一種用於沼氣提純的吸收塔的製作方法
2023-05-31 21:03:11 1
一種用於沼氣提純的吸收塔的製作方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種用於沼氣提純的吸收塔，涉及一種沼氣加工裝置，包括塔體，塔體具有設於其頂部的出氣口和設於其底部的出水口，在塔體內由上至下順序設有至少兩個傳熱傳質單元，每個傳熱傳質單元包括由上至下設置的進水管、氣液分布器、混合腔和進氣管，進水管和氣液分布器相連通，進氣管與混合腔相連通，混合腔內填充有填料。本實用新型提的每個傳熱傳質單元都設有進氣管和進水管，能夠在吸收塔內形成多個氣液逆向傳熱傳質區域，進而有效改善了沼氣和水之間的傳熱傳質條件，有利於提高沼氣提純效率。
【專利說明】一種用於沼氣提純的吸收塔
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種沼氣加工裝置，特別涉及一種用於沼氣提純的吸收塔。
【背景技術】
[0002]沼氣是一種既古老又新興的可再生能源，沼氣中的主要成分為甲烷(含量為50-60%)和二氧化碳(含量為40-50%)，其中甲烷也是天然氣的主要成分，將沼氣中的甲烷提純出來便可以替代天然氣作車用壓縮天然氣(CNG)或注入燃氣管網。近年來，此項技術得到了業內的認可，對於我國一個缺氣少油的現狀而言，具有重要的意義。
[0003]將沼氣提純成天然氣現有四種技術手段:壓力水洗法，化學吸收法，變壓吸附法和膜分離法。其中壓力水洗法利用水作為吸收原料，而水能夠循環利用，原料成本低且不產生二次汙染，是使用最為廣泛的技術。吸收塔是壓力水洗提純系統裝置中最為重要的部分，是沼氣-水傳熱傳質的主要場所，沼氣從吸收塔底部進入吸收塔，水從頂部進行反向流動吸收，脫除其中的二氧化碳和硫化氫，淨化氣從塔頂排出，再脫水後獲得合格的沼氣，而富液則由吸收塔底部排出，經再生後可循環利用。但其在實際工程應用過程中，現有的吸收塔的設計出現了一些問題需要進一步優化。現有吸收塔的設計主要依據現有化工設計技術，沒有針對實際情況具體考慮，要想將沼氣提純到車用天然氣級別(CNG)(甲烷含量大於97%)，必需要有很大液氣比，造成吸收塔現有設計中的氣液分布器容易出現氣泛和不均勻的現象，且影響填料層液氣均勻分布。
[0004]並且，在實際的沼氣生產過程中，沼氣的氣源通常不能保證為穩定量，現有吸收塔處理量調節能力缺乏，填料層操作參數並不能時常處於最優化的狀態。
[0005]另外，現有吸收塔的出氣口含過飽和水，給後續氣體脫水增加了負荷,也同時增加了吸收塔的補水量。
實用新型內容
[0006]本實用新型的目的是提供一種能夠形成兩個以上的氣液逆向傳熱傳質區域，使塔內氣液分布更均勻，提高沼氣提純率的用於沼氣提純的吸收塔。
[0007]為達到上述目的，本實用新型提出一種用於沼氣提純的吸收塔，包括塔體，所述塔體具有設於其頂部的出氣口和設於其底部的出水口，其中，在所述塔體內由上至下順序設有至少兩個傳熱傳質單元，每個所述傳熱傳質單元包括由上至下設置的進水管、氣液分布器、混合腔和進氣管，所述進水管和所述氣液分布器相連通，所述進氣管與所述混合腔相連通,所述混合腔內填充有填料。
[0008]如上所述的用於沼氣提純的吸收塔，其中，所述氣液分布器包括一底盤，所述底盤沿周向連接於所述塔體的內壁上，在所述底盤上均勻分布有用於通過氣體的升氣管和用於通過液體的流液孔，所述升氣管和所述流液孔分別沿豎直方向貫穿所述底盤，所述升氣管凸出於所述底盤的上端面設置。
[0009]如上所述的用於沼氣提純的吸收塔，其中，所述升氣管的內徑為20mm至25mm，所述流液孔的直徑為6mm至8mm。
