專利名稱：沼氣提純冷水系統(tǒng)以及工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及沼氣提純浄化中水系統(tǒng)領(lǐng)域，具體是涉及一種沼氣提純中冷凍水混合系統(tǒng)以及エ藝。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有冷凍水エ藝是從吸收塔完成吸收后，水系統(tǒng)采用循環(huán)水系統(tǒng)。如圖1所示，在吸收塔I完成吸收后，洗滌液從吸收塔I塔底去往ー級解析塔2。經(jīng)過ー級解析的洗滌液減壓至常壓后進(jìn)入ニ級解析塔3。エ藝水在ニ級解析塔3中解析后經(jīng)エ藝水泵4加壓后進(jìn)入冷水機(jī)組5冷卻至8°C后再打入吸收塔1，完成整個(gè)水系統(tǒng)的循環(huán)。由于水路壓カ較高，流 量較大，所以配套使用的冷水機(jī)組5要求較高，其成本相應(yīng)較高。由于沼氣提純流程中エ藝水的特殊性流量大、溫差小，其エ藝并不適合標(biāo)配備準(zhǔn)冷水機(jī)組，而是只能定制非標(biāo)冷水機(jī)組。這就存在設(shè)備費(fèi)用高、需頻繁開停機(jī)、設(shè)備損耗大等缺點(diǎn)。沼氣提純是利用甲烷和ニ氧化碳在洗滌液中的溶解度不同，在一定的操作條件下在吸收塔用洗滌液將ニ氧化碳吸收，經(jīng)過兩級解析將洗滌液中的ニ氧化碳釋放，洗滌液返回吸收塔完成循環(huán)。目前用于沼氣提純的水混合裝置一般采用水泥池。但這樣的辦法容易導(dǎo)致エ藝循環(huán)水里面混進(jìn)固體雜質(zhì)，可能會(huì)導(dǎo)致不必要的故障或停車，也不利于エ藝循環(huán)水溫度的控制，會(huì)導(dǎo)致冷水機(jī)組的負(fù)荷加大，能耗增加；并且エ藝循環(huán)水溫度不容易控制，也會(huì)導(dǎo)致對各氣體組分的溶解度不容易控制，造成成品氣的純度不穩(wěn)定。沼氣提純エ藝中，水溫對產(chǎn)品純度的影響很大，要求エ藝循環(huán)水水溫度變化小，并且對エ藝循環(huán)水的流量也需要很大，這就使得對溫度的控制要求很高，用冷水罐結(jié)構(gòu)，加夕卜保溫層，可以更容易實(shí)現(xiàn)對水溫的控制。只是該エ藝不適合采用標(biāo)準(zhǔn)配備冷水機(jī)組，只能定制非標(biāo)冷水機(jī)組，這就導(dǎo)致設(shè)備費(fèi)用大大提高，如果水溫不穩(wěn)定，會(huì)造成頻繁開停機(jī)，設(shè)備損耗大。而使用冷水罐結(jié)構(gòu)，容易保持產(chǎn)品純度穩(wěn)定和系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，節(jié)省運(yùn)行成本。所以在沼氣提純浄化裝置中，冷水罐是系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備，設(shè)計(jì)的好壞決定著整套提純浄化裝置的性能。冷水罐冷熱水混合不均勻時(shí)，冷水機(jī)組就會(huì)消耗更大的能量，提高了運(yùn)行成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供ー種沼氣提純冷水系統(tǒng)及エ藝，降低冷水機(jī)組的負(fù)荷，減少運(yùn)行成本。本發(fā)明的技術(shù)方案是
