一種用于沼氣提純的吸收塔的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種用于沼氣提純的吸收塔，涉及一種沼氣加工裝置，包括塔體，塔體具有設(shè)于其頂部的出氣口和設(shè)于其底部的出水口，在塔體內(nèi)由上至下順序設(shè)有至少兩個(gè)傳熱傳質(zhì)單元，每個(gè)傳熱傳質(zhì)單元包括由上至下設(shè)置的進(jìn)水管、氣液分布器、混合腔和進(jìn)氣管，進(jìn)水管和氣液分布器相連通，進(jìn)氣管與混合腔相連通，混合腔內(nèi)填充有填料。本實(shí)用新型提的每個(gè)傳熱傳質(zhì)單元都設(shè)有進(jìn)氣管和進(jìn)水管，能夠在吸收塔內(nèi)形成多個(gè)氣液逆向傳熱傳質(zhì)區(qū)域，進(jìn)而有效改善了沼氣和水之間的傳熱傳質(zhì)條件，有利于提高沼氣提純效率。
【專利說(shuō)明】一種用于沼氣提純的吸收塔
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種沼氣加工裝置，特別涉及一種用于沼氣提純的吸收塔。
【背景技術(shù)】
[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(lái)便可以替代天然氣作車用壓縮天然氣(CNG)或注入燃?xì)夤芫W(wǎng)。近年來(lái)，此項(xiàng)技術(shù)得到了業(yè)內(nèi)的認(rèn)可，對(duì)于我國(guó)一個(gè)缺氣少油的現(xiàn)狀而言，具有重要的意義。
[0003]將沼氣提純成天然氣現(xiàn)有四種技術(shù)手段:壓力水洗法，化學(xué)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(huán)利用，原料成本低且不產(chǎn)生二次污染，是使用最為廣泛的技術(shù)。吸收塔是壓力水洗提純系統(tǒng)裝置中最為重要的部分，是沼氣-水傳熱傳質(zhì)的主要場(chǎng)所，沼氣從吸收塔底部進(jìn)入吸收塔，水從頂部進(jìn)行反向流動(dòng)吸收，脫除其中的二氧化碳和硫化氫，凈化氣從塔頂排出，再脫水后獲得合格的沼氣，而富液則由吸收塔底部排出，經(jīng)再生后可循環(huán)利用。但其在實(shí)際工程應(yīng)用過(guò)程中，現(xiàn)有的吸收塔的設(shè)計(jì)出現(xiàn)了一些問題需要進(jìn)一步優(yōu)化?，F(xiàn)有吸收塔的設(shè)計(jì)主要依據(jù)現(xiàn)有化工設(shè)計(jì)技術(shù)，沒有針對(duì)實(shí)際情況具體考慮，要想將沼氣提純到車用天然氣級(jí)別(CNG)(甲烷含量大于97%)，必需要有很大液氣比，造成吸收塔現(xiàn)有設(shè)計(jì)中的氣液分布器容易出現(xiàn)氣泛和不均勻的現(xiàn)象，且影響填料層液氣均勻分布。
[0004]并且，在實(shí)際的沼氣生產(chǎn)過(guò)程中，沼氣的氣源通常不能保證為穩(wěn)定量，現(xiàn)有吸收塔處理量調(diào)節(jié)能力缺乏，填料層操作參數(shù)并不能時(shí)常處于最優(yōu)化的狀態(tài)。
[0005]另外，現(xiàn)有吸收塔的出氣口含過(guò)飽和水，給后續(xù)氣體脫水增加了負(fù)荷,也同時(shí)增加了吸收塔的補(bǔ)水量。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0006]本實(shí)用新型的目的是提供一種能夠形成兩個(gè)以上的氣液逆向傳熱傳質(zhì)區(qū)域，使塔內(nèi)氣液分布更均勻，提高沼氣提純率的用于沼氣提純的吸收塔。
[0007]為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型提出一種用于沼氣提純的吸收塔，包括塔體，所述塔體具有設(shè)于其頂部的出氣口和設(shè)于其底部的出水口，其中，在所述塔體內(nèi)由上至下順序設(shè)有至少兩個(gè)傳熱傳質(zhì)單元，每個(gè)所述傳熱傳質(zhì)單元包括由上至下設(shè)置的進(jìn)水管、氣液分布器、混合腔和進(jìn)氣管，所述進(jìn)水管和所述氣液分布器相連通，所述進(jìn)氣管與所述混合腔相連通,所述混合腔內(nèi)填充有填料。
[0008]如上所述的用于沼氣提純的吸收塔，其中，所述氣液分布器包括一底盤，所述底盤沿周向連接于所述塔體的內(nèi)壁上，在所述底盤上均勻分布有用于通過(guò)氣體的升氣管和用于通過(guò)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，所述升氣管凸出于所述底盤的上端面設(shè)置。
[0009]如上所述的用于沼氣提純的吸收塔，其中，所述升氣管的內(nèi)徑為20mm至25mm，所述流液孔的直徑為6mm至8mm。