[0010]如上所述的用於沼氣提純的吸收塔，其中，在所述塔體內還設有除霧器，所述除霧器鄰近所述出氣口下方設置。
[0011]與現有技術相比，本實用新型具有以下特點和優點:
[0012]本實用新型提出的用於沼氣提純的吸收塔，在吸收塔內設置有兩個以上的傳熱傳質單元，每個傳熱傳質單元都設有進氣管和進水管，能夠在吸收塔內形成多個氣液逆向傳熱傳質區域，進而有效改善了沼氣和水之間的傳熱傳質條件，有利於提高沼氣提純效率。
[0013]本實用新型提出的用於沼氣提純的吸收塔，在吸收塔內設置有兩個以上的傳熱傳質單元，每個傳熱傳質單元都設有進氣管和進水管，可以通過多個進氣管及多個進水管對進入吸收塔內的沼氣和水進行流量分配，增加吸收塔的可調性，最終使得吸收塔能夠適用於不同進氣量範圍的變化。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]在此描述的附圖僅用於解釋目的，而不以任何方式來限制本實用新型公開的範圍。另外，圖中的各部件的形狀和比例尺寸等僅為示意性的，用於幫助對本實用新型的理解，並不是具體限定本實用新型各部件的形狀和比例尺寸。本領域的技術人員在本實用新型的教導下，可以根據具體情況選擇各種可能的形狀和比例尺寸來實施本實用新型。
[0015]圖1為本實用新型用於沼氣提純的吸收塔的結構示意圖；
[0016]圖2為本實用新型氣液分布器的側視圖；
[0017]圖3為本實用新型氣液分布器的俯視圖；
[0018]圖4為圖3中A處的放大圖。
[0019]100-吸收塔；110-塔體；120-出氣口 ；130_出水口 ； 140-傳熱傳質單元；150-進水管；160-氣液分布器；161-底盤；162_升氣管；163-流液孔；170-混合腔；180_進氣管；190-除霧器。
【具體實施方式】
[0020]結合附圖和本實用新型【具體實施方式】的描述，能夠更加清楚地了解本實用新型的細節。但是，在此描述的本實用新型的【具體實施方式】，僅用於解釋本實用新型的目的，而不能以任何方式理解成是對本實用新型的限制。在本實用新型的教導下，技術人員可以構想基於本實用新型的任意可能的變形，這些都應被視為屬於本實用新型的範圍。
[0021]請參考圖1，圖1為本實用新型用於沼氣提純的吸收塔的結構示意圖，如圖1所示，用於沼氣提純的吸收塔100包括塔體110，塔體110具有設於其頂部的出氣口 120和設於其底部的出水口 130，在塔體110內由上至下順序設有至少兩個傳熱傳質單元140，每個傳熱傳質單元140包括由上至下設置的進水管150、氣液分布器160、混合腔170和進氣管180，進水管150和氣液分布器160相連通，進氣管180與混合腔170相連通，混合腔170內填充有填料。
[0022]本實用新型在使用時，沼氣通過進氣管180進入，水通過進水管150進入，沼氣和水在傳熱傳質單元140的混合腔170內進行混合，並在每個傳熱傳質單元140的混合腔170內形成氣液逆向傳熱傳質區域，避免了現有技術中由於塔體110太長且只有單個逆向傳熱傳質區域而使得氣液分布不均勻並最終導致沼氣提純效率下降的情況，位於塔體110內的兩個以上的氣液逆向傳熱傳質區域，能夠有效改善沼氣和水之間的傳熱傳質條件，使得在每個氣液逆向傳熱傳質區域內的氣液分布均勻，有利於提高沼氣提純效率。最終，脫除二氧化碳和硫化氫的沼氣成為淨化氣從出氣口 120排出，而吸收二氧化碳和硫化氫後的水成為富液由出水口 130排出。同時，由於沼氣和水是通過多個進氣管180和多個進水管150進入吸收塔100內的，可以通過多個進氣管180及多個進水管150的對進入吸收塔100內的沼氣和水進行流量分配，使得吸收塔100的操作參數增加，進而增加吸收塔100的可調性，最終使得吸收塔100能夠適用於不同進氣量範圍的變化。
