一種垃圾場填埋氣吸附提純裝置製造方法
2023-10-11 06:15:54
一種垃圾場填埋氣吸附提純裝置製造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種垃圾場填埋氣吸附提純裝置，它包括設有進料閥的原料氣管線、設有出料閥的產品氣管線、設有放空閥的放空管線、以及並聯設置的六個吸附塔，其中每個吸附塔底部並聯設置具有進口閥的進氣管和具有解吸閥的解吸管，頂部並聯設置具有出口閥的出口管、具有一次均壓閥的一次均壓管以及具有二次均壓閥的二次均壓管，各進氣管分別並聯連接原料氣管線，各解吸管分別並聯連接放空管線，各出口管分別並聯連接產品氣管線，各吸附塔的一次均壓管相互並聯連接，各吸附塔的二次均壓管相互並聯連接。本實用新型可以實現連續回收，雜質氣體的脫除徹底，產品純度高，提升垃圾填埋氣提取的經濟價值，而且吸附劑可以解吸再生，循環使用，降低了生產成本。
【專利說明】一種垃圾場填埋氣吸附提純裝置
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及一種氣體分離處理裝置，尤其是垃圾填埋氣的處理提純裝置。
【背景技術】
[0002] 垃圾填埋氣（LFG)是衛生填埋場的降解產物之一。垃圾填埋氣的成分複雜，除主 要組分CH4、CO2外，其它已被檢測出的物質有140種以上，包括N2、0 2、H2S、H2O,高沸點雜質 硫化物、氯化物等，以及一些含量極低（總體積濃度小於1% )的其他微量揮發性有機物雜 質（簡稱VOCs)，如氯代烴類、苯系物、滷代烴等。聯合國稱每年有1.48億噸垃圾被填入中 國各地的填埋場中，而每噸垃圾在填埋場壽命期內大約可產生100?200m3的填埋氣，因此 這些垃圾中的有機成分每年都產生數量巨大的填埋氣。這些填埋氣無控制的遷移和聚積， 會產生二次汙染，甚至引發燃燒爆炸事故。另外，LFG又是一類溫室氣體，它對大氣臭氧層 有破壞作用。
[0003] 垃圾填埋氣中的014含量高達40%?65%，其熱值一般為7450?223501(1/111 3， 脫水後熱值可提高10%，除去C02、H2S及其它雜質組分後，又可將熱值提高到22360? 26000KJ/m3(天然氣的熱值為37260KJ/m3)，因此它又是一種潛在的可回收利用清潔能源。 但垃圾填埋氣相對比其他來源的沼氣，N2含量較高，使用傳統的吸附工藝提取垃圾填埋氣 得到的CH4純度不足，影響其經濟價值，而且吸附劑多為一次性使用，增加了生產的成本。
【發明內容】
[0004] 本實用新型的目的是提供一種可以提高產品氣純度且吸附劑可重複使用的垃圾 場填埋氣吸附提純裝置。
[0005] 本實用新型的技術解決方案是：一種垃圾場填埋氣吸附提純裝置，它包括設有進 料閥的原料氣管線、設有出料閥的產品氣管線、設有放空閥的放空管線、以及並聯設置的六 個吸附塔，其中每個吸附塔底部並聯設置具有進口閥的進氣管和具有解吸閥的解吸管，頂 部並聯設置具有出口閥的出口管、具有一次均壓閥的一次均壓管以及具有二次均壓閥的二 次均壓管，各進氣管分別並聯連接原料氣管線，各解吸管分別並聯連接放空管線，各出口管 分別並聯連接產品氣管線，各吸附塔的一次均壓管相互並聯連接，各吸附塔的二次均壓管 相互並聯連接。
[0006] 設置六個並聯的吸附塔，可以充分利用部分吸附塔吸附時間，對其它的吸附塔進 行解吸和升壓操作，同時升壓過程也可以分成多次進行，解吸氣可以用於其他吸附塔的升 壓操作，分階段進行，充分利用吸附劑對氣體吸附隨壓力變化而變化的特性，吸附劑在加壓 狀態下可以吸附填埋氣提中的N2、CO2，而在減壓狀態下會釋放這些組分，從而實現吸附劑的 再生，而甲烷作為弱吸附組分，直接通過吸附劑床層，從而實現了對甲烷的分離，通過多次 減壓均壓，可以使吸附劑中的N2得到充分的釋放，從而提高氣體分離的產品純度。
[0007] 它還包括設有流量調節閥的升壓管線，各所述吸附塔的所述一次均壓管分別與升 壓管線並聯，各吸附塔的出口管分別與升壓管線並聯。可以利用產品氣進行升壓操作，減少 吸附塔再生的等待時間。
