二级膜组继续分离；
B.一级膜组的截留气进入二级膜组后，经过再分离得到高浓度甲烷产品气；
C.一级膜组的排放气（废气）进入三级膜组，经进一步分离回收其中的甲烷后，截留气回流；
D.二级膜组的排放气和三级膜组的截留气混合后，回流至预增压入口，即可以继续回收其中残留的甲烷，又同时起到调节进气流量的作用；
E.三级膜组的排放气为最终废气，直接排放；
三级膜分离后的生物天然气经减压后进天然气管网或加压后进CNG运输车。
本发明具有以下有益效果：
1.冷冻干燥机位于压缩机之前，可有效降低沼气中水蒸气的含量，保护后续的压缩机和膜组件；
2.提纯效率高，提纯后的沼气浓度可达99.9%以上；
3.采用三级膜组进行沼气提纯，对CO2/CH4高效分离膜的回流气重新加以利用，其回收率可达99.0%以上。
附图说明
图1为垃圾渗滤液厌氧沼气净化提纯方法流程图。
图中：厌氧罐1、水封罐2、离心除水器Ⅰ3、罗茨风机4、湿式脱硫塔5、离心除水器Ⅱ6、干式硫化氢脱硫塔7、干式有机硫脱硫塔8、VOCs脱除装置9、进气缓冲罐10、冷冻干燥机11、螺杆压缩机12、油气分离器13、后冷却器14、精过滤装置15、加热器16、一级膜组17、二级膜组18和三级膜组19。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的内容做进一步的说明：
如图所示为垃圾渗滤液厌氧沼气净化提纯方法流程图，包括厌氧罐1，在厌氧罐1上连接有水封罐2，在水封罐2上连接有离心除水器Ⅰ3，除水器Ⅰ3上连接有罗茨风机4，在罗茨风机4上连接有湿式脱硫塔5，在湿式脱硫塔5上连接有离心除水器Ⅱ6，在离心除水器Ⅱ6上连接有干式硫化氢脱硫塔7，干式硫化氢脱硫塔7上连接有干式有机硫脱硫塔8，在干式有机硫脱硫塔8上连接有VOCs脱除装置9，在VOCs脱除装置9上连接有进气缓冲罐10，在进气缓冲罐10上连接有冷冻干燥机11，在冷冻干燥机11上连接有螺杆压缩机12，在螺杆压缩机12上连接有油气分离器13，在油气分离器13上连接有后冷却器14，在后冷却器14上连接有精过滤装置15，在精过滤装置15上连接有加热器16，在加热器16上连接有一级膜组17，在一级膜组17连接有二级膜组18和三级膜组19，在二级膜组18和三级膜组19连接有进气缓冲罐10。
垃圾渗滤液厌氧沼气净化提纯方法，包括以下步骤：
1）垃圾渗滤液厌氧发酵产生的沼气从厌氧罐出来，通过管道输送进入水封罐，在水封罐洗涤去除气体中的液态水和微尘等后进入离心除水器Ⅰ；
2）离心除水器Ⅰ进一步的除去沼气中的水分和微粒后进入罗茨风机；
3）经罗茨风机加压后进入湿式脱硫塔进行粗脱硫化氢；
4）粗脱硫化氢后的沼气进入离心除水器Ⅱ除去沼气中的液态水后进入干式硫化氢脱硫塔进行精脱硫化氢；
5）精脱硫化氢后的沼气随后进入干式有机硫脱硫塔除去气体中的有机硫；
5）然后进入VOCs（有机挥发物）脱除装置除去沼气中的VOCs；
6）然后进入进气缓冲罐稳定压力和流量，同时除去沼气可能存在的微粒和液态水；
7）随后进入冷冻干燥机；
8）经干燥后的沼气进入螺杆压缩机增压，经增压后的沼气进入沼气净化***，沼气依次经过油气分离器，后冷却器，精过滤器后进入加热器进行加热；
8）经加热过的沼气在20~35℃的温度下进入膜分离***，膜分离***按三级分离设置，其分离的主要工艺步骤包括；
9）待分离的工艺气进入一级膜组，截留气（产品气）进入二级膜组继续分离；
10）一级膜组的截留气进入二级膜组后，经过再分离得到高浓度甲烷产品气，一级膜组的排放气（废气）进入三级膜组，经进一步分离回收其中的甲烷后，截留气回流；
11）二级膜组的排放气和三级膜组的截留气混合后，回流至预增压入口，即可以继续回收其中残留的甲烷，又同时起到调节进气流量的作用；
12）三级膜组的排放气为最终废气，直接排放；
13）三级膜分离后的生物天然气经减压后进天然气管网或加压后进CNG运输车。

Claims (1)

1.一种垃圾渗滤液厌氧沼气净化提纯方法，其特征在于：沼气净化提纯工艺包括如下步骤：
1）垃圾渗滤液厌氧发酵产生的沼气从厌氧罐出来，通过管道输送进入水封罐，在水封罐洗涤去除气体中的液态水和微尘后进入离心除水器Ⅰ；
2）离心除水器Ⅰ进一步除去沼气中的水分和微粒后进入罗茨风机；
3）经罗茨风机加压后进入湿式脱硫塔进行粗脱硫化氢；
4）粗脱硫化氢后的沼气进入离心除水器Ⅱ除去沼气中的液态水后进入干式硫化氢脱硫塔进行精脱硫化氢；
5）精脱硫化氢后的沼气随后进入干式有机硫脱硫塔除去气体中的有机硫；
6）然后进入VOCs（有机挥发物）脱除装置除去沼气中的VOCs；
7）然后进入进气缓冲罐稳定压力和流量，同时除去沼气可能存在的微粒和液态水；
8）随后进入冷冻干燥机将沼气中的露点降低到2~8℃；
9）经干燥后的沼气进入螺杆压缩机增压，经增压后的沼气进入沼气净化***，沼气依次经过油气分离器，后冷却器，精过滤器后进入加热器进行加热；
10）经加热过的沼气在20~35℃的温度下进入膜分离***，膜分离***按三级分离设置，其分离的主要工艺步骤包括：
A.待分离的工艺气进入一级膜组，截留气（产品气）进入二级膜组继续分离；
B.一级膜组的截留气进入二级膜组后，经过再分离得到高浓度甲烷产品气；
C.一级膜组的排放气（废气）进入三级膜组，经进一步分离回收其中的甲烷后，截留气回流；
D.二级膜组的排放气和三级膜组的截留气混合后，回流至预增压入口，即可以继续回收其中残留的甲烷，又同时起到调节进气流量的作用；
E.三级膜组的排放气为最终废气，直接排放；
三级膜分离后的生物天然气经减压后进天然气管网或加压后进CNG运输车。
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