[发明专利]水合物法从沼气中连续分离甲烷、二氧化碳、硫化氢的方法及其装置

摘要

本发明提供了一种水合物法从沼气中连续分离甲烷、二氧化碳、硫化氢的方法，和实现该方法的三级气体分离装置。该装置第一级水合物分解塔工作在温度273.7K～283.1K、压力1.324MPa～4.502MPa之间，分离出高纯甲烷；第二级水合物分解塔工作在温度272.8K～288.7K、压力0.093MPa～0.499MPa之间，分离出高纯二氧化碳；第三级水合物分解塔工作在常压和常温以上，分离出高纯硫化氢，能通过编写的程序用计算机去控制该三级气体分离装置自动运行选择在合适的工作状态。提高了气液接触效率，水合形成速率，分离过程目标气体的回收率和气体产品的纯度，强化水合物生成热的去除，实现高压条件下水合物体系气、液、固三相自动分离，能替代现有技术应用于工业化水合物法从沼气中连续分离甲烷、二氧化碳、硫化氢的生产中。

主权项

1.水合物法从沼气中连续分离甲烷、二氧化碳、硫化氢的装置，包括水合物分解塔、加水和水合物形成促进剂装置、加热装置、制冷装置、泵、管道、气体压力调节阀、流量计、传感器，其特征在于：设有三级气体分离装置、单片机(23)，盛水容器(1)内设有第一级甲烷气体分离装置的水合物分解塔(18)、水预冷盘管和沼气预冷盘管(4)、制冷装置的蒸发器(17)、至少1个螺旋管(19)、至少1个三通管和微气泡发生器，螺旋管一端与第一级甲烷气体分离装置的水合物分解塔(18)下段并联，另一端接设有微气泡发生器的三通管(14)的一个接口，三通管另两个接口分别与水预冷盘管和沼气预冷盘管并联，第一级甲烷气体分离装置的水合物分解塔(18)分别设有穿过盛水容器带气体压力调节阀的第一导气管(8)、第一温度传感器(2)、第一气体压力传感器(3)、二氧化碳气体传感器(13)、第二液位传感器(15)，盛水容器分别设有带第一阀门(6)及加水和水合物促进剂入口(5)的管道、带第三阀门(9)的管道、第二温度传感器(11)、第一液位传感器(12)，自循环泵(16)进端与盛水容器下段管道连接，自循环泵(16)出端与带第一阀门(6)上端管、带第三阀门(9)上端管、第一导气管(8)的调节阀下端管并联，带第一阀门(6)及加水和水合物促进剂入口(5)的管道与带气体压力调节阀的第一导气管(8)之间的连接管道设有第二阀门(7)，带气体压力调节阀的第一导气管(8)与带第三阀门(9)管道之间连接管道设有第四阀门(10)，制冷装置的蒸发器(17)与制冷装置(20)通过管道连接构成制冷回路，沼气池增压泵和流量计(21)进端与沼气池(22)通过管道连接，沼气池增压泵和流量计(21)出端通过管道与沼气预冷盘管连接；第二级二氧化碳气体分离装置的水合物分解塔(29)设有带气体压力调节阀的第二导气管(24)、第二温度传感器(25)、第二气体压力传感器(26)、硫化氢气体传感器(27)、第三液位传感器(28)、加热装置(30)；第三级硫化氢气体分离装置的水合物分解塔(36)设有第四液位传感器(37)、第三导气管(38)、第三温度传感器(39)、加热装置(30)；第一级甲烷气体分离装置的水合物分解塔(18)下段与第一水合物置换泵和流量计(31)进端通过管道连接，第一水合物置换泵和流量计(31)出端通过管道与第二级二氧化碳气体分离装置的水合物分解塔(29)下段连接，第二级二氧化碳气体分离装置的水合物分解塔(29)下段与第二水合物置换泵和流量计(34)进端通过管道连接，第二水合物置换泵和流量计(34)出端通过管道与第三级硫化氢气体分离装置的水合物分解塔(36)下段通过管道连接，第三级硫化氢气体分离装置的水合物分解塔(36)下段与循环水增压泵和流量计(32)进端通过管道连接，循环水增压泵和流量计(32)出端与水预冷盘管通过管道连接；把编好的程序固化在单片机的存储器内，单片机的信号输入端分别与前述各传感器和流量计电连接，单片机的信号输出端分别与各阀门、制冷装置、加热装置、增压泵、置换泵电连接，以此构成三级气体分离装置，加入水和水合物形成促进剂，在单片机自动控制下自动运行选择合适的工作状态，从第一级水合物分解塔带气体压力调节阀的第一导气管(8)对外溢压输出甲烷气体，从第二级水合物分解塔带气体压力调节阀的第二导气管(24)对外溢压输出二氧化碳气体，从第三级水合物分解塔的第三导气管(38)对外输出硫化氢气体，从而实现用水合物法从沼气中连续分离甲烷、二氧化碳、硫化氢。