[0008] 它還包括與真空系統連接的真空解吸管線，且真空解吸管線與所述放空管線並 聯，在真空解吸管線上設有真空解吸閥。通過連接真空系統，降低吸附塔內的壓力，進一步 提商解吸的效果。
[0009] 本實用新型的優點是：可以實現連續回收，雜質氣體的脫除徹底，產品純度高，提 升垃圾填埋氣提取的經濟價值，而且吸附劑可以解吸再生，循環使用，降低了生產成本。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0010] 附圖1為本實用新型實施例的結構示意圖；
[0011] 1、原料氣管線，2、進料閥，3、產品氣管線，4、出料閥，5、放空管線，6、放空閥，7、進 氣管，8、進口閥，9、解吸管，10、解吸閥，11、出口管，12、出口閥，13、一次均壓管，14、一次均 壓閥，15、二次均壓管，16、二次均壓閥，17、升壓管線，18、流量調節閥，19、真空解吸管線， 20、真空解吸閥，21、吸附塔，22、真空泵。
【具體實施方式】
[0012] 實施例：
[0013] 參閱圖1，為一種垃圾場填埋氣吸附提純裝置，它包括設有進料閥2的原料氣管線 1、設有出料閥4的產品氣管線3、設有放空閥6的放空管線5、設有流量調節閥18的升壓管 線17、以及並聯設置的六個吸附塔21 (編號分別為A、B、C、D、E、F)，其中每個吸附塔21 (編 號分別為A、B、C、D、E、F)底部並聯設置具有進口閥8 (對應編號分別為AU Bl、Cl、Dl、El、 Fl)的進氣管7和具有解吸閥10 (對應編號分別為A3、B3、C3、D3、E3、F3)的解吸管9,頂 部並聯設置具有出口閥12(對應編號分別為A2、B2、C2、D2、E2、F2)的出口管11、具有一次 均壓閥14(對應編號分別為A5、B5、C5、D5、E5、F5)的一次均壓管13以及具有二次均壓閥 16 (對應編號分別為A4、B4、C4、D4、E4、F4)的二次均壓管15,各進氣管7分別並聯連接原 料氣管線1，各解吸管9分別並聯連接放空管線5，各出口管11分別並聯連接產品氣管線3， 各吸附塔21的一次均壓管13相互並聯，升壓管線17分別連接產品氣管線3和各吸附塔21 的一次均壓管13,各吸附塔21的二次均壓管15相互並聯連接。與放空管線5並聯設有設 置真空解吸閥20的真空解吸管線19,真空解吸管線19與真空泵22入口連接，可提供真空。
[0014] 設置六個並聯的吸附塔21，可以充分利用部分吸附塔21吸附時間，對其它的吸附 塔21進行解吸和升壓操作，同時升壓過程也可以分成多次進行，解吸氣可以用於其他吸附 塔的升壓操作，分階段進行，充分利用吸附劑對氣體吸附隨壓力變化而變化的特性，吸附劑 在加壓狀態下可以吸附填埋氣提中的N2、CO2，而在減壓狀態下會釋放這些組分，從而實現吸 附劑的再生，而甲烷作為弱吸附組分，直接通過吸附劑床層，從而實現了對甲烷的分離，通 過多次減壓均壓，可以使吸附劑中的N2得到充分的釋放，從而提高氣體分離的產品純度。
[0015] 以下以吸附塔A塔的工藝過程為例，簡述本裝置的工作過程：
[0016] 1?吸附（A)
[0017] 原料氣通過進料閥2和進口閥Al進入A塔，A塔在工作壓力下吸附流入原料氣中 的雜質組分，未被吸附的產品組分CH4，通過出口閥A2流出，作為產品從本系統中輸出。當 被吸附雜質的吸附前沿（產品中允許的最低雜質濃度）移動到吸附器一定位置時，關閉進 口閥AU出口閥A2閥，停止原料氣進入和產品輸出。此時吸附器中吸附前沿至出口端之間 還留有一段未吸附雜質的吸附劑。
[0018] 2?-次均壓（ID)
[0019] 開啟閥一次均壓閥A5和吸附塔D塔的一次均壓閥D5,使A塔與剛開始一次升壓步 驟的D塔出口端相連，實行第一次壓力平衡，均壓後A、D塔壓力基本相等，回收了 A塔死空 間體積。
[0020] 3?二次均壓（2D)