[0010]如上所述的用于沼氣提純的吸收塔，其中，在所述塔體內(nèi)還設(shè)有除霧器，所述除霧器鄰近所述出氣口下方設(shè)置。
[0011]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn):
[0012]本實(shí)用新型提出的用于沼氣提純的吸收塔，在吸收塔內(nèi)設(shè)置有兩個(gè)以上的傳熱傳質(zhì)單元，每個(gè)傳熱傳質(zhì)單元都設(shè)有進(jìn)氣管和進(jìn)水管，能夠在吸收塔內(nèi)形成多個(gè)氣液逆向傳熱傳質(zhì)區(qū)域，進(jìn)而有效改善了沼氣和水之間的傳熱傳質(zhì)條件，有利于提高沼氣提純效率。
[0013]本實(shí)用新型提出的用于沼氣提純的吸收塔，在吸收塔內(nèi)設(shè)置有兩個(gè)以上的傳熱傳質(zhì)單元，每個(gè)傳熱傳質(zhì)單元都設(shè)有進(jìn)氣管和進(jìn)水管，可以通過(guò)多個(gè)進(jìn)氣管及多個(gè)進(jìn)水管對(duì)進(jìn)入吸收塔內(nèi)的沼氣和水進(jìn)行流量分配，增加吸收塔的可調(diào)性，最終使得吸收塔能夠適用于不同進(jìn)氣量范圍的變化。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014]在此描述的附圖僅用于解釋目的，而不以任何方式來(lái)限制本實(shí)用新型公開的范圍。另外，圖中的各部件的形狀和比例尺寸等僅為示意性的，用于幫助對(duì)本實(shí)用新型的理解，并不是具體限定本實(shí)用新型各部件的形狀和比例尺寸。本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型的教導(dǎo)下，可以根據(jù)具體情況選擇各種可能的形狀和比例尺寸來(lái)實(shí)施本實(shí)用新型。
[0015]圖1為本實(shí)用新型用于沼氣提純的吸收塔的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2為本實(shí)用新型氣液分布器的側(cè)視圖；
[0017]圖3為本實(shí)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(zhì)單元；150-進(jìn)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(jìn)氣管；190-除霧器。
【具體實(shí)施方式】
[0020]結(jié)合附圖和本實(shí)用新型【具體實(shí)施方式】的描述，能夠更加清楚地了解本實(shí)用新型的細(xì)節(jié)。但是，在此描述的本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】，僅用于解釋本實(shí)用新型的目的，而不能以任何方式理解成是對(duì)本實(shí)用新型的限制。在本實(shí)用新型的教導(dǎo)下，技術(shù)人員可以構(gòu)想基于本實(shí)用新型的任意可能的變形，這些都應(yīng)被視為屬于本實(shí)用新型的范圍。
[0021]請(qǐng)參考圖1，圖1為本實(shí)用新型用于沼氣提純的吸收塔的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示，用于沼氣提純的吸收塔100包括塔體110，塔體110具有設(shè)于其頂部的出氣口 120和設(shè)于其底部的出水口 130，在塔體110內(nèi)由上至下順序設(shè)有至少兩個(gè)傳熱傳質(zhì)單元140，每個(gè)傳熱傳質(zhì)單元140包括由上至下設(shè)置的進(jìn)水管150、氣液分布器160、混合腔170和進(jìn)氣管180，進(jìn)水管150和氣液分布器160相連通，進(jìn)氣管180與混合腔170相連通，混合腔170內(nèi)填充有填料。
[0022]本實(shí)用新型在使用時(shí)，沼氣通過(guò)進(jìn)氣管180進(jìn)入，水通過(guò)進(jìn)水管150進(jìn)入，沼氣和水在傳熱傳質(zhì)單元140的混合腔170內(nèi)進(jìn)行混合，并在每個(gè)傳熱傳質(zhì)單元140的混合腔170內(nèi)形成氣液逆向傳熱傳質(zhì)區(qū)域，避免了現(xiàn)有技術(shù)中由于塔體110太長(zhǎng)且只有單個(gè)逆向傳熱傳質(zhì)區(qū)域而使得氣液分布不均勻并最終導(dǎo)致沼氣提純效率下降的情況，位于塔體110內(nèi)的兩個(gè)以上的氣液逆向傳熱傳質(zhì)區(qū)域，能夠有效改善沼氣和水之間的傳熱傳質(zhì)條件，使得在每個(gè)氣液逆向傳熱傳質(zhì)區(qū)域內(nèi)的氣液分布均勻，有利于提高沼氣提純效率。最終，脫除二氧化碳和硫化氫的沼氣成為凈化氣從出氣口 120排出，而吸收二氧化碳和硫化氫后的水成為富液由出水口 130排出。同時(shí)，由于沼氣和水是通過(guò)多個(gè)進(jìn)氣管180和多個(gè)進(jìn)水管150進(jìn)入吸收塔100內(nèi)的，可以通過(guò)多個(gè)進(jìn)氣管180及多個(gè)進(jìn)水管150的對(duì)進(jìn)入吸收塔100內(nèi)的沼氣和水進(jìn)行流量分配，使得吸收塔100的操作參數(shù)增加，進(jìn)而增加吸收塔100的可調(diào)性，最終使得吸收塔100能夠適用于不同進(jìn)氣量范圍的變化。