沼氣提純冷水系統(tǒng)，包括通過管路依次連接的吸收塔、ー級解析塔、ニ級解析塔、冷水機(jī)組和エ藝水泵，還包括冷水罐和循環(huán)水泵，冷水罐的ー側(cè)設(shè)有常溫エ藝水管ロ和低溫エ藝水管ロ ；ニ級解析塔下側(cè)設(shè)有兩個(gè)出水ロ ；ニ級解析塔的其中ー個(gè)出水ロ通過管路依次與循環(huán)水泵、冷水機(jī)組以及冷水罐的低溫エ藝水管ロ連接，ニ級解析塔的另ー出水ロ通過管路直接與冷水罐的常溫エ藝水管ロ連接；冷水罐的另一側(cè)設(shè)有出水管ロ，所述出水管ロ通過管路與エ藝水泵連接，エ藝水泵與吸收塔上側(cè)入口連接。所述冷水罐包括筒體和連接在筒體左右兩端的封頭，左端封頭上設(shè)有常溫エ藝水管口和低溫エ藝水管ロ，右端封頭設(shè)有出水管，所述筒體中部豎向設(shè)有兩塊以上的折流板，所述的折流板從左向右依次設(shè)置，相鄰折流板的間距為筒體總長度的20% 40%，所述折流板包括第一折流板和第二折流板，所述第一折流板為所述折流板中最左側(cè)的折流板；所述第一折流板位于冷水罐底部，第一折流板高度為筒體直徑的1/2 2/3，位于筒體底部的折流板底部設(shè)有過水孔；所述第二折流板位于筒體的中部，第二折流板的高度為筒體直徑的1/3 1/2。所述第一折流板高度為筒體直徑的2/3，第二折流板的高度為筒體直徑的1/2。所述筒體中部豎向設(shè)的折流板的面積依次變小。所述筒體上包裹有保溫層。沼氣提純冷凍水エ藝，采用循環(huán)水系統(tǒng)，洗滌液在吸收塔完成吸收后，從吸收塔塔底去往ー級解析塔，經(jīng)過ー級解析的洗滌液減壓至常壓后進(jìn)入ニ級解析塔，在ニ級解析塔中解析的エ藝水分為兩部分，其中一部分自流至冷水罐，這一部分エ藝水分稱為自流エ藝水另一部分經(jīng)冷水機(jī)組冷卻，稱為冷凍エ藝水，自流エ藝水和冷凍エ藝水在冷水罐中混合后將溫度降低到預(yù)定溫度，然后經(jīng)エ藝水泵完成冷凍水的循環(huán)，出冷水罐的水經(jīng)エ藝水泵經(jīng)打入吸收塔，完成整個(gè)水系統(tǒng)的循環(huán)。ニ級解析塔中解析的エ藝水流向冷水罐和冷水機(jī)組的流量比例分別為自流エ藝水占50%-90%，冷凍エ藝水占10%-50%。自流エ藝水占70%_90%。所述預(yù)定溫度的溫度范圍為0_40°C。所述ニ級解析塔的操作壓カ為0-0. 6Mpa。本發(fā)明大大降低了冷水機(jī)組的負(fù)荷，達(dá)到減少運(yùn)行成本的效果。本發(fā)明的エ藝是基于沼氣提純工程，選用的冷水機(jī)投資小、運(yùn)行費(fèi)用低、設(shè)備損耗小，并且安全有效，系統(tǒng)運(yùn)行可靠，符合節(jié)能降耗的要求。使用冷水罐エ藝與不使用冷水罐エ藝相比，使用冷水罐エ藝更有利于保證產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)，同時(shí)也降低了冷水機(jī)組能耗，大量節(jié)約了運(yùn)行成本。采用使用冷水罐エ藝，在科學(xué)性、先進(jìn)性比以往均有提高，為今后在沼氣提純凈化工藝提供了ー種更穩(wěn)定的技術(shù)，針對目前國內(nèi)的大量沼氣提純凈化設(shè)備市場有著廣闊的應(yīng)用空間。本發(fā)明的冷水罐的優(yōu)點(diǎn)如下1、以前使用的是地下結(jié)構(gòu)的混凝土儲(chǔ)水池，混凝土儲(chǔ)水池?zé)o法移動(dòng)，調(diào)整不方便。本發(fā)明是地上結(jié)構(gòu)，使用不銹鋼或碳鋼(加內(nèi)防腐層)，移動(dòng)方便。2、混凝土儲(chǔ)水池保溫效果差，水溫不容易控制。本發(fā)明外層加上保溫層，熱損失小，水溫易控制。3、混凝土儲(chǔ)水池容易混入固體顆粒。