[0021] 開啟二次均壓閥A4和吸附塔E塔的二次均壓閥E4,使A塔與剛開始二次升壓步驟 的E塔出口端相連，實行第二次壓力平衡，直至A、E兩塔壓力基本相等，又一次回收了 A塔 死空間的體積。
[0022] 4?隔離（IS)
[0023] 與A塔相連的閥門均處於關閉狀態。塔內壓力保持不變
[0024] 5?三次均壓（3D)
[0025] 開啟二次均壓閥A4和吸附塔F塔的二次均壓閥F4,使A塔與剛結束真空解吸的F 塔出口端相連，實行第三次壓力平衡，直至A、F兩塔壓力基本相等，又一次回收了 A塔死空 間的體積。同時F塔完成三次升壓。
[0026] 6.逆向放壓（D)，簡稱逆放
[0027] 開啟解吸閥A3和放空閥6，使A塔內剩餘的氣體從塔的入口端排出放空，A塔進行 解吸（脫附）。
[0028] 7?真空解吸（V)
[0029] A塔逆放後，常壓下殘存於分子篩內的雜質組分不易排出。此時通過開啟解吸閥 A3和真空解吸閥20,使A塔內殘存的氣體由真空泵22從塔的入口端抽出放空，對A塔進行 真空解吸。
[0030] 8?三次升壓（3R)
[0031] 開啟二次均壓閥A4和吸附塔B塔的二次均壓閥B4,利用B塔降壓平衡後的氣體， 對A塔進行壓力平衡，直至兩塔壓力相等此時回收了 B塔死空間的體積，同時完成對B塔的 三次均壓。
[0032] 9?二次升壓（2R)
[0033] -次升壓結束後，開啟二次均壓閥A4和吸附塔C塔的二次均壓閥C4,利用C塔降 壓平衡後的氣體，對A塔進行壓力平衡，直至兩塔壓力相等，此時既回收了 C塔死空間的體 積，同時完成對A塔的二次均壓。
[0034] 10?隔離（IS)
[0035] 與A塔相連的閥門均處於關閉狀態。塔內壓力保持不變。
[0036] 11?一次升壓（IR)
[0037] 二次升壓結束後，開啟一次均壓閥A5和吸附塔D塔的一次均壓閥D5,利用D塔降 壓平衡後的氣體，對A塔進行壓力平衡，直至兩塔壓力相等，此時既回收了 D塔死空間的體 積，同時又完成對D塔的一次均壓。
[0038] 12?最終升壓（FR)
[0039] A塔的最終升壓是利用產品氣來進行的。開啟一次均壓閥A5,使其與流量調節閥 18連通，E塔和F塔分別通過出口閥E2和F2輸出產品氣，同時向A塔實行最終充壓，在規 定時間內最終升壓使A塔壓力基本接近吸附壓力。通過這一步驟後，再生過程全部結束，緊 接著便進行下一次循環。
[0040] 其它5個塔的操作步驟與A塔相同，只不過在時間上是相互錯開的。
[0041] 同一時間內各塔依據吸附時序執行著不同步驟。
[0042] 各塔的操作時序表如下
[0043]
【權利要求】
1. 一種垃圾場填埋氣吸附提純裝置，其特徵在於：它包括設有進料閥的原料氣管線、 設有出料閥的產品氣管線、設有放空閥的放空管線、以及並聯設置的六個吸附塔，其中每個 吸附塔底部並聯設置具有進口閥的進氣管和具有解吸閥的解吸管，頂部並聯設置具有出口 閥的出口管、具有一次均壓閥的一次均壓管以及具有二次均壓閥的二次均壓管，各進氣管 分別並聯連接原料氣管線，各解吸管分別並聯連接放空管線，各出口管分別並聯連接產品 氣管線，各吸附塔的一次均壓管相互並聯連接，各吸附塔的二次均壓管相互並聯連接。
2. 根據權利要求1所述的一種垃圾場填埋氣吸附提純裝置，其特徵在於：它還包括設 有流量調節閥的升壓管線，各所述吸附塔的所述一次均壓管分別與升壓管線並聯，各吸附 塔的出口管分別與升壓管線並聯。
3. 根據權利要求1或2所述的一種垃圾場填埋氣吸附提純裝置，其特徵在於：它還包 括與真空系統連接的真空解吸管線，且真空解吸管線與所述放空管線並聯，在真空解吸管 線上設有真空解吸閥。
【文檔編號】B01D53/02GK204134445SQ201420560454
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年9月26日 優先權日:2014年9月26日
【發明者】胡彥成, 朱英達, 廖涵, 鄧財亮, 陳冠安, 馮苗苗 申請人:廣州邦太自動化科技有限公司