[0023]在本實(shí)用新型中，請(qǐng)參考圖2至圖4，圖2為本實(shí)用新型氣液分布器的側(cè)視圖，圖3為本實(shí)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沿周向連接于塔體110的內(nèi)壁上,在底盤161上均勻分布有用于通過(guò)氣體的升氣管162和用于通過(guò)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凸出于底盤161的上端面設(shè)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(jù)液氣比值的實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整，當(dāng)液氣比值升高時(shí)，升氣管162的上緣與底盤161的上端面之間的距離H也相應(yīng)增大，進(jìn)而避免液面升高后，水經(jīng)升氣管162溢流，導(dǎo)致氣液分布器失效的情況，也相應(yīng)的保證了沼氣提純的效率。
[0024]進(jìn)一步的，如圖2所示，底盤161的外緣向上翹起并沿周向與塔體110的內(nèi)壁相連接，這樣，底盤161呈盤狀，且在直徑D的范圍均勻分布升氣管162和流液孔163，從而有效防止液體的溢流。
[0025]進(jìn)一步的，升氣管162的內(nèi)徑為20mm至25mm,流液孔163的直徑為6mm至8mm,以適應(yīng)于提純塔100內(nèi)液氣比值大的情況，保證提純塔100內(nèi)沼氣和水能均勻分布。
[0026]在本實(shí)用新型中，在塔體110內(nèi)還設(shè)有除霧器190，除霧器190鄰近出氣口 120下方設(shè)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(jìn)而減輕了后續(xù)氣體脫水的負(fù)荷，同時(shí)也降低了吸收塔的補(bǔ)水量。
[0027]針對(duì)上述各實(shí)施方式的詳細(xì)解釋，其目的僅在于對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行解釋，以便于能夠更好地理解本實(shí)用新型，但是，這些描述不能以任何理由解釋成是對(duì)本實(shí)用新型的限制，特別是，在不同的實(shí)施方式中描述的各個(gè)特征也可以相互任意組合，從而組成其他實(shí)施方式，除了有明確相反的描述，這些特征應(yīng)被理解為能夠應(yīng)用于任何一個(gè)實(shí)施方式中，而并不僅局限于所描述的實(shí)施方式。
【權(quán)利要求】
1.一種用于沼氣提純的吸收塔，包括塔體，所述塔體具有設(shè)于其頂部的出氣口和設(shè)于其底部的出水口，其特征在于，在所述塔體內(nèi)由上至下順序設(shè)有至少兩個(gè)傳熱傳質(zhì)單元，每個(gè)所述傳熱傳質(zhì)單元包括由上至下設(shè)置的進(jìn)水管、氣液分布器、混合腔和進(jìn)氣管，所述進(jìn)水管和所述氣液分布器相連通，所述進(jìn)氣管與所述混合腔相連通，所述混合腔內(nèi)填充有填料。
2.如權(quán)利要求1所述的用于沼氣提純的吸收塔，其特征在于，所述氣液分布器包括一底盤，所述底盤沿周向連接于所述塔體的內(nèi)壁上，在所述底盤上均勻分布有用于通過(guò)氣體的升氣管和用于通過(guò)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，所述升氣管凸出于所述底盤的上端面設(shè)置。
3.如權(quán)利要求2所述的用于沼氣提純的吸收塔，其特征在于，所述升氣管的內(nèi)徑為20mm至25mm,所述流液孔的直徑為6mm至8mm。
4.如權(quán)利要求1至3中任意一項(xiàng)所述的用于沼氣提純的吸收塔，其特征在于，在所述塔體內(nèi)還設(shè)有除霧器，所述除霧器鄰近所述出氣口下方設(shè)置。
【文檔編號(hào)】B01D53/18GK203694886SQ201420053282
【公開日】2014年7月9日 申請(qǐng)日期:2014年1月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月27日
【發(fā)明者】張良 申請(qǐng)人:北京金宇藍(lán)天生態(tài)能源科技開發(fā)有限公司