本發(fā)明是全封閉結(jié)構(gòu)，外界雜質(zhì)不會(huì)混入エ藝循環(huán)水。 4、本發(fā)明的冷水罐內(nèi)加三層折流板，使エ藝循環(huán)水更加充分混合。本發(fā)明的冷水罐分常溫エ藝水管ロ(エ藝管)和低溫エ藝水管ロ，讓溫度不同的水在冷水罐中充分混合，將溫度降低到預(yù)定的溫度。這樣就大大降低了冷水機(jī)組的負(fù)荷，達(dá)到減少運(yùn)行成本的效果。經(jīng)過冷水罐的緩沖，也達(dá)到調(diào)節(jié)エ藝系統(tǒng)內(nèi)水流量穩(wěn)定的作用。從而使水泵和冷水機(jī)組等動(dòng)設(shè)備的運(yùn)行更加穩(wěn)定，減少故障發(fā)生，延長設(shè)備壽命。本發(fā)明的冷水機(jī)組為定制標(biāo)準(zhǔn)冷水機(jī)組。傳統(tǒng)冷水機(jī)組的特點(diǎn)為大溫差、小流量。而對于沼氣提純中使用的冷水機(jī)組的要求為小溫差、大流量，因此無法使用標(biāo)準(zhǔn)冷水機(jī)組，就需要定制非標(biāo)準(zhǔn)冷水機(jī)組。在ニ級解析塔中解析的エ藝水分為兩部分，一部分自流至冷水罐，這一部分エ藝水稱為自流エ藝水另一部分經(jīng)冷水機(jī)組冷卻，稱之為冷凍エ藝水。兩部分的比例分配為50%-90%自流至冷水罐(優(yōu)選的比例為70%-90%)，10%-50% 去冷水機(jī)組。自流エ藝水和冷凍エ藝水在冷水罐中混合將溫度降低到預(yù)定的溫度。相比以前的エ藝，以前的エ藝只有一路直接送入吸收塔エ藝水，功耗大，且不能滿足要求，本發(fā)明將エ藝水分為兩部分然后送入冷水罐混合，冷水罐送出的水的溫度可以滿足生產(chǎn)的要求。


圖1是現(xiàn)有エ藝的示意 圖2是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意 圖3是冷水罐的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式如圖2所示，本發(fā)明包括通過管路依次連接的吸收塔1、ー級解析塔2、ニ級解析塔3，還包括冷水罐6、循環(huán)水泵7、冷水機(jī)組5，ニ級解析塔3下側(cè)設(shè)有兩個(gè)出水ロ；冷水罐6的左側(cè)設(shè)有常溫エ藝水管ロ 64和低溫エ藝水管ロ 65，冷水罐6的右側(cè)設(shè)有出水管ロ。ニ級解析塔3的其中一出水ロ通過管路與循環(huán)水泵7、冷水機(jī)組5以及冷水罐6的低溫エ藝水管ロ65連接，ニ級解析塔3的另ー出水ロ通過管路直接與冷水罐6的常溫エ藝水管ロ 64連接。冷水罐6右側(cè)的出水管ロ通過管路與エ藝水泵4連接，エ藝水泵4與吸收塔I上側(cè)入口連接。本發(fā)明水系統(tǒng)采用循環(huán)水系統(tǒng)，在吸收塔I完成吸收后，洗滌液從吸收塔I塔底去往ー級解析塔2。經(jīng)過ー級解析的洗滌液減壓至常壓后進(jìn)入ニ級解析塔3，ニ級解析塔3的操作壓カ為0-0. 6Mpa。在ニ級解析塔3中解析的エ藝水分為兩部分，一部分自流至冷水罐6，這一部分エ藝水分稱為自流エ藝水另一部分經(jīng)冷水機(jī)組冷卻，稱之為冷凍エ藝水。兩部分的比例分配為50%-90%自流至冷水罐6 (優(yōu)選的比例為70%-90%)，10%-50%去冷水機(jī)組5。自流エ藝水和冷凍エ藝水在冷水罐6中混合后將溫度降低到預(yù)定的溫度。然后經(jīng)エ藝水泵4完成冷凍水的循環(huán)。出冷水罐6的水經(jīng)エ藝水泵4經(jīng)打入吸收塔1，完成整個(gè)水系統(tǒng)的循環(huán)。如圖3所示，冷水罐6為臥式常壓容器，采用不銹鋼或碳鋼(加內(nèi)防腐層)，內(nèi)部設(shè)置折流板。冷水罐使用臥式常壓容器的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，采用圓筒加橢圓形封頭結(jié)構(gòu)，
