一种沼气提纯联产LNG和CO2的系统及其方法与流程

本发明具体涉及一种沼气提纯联产lng和co2的系统及其方法。

背景技术：

1、随着沼气工程逐渐向大中型方向发展，利用天然气液化技术将沼气液化，供应给周边lng加气站和城市居民，是实现沼气的近距离输送和商业化应用的一种方式。但沼气中含有大量的co2，给液化带来了很大的困难。通常需要脱除原料气中的co2，这不仅需要复杂的碳脱除工艺，而且浪费了沼气中丰富的碳资源。

2、现有技术一专利号cn111256431b，公开一种混合冷剂沼气带压液化系统及其工作方法，沼气经沼气预处理单元脱硫、脱水、过滤后加压，经二级膜分离单元得到高纯度ch4流和富co2流沼气，经带压液化和精馏，得到带压液态ch4和食品级液态co2。

3、现有技术二专利号cn112358899a，公开一种沼气制液化天然气的系统及方法，液化装置，所述液化装置用于对经过所述预处理装置处理后的沼气进行液化，得到液化天然气和尾气，所述液化装置包括尾气出口，所述尾气出口与所述解吸附通道的入口连通。

4、现有技术一提供的技术方案中，采用膜分离法分离沼气中的二氧化碳，设备投资大且已损坏，后续维修成本高，不利于设计寿命较长的沼气液化厂运行；技术二提供的方案整体工艺流程较为复杂，且仅将天然气进行液化利用，对于分理出的二氧化碳未进行有效回收利用，造成资源浪费，为此我们提出一种沼气提纯联产lng和co2的系统及其方法。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种沼气提纯联产lng和co2的系统及其方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种沼气提纯联产lng和co2的系统，包括：

3、脱硫单元，所述脱硫单元一侧连接有一级增压单元，所述一级增压单元一端通过管道连接有psa单元；

4、二级增压单元，连接于psa单元一端，且所述二级增压单元一端设置有对lng进行除杂及进行液化的精脱碳脱水单元，所述精脱碳脱水单元一端连接有冷箱单元；

5、co2增压单元，通过管道连接与psa单元相联通，且所述co2增压单元一端设置有对co2进行脱水的co2脱水单元，且所述co2脱水单元一端连接有co2液化单元。

6、优选地，所述精脱碳脱水单元包括第一精脱塔、第二精脱塔、第三精脱塔、第一加热器、第一冷却器及第一分离器，所述第一精脱塔与二级增压单元内部联通以进行吸附，所述第二精脱塔一端与第一精脱塔联通，且所述第二精脱塔另一端连接有进行加热的第一加热器，所述第一加热器通过管道与第三精脱塔相连通以进行热吹再生，所述第三精脱塔经第一冷却器与第一分离器进行联通以进行气液相分离。

7、优选地，所述第一分离器顶端设置有与psa单元联通的第一输送管以使气相部分返回，所述第一分离器下端设置有第二输送管以对液相部分进行排出。

8、优选地，所述co2脱水单元包括第一干燥塔、第二干燥塔、预干燥塔、第二加热器、第二冷却器及第二分离器，所述第一干燥塔一端与co2增压单元相连接，所述第一干燥塔下端通过管道与co2液化单元配合以进行液化，所述预干燥塔的上端与co2增压单元相联通，所述预干燥塔下端连接有第二加热器，且所述第二加热器的输出口与第二干燥塔相连接，所述第二干燥塔上与第二冷却器通过管道连接以进行冷却，所述第二冷却器的输出口通过管道与第二分离器联通以进行气液相分离。

9、优选地，所述第二分离器顶端设置有向co2增压单元输入气相部分的第三输送管，所述第二分离器下端设置有第四输送管以对液相部分排出。

10、优选地，所述冷箱单元输出口连接有装车单元，所述装车单元一侧通过管道与co2液化单元相连通。

11、一种沼气提纯联产lng和co2的方法，包括以下步骤：

12、步骤a：沼气来源于发酵，经过风机增压,进入脱硫单元，去除硫化氢；

13、步骤b：经过一级增压单元增压，然后进入psa单元进行co2吸附，再通过二级增压单元再次增压，然后进入精脱碳脱水单元，将co2、h2o、hg脱除至标准值以下制成lng；

14、步骤c：对符合的lng通入冷箱单元进行冷却，然后通过装车单元装车外运；

15、步骤d：将步骤b中psa单元中解析出的co2输送至co2增压单元进行增压，然后通入co2脱水单元内侧进行脱水，脱水后进入co2液化单元进行液化降温，然后输送至装车单元进行装车外运。

