[发明专利]垃圾填埋气、沼气或化工尾气提取高纯二氧化碳工艺设备

说明书

垃圾填埋气、沼气或化工尾气提取高纯二氧化碳工艺设备，包括预处理系统、低温精馏系统和制冷系统，所述预处理系统依次包括原料压缩机、预冷器和脱硫塔；所述低温精馏系统包括第一精馏塔、第二精馏塔、二氧化碳储罐和气液分离器；所述制冷系统依次包括氨压缩机、并联的第一再沸器及第二再沸器、顶部冷凝器和回冷器，第一再沸器和第二再沸器分别位于第一精馏塔和第二精馏塔下部。本发明的设备通过对装置及管路的优化，设备运行稳定能耗低，能提取高纯度的二氧化碳液体，大大提高了废气的利用率，减少环境污染。

技术领域

本发明涉及气体精馏分离设备技术领域，特别是垃圾填埋气、沼气或化工尾气提取高纯二氧化碳工艺设备。

背景技术

随着物质水平的不断提高以及工业的不断发展,产生了大量的垃圾填埋气、沼气和化工尾气，如果处理不当，会引发全球气候变暖、威胁人类健康等一系列的问题。

比如，垃圾填埋气（沼气）约由60%甲烷（CH4）、35%二氧化碳（CO2）、0%-5%氮气（N2）、小于1%的氢气（H2）、小于0.4%的氧气（O2）与0.1%-3%硫化氢（H2S）、约1%-4%饱和水蒸气（H2O）等气体组成，目前的技术方案一般都是提取甲烷（CH4）气体用做燃料使用，其余的气体全部都排放到大气中，当作废气处理，尤其是35%二氧化碳（CO2）气体，大量的排放到大气中，会破坏臭氧层，导致全球的温室效应，与当下全球都致力于减少CO2排放的大环境背道而驰。

发明内容

本发明要解决现有技术的问题，提供垃圾填埋气、沼气或化工尾气提取高纯二氧化碳工艺设备，通过对装置及管路的优化，设备运行稳定能耗低，能提取高纯度的二氧化碳液体。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

垃圾填埋气、沼气或化工尾气提取高纯二氧化碳工艺设备，包括预处理系统、低温精馏系统和制冷系统，所述预处理系统依次包括原料压缩机、预冷器和脱硫塔，原料压缩机为活塞压缩机。所述低温精馏系统包括第一精馏塔、第二精馏塔、二氧化碳储罐和气液分离器。所述制冷系统依次包括氨压缩机、并联的第一再沸器及第二再沸器、顶部冷凝器和回冷器，第一再沸器和第二再沸器分别位于第一精馏塔和第二精馏塔下部。

原料气体通过预处理系统处理，经过压缩机、预冷器和脱硫塔的压缩、冷却及净化至2.5MPa、10℃左右再气液分离后进入回冷器，接着通过V1阀管路进入第一精馏塔的中下部进行精馏，从第一精馏塔顶部出来的气体分为两路，一路通过V2阀管路进入第二精馏塔的中部参与精馏，另一路进入顶部冷凝器，通过顶部冷凝器冷凝后的部分进入气液分离器，从气液分离器出来的液相部分分为两路，一路通过V3阀管路回流进入第一精馏塔参与精馏，另一路通过V4阀管路回流进入第二精馏塔参与精馏，从第二精馏塔出来的即为纯度99.995%以上的液体二氧化碳，液体二氧化碳进入顶部冷凝器过冷至-25℃后在节流至1.8MPa通过V6阀管路进入二氧化碳储罐储存。

作为优先，所述第一精馏塔底部设有V8阀管路，V8阀管路连接废液回收储罐。第一精馏塔底部排出的是高沸点的丁烷、异丁烷等微量组分，通过废液回收储罐储存，可以回收利用，避免排放到大气中。

作为优先，从所述第二精馏塔顶部出来的气体先进入顶部冷凝器，冷量回收后，接着通过V7阀管路放空。

作为优先，还包括甲烷提纯系统，从所述气液分离器出来的气相部分通过V5阀管路进入甲烷提纯系统。气相部分为富甲烷气体，甲烷提纯系统对甲烷进行回收。

作为优先，所述甲烷提纯系统包括第三精馏塔，第三精馏塔上方设有冷凝器及与之连接的液氮储槽，第三精馏塔下方设有第三再沸器及与之连接的氮气压缩机和气化器，第三精馏塔底部设有管路连接甲烷储罐。富甲烷气体进入第三精馏塔进行精馏，甲烷液体通过底部管路进入甲烷储罐储存。

作为优先，所述第三精馏塔顶部设有管路对剩余的气体放空。