[0023]在本實用新型中，請參考圖2至圖4，圖2為本實用新型氣液分布器的側視圖，圖3為本實用新型氣液分布器的俯視圖，圖4為圖3中A處的局部放大圖，如圖2、圖3和圖4所不，氣液分布器160包括一底盤161,底盤161沿周向連接於塔體110的內壁上,在底盤161上均勻分布有用於通過氣體的升氣管162和用於通過液體的流液孔163 (如圖4所示)，升氣管162和流液孔163分別沿豎直方向貫穿底盤161，升氣管162凸出於底盤161的上端面設置。升氣管162的上緣與底盤161的上端面之間的距離H (升氣管的高度)可以根據液氣比值的實際情況進行調整，當液氣比值升高時，升氣管162的上緣與底盤161的上端面之間的距離H也相應增大，進而避免液面升高後，水經升氣管162溢流，導致氣液分布器失效的情況，也相應的保證了沼氣提純的效率。
[0024]進一步的，如圖2所示，底盤161的外緣向上翹起並沿周向與塔體110的內壁相連接，這樣，底盤161呈盤狀，且在直徑D的範圍均勻分布升氣管162和流液孔163，從而有效防止液體的溢流。
[0025]進一步的，升氣管162的內徑為20mm至25mm,流液孔163的直徑為6mm至8mm,以適應於提純塔100內液氣比值大的情況，保證提純塔100內沼氣和水能均勻分布。
[0026]在本實用新型中，在塔體110內還設有除霧器190，除霧器190鄰近出氣口 120下方設置。除霧器190能夠顯著降低自出氣口 120中輸出的沼氣中的含水量，進而減輕了後續氣體脫水的負荷，同時也降低了吸收塔的補水量。
[0027]針對上述各實施方式的詳細解釋，其目的僅在於對本實用新型進行解釋，以便於能夠更好地理解本實用新型，但是，這些描述不能以任何理由解釋成是對本實用新型的限制，特別是，在不同的實施方式中描述的各個特徵也可以相互任意組合，從而組成其他實施方式，除了有明確相反的描述，這些特徵應被理解為能夠應用於任何一個實施方式中，而並不僅局限於所描述的實施方式。
【權利要求】
1.一種用於沼氣提純的吸收塔，包括塔體，所述塔體具有設於其頂部的出氣口和設於其底部的出水口，其特徵在於，在所述塔體內由上至下順序設有至少兩個傳熱傳質單元，每個所述傳熱傳質單元包括由上至下設置的進水管、氣液分布器、混合腔和進氣管，所述進水管和所述氣液分布器相連通，所述進氣管與所述混合腔相連通，所述混合腔內填充有填料。
2.如權利要求1所述的用於沼氣提純的吸收塔，其特徵在於，所述氣液分布器包括一底盤，所述底盤沿周向連接於所述塔體的內壁上，在所述底盤上均勻分布有用於通過氣體的升氣管和用於通過液體的流液孔，所述升氣管和所述流液孔分別沿豎直方向貫穿所述底盤，所述升氣管凸出於所述底盤的上端面設置。
3.如權利要求2所述的用於沼氣提純的吸收塔，其特徵在於，所述升氣管的內徑為20mm至25mm,所述流液孔的直徑為6mm至8mm。
4.如權利要求1至3中任意一項所述的用於沼氣提純的吸收塔，其特徵在於，在所述塔體內還設有除霧器，所述除霧器鄰近所述出氣口下方設置。
【文檔編號】B01D53/18GK203694886SQ201420053282
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2014年1月27日 優先權日:2014年1月27日
【發明者】張良 申請人:北京金宇藍天生態能源科技開發有限公司