16、优选地，在所述步骤b中精脱碳脱水单元脱水步骤为：

17、步骤b1：来自二级增压单元的沼气进入到第一精脱塔进行吸附，将沼气中的co2、h2o、hg含量脱至标准值以下，后通过管道输送到冷箱单元；

18、步骤b2：再生气输送到第二精脱塔进行冷吹，然后输送到第一加热器进行加热，加热后通过第三精脱塔靳热吹再生，将吸附剂中吸附的h2o和co2加热解吸出来后输送到第一冷却器进行冷却，冷却后输送到第一分离器分离；

19、步骤b3：分离后的气相部分通过第一输送管返回到psa单元，液相部分通过第二输送管排出。

20、优选地，在所述步骤d中co2脱水单元具体步骤为：

21、步骤d1：来自psa单元的解析气通入第一干燥塔进行吸附，吸附后通入co2液化单元进行液化；

22、步骤d2：再生气进入预干燥塔进行冷吹，冷吹后通入第二加热器进行加热，然后进入到第二干燥塔对其进行热吹再生，再生后进入第二冷却器进行冷却，最终通过第二分离器进行气液相分离；

23、步骤d3：气相部分通过第三输送管返回到psa单元，液相部分通过第四输送管排出。

24、优选地，在所述步骤d2中：

25、在第二干燥塔进行热吹再生合格后，再生气输送到第二加热器进行加热，加热后经预干燥塔热吹再生输送到第二冷却器进行冷却。

26、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

27、本发明不需通过膜分离法即可去除沼气中的二氧化碳，去除效率高，且投资成本也相较于膜分离更小，在去除后，能对二氧化碳进行回收再利用，降低了资源浪费，提高了装置的收益效果。

1.一种沼气提纯联产lng和co2的系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种沼气提纯联产lng和co2的系统，其特征在于：所述精脱碳脱水单元(5)包括第一精脱塔(51)、第二精脱塔(52)、第三精脱塔(53)、第一加热器(54)、第一冷却器(55)及第一分离器(56)，所述第一精脱塔(51)与二级增压单元(4)内部联通以进行吸附，所述第二精脱塔(52)一端与第一精脱塔(51)联通，且所述第二精脱塔(52)另一端连接有进行加热的第一加热器(54)，所述第一加热器(54)通过管道与第三精脱塔(53)相连通以进行热吹再生，所述第三精脱塔(53)经第一冷却器(55)与第一分离器(56)进行联通以进行气液相分离。

3.根据权利要求2所述的一种沼气提纯联产lng和co2的系统，其特征在于：所述第一分离器(56)顶端设置有与psa单元(3)联通的第一输送管(520)以使气相部分返回，所述第一分离器(56)下端设置有第二输送管(521)以对液相部分进行排出。

4.根据权利要求1所述的一种沼气提纯联产lng和co2的系统，其特征在于：所述co2脱水单元(9)包括第一干燥塔(91)、第二干燥塔(92)、预干燥塔(93)、第二加热器(94)、第二冷却器(95)及第二分离器(96)，所述第一干燥塔(91)一端与co2增压单元(8)相连接，所述第一干燥塔(91)下端通过管道与co2液化单元(10)配合以进行液化，所述预干燥塔(93)的上端与co2增压单元(8)相联通，所述预干燥塔(93)下端连接有第二加热器(94)，且所述第二加热器(94)的输出口与第二干燥塔(92)相连接，所述第二干燥塔(92)上与第二冷却器(95)通过管道连接以进行冷却，所述第二冷却器(95)的输出口通过管道与第二分离器(96)联通以进行气液相分离。

5.根据权利要求4所述的一种沼气提纯联产lng和co2的系统，其特征在于：所述第二分离器(96)顶端设置有向co2增压单元(8)输入气相部分的第三输送管(912)，所述第二分离器(96)下端设置有第四输送管(913)以对液相部分排出。

6.根据权利要求4所述的一种沼气提纯联产lng和co2的系统，其特征在于：所述冷箱单元(6)输出口连接有装车单元(7)，所述装车单元(7)一侧通过管道与co2液化单元(10)相连通。

7.根据权利要求1所述的一种沼气提纯联产lng和co2的方法，其特征在于：包括以下步骤：

8.根据权利要求7所述的一种沼气提纯联产lng和co2的方法，其特征在于：在所述步骤b中精脱碳脱水单元(5)脱水步骤为：

9.根据权利要求7所述的一种沼气提纯联产lng和co2的方法，其特征在于：在所述步骤d中co2脱水单元(9)具体步骤为：

10.根据权利要求9所述的一种沼气提纯联产lng和co2的方法，其特征在于：在所述步骤d2中：