冷水罐6包括筒體61和連接在筒體左右兩端的左端封頭62、右端封頭63，左端封頭62上設(shè)有進(jìn)水的常溫エ藝水管ロ 64和低溫エ藝水管ロ 65，右端封頭63設(shè)有出水管66。
筒體61上部設(shè)置檢修人孔和排氣ロ，底部設(shè)置排污ロ，筒體61左右兩端分別設(shè)置液位計(jì)。折流板的數(shù)量根據(jù)筒體61的大小設(shè)定2 5塊，相鄰折流板的間距為筒體61總長度的20% 40%。折流板包括從左向右豎向設(shè)置的第一折流板67、第二折流板68、第三折流板69。第一折流板67位于筒體I底部，高度為筒體61直徑的2/3 ;第二折流板68位于筒體61中部，高度為筒體61直徑的1/2 ;第三折流板69的面積小于第二折流板68，其他折流板依次排列，面積依次減小。位于筒體I底部的折流板(如第一折流板67、第三折流板69)底部設(shè)有過水孔，以保證每個(gè)折流板所隔的空間都有水。使冷水和熱水經(jīng)過折流后充分混合，保證溫度的平穩(wěn)。相對于水泥池的結(jié)構(gòu)，冷水罐是可移動(dòng)結(jié)構(gòu)，對于安裝和布局都更加容易。冷水罐外加保溫層，更有利于水溫的控制。冷水罐6內(nèi)部設(shè)置三層折流板，使冷水和熱水經(jīng)過折流后充分混合，保證溫度的 平穩(wěn)?？梢宰寽囟炔煌乃诶渌?中充分混合，將溫度降低到預(yù)定的溫度。經(jīng)冷水機(jī)組降低到預(yù)定的溫度，預(yù)定溫度的范圍為0-40°C。大大降低了冷水機(jī)組5的負(fù)荷，達(dá)到減少運(yùn)行成本的效果。經(jīng)過冷水罐6的緩沖，也達(dá)到調(diào)節(jié)エ藝系統(tǒng)內(nèi)水流量穩(wěn)定的作用。從而使各水泵和冷水機(jī)組6等動(dòng)設(shè)備的運(yùn)行更加穩(wěn)定，減少故障發(fā)生，延長設(shè)備壽命。本發(fā)明的實(shí)際實(shí)施例
在40000N m3/d沼氣提純中，需要20萬大卡冷水機(jī)，標(biāo)準(zhǔn)的冷水機(jī)組冷凍水進(jìn)出ロ溫度12/TC，蒸發(fā)器水流量為40m3/h，而40000N m3/d沼氣提純中エ藝水流量為135 m3/h，所需溫差為1°C。標(biāo)準(zhǔn)的冷水機(jī)組不能滿足需要，因此定制制冷量為20萬大卡、蒸發(fā)器水流量為40m3/h、冷凍水進(jìn)出口溫差為1°C的冷水機(jī)。在40000N m3/d沼氣提純中，95 m3/h的エ藝水通過ニ級解析塔3底部自流入冷水罐6，40m3/h的エ藝水由循環(huán)水泵I將其先送入冷水機(jī)組5，然后進(jìn)入冷水罐6與之混合。
權(quán)利要求
1.沼氣提純冷水系統(tǒng)，包括通過管路依次連接的吸收塔、一級解析塔、二級解析塔、冷水機(jī)組和工藝水泵，其特征在于還包括冷水罐和循環(huán)水泵，冷水罐的一側(cè)設(shè)有常溫工藝水管口和低溫工藝水管口 ；二級解析塔下側(cè)設(shè)有兩個(gè)出水口 ；二級解析塔的其中一個(gè)出水口通過管路依次與循環(huán)水泵、冷水機(jī)組以及冷水罐的低溫工藝水管口連接，二級解析塔的另一出水口通過管路直接與冷水罐的常溫工藝水管口連接；冷水罐的另一側(cè)設(shè)有出水管口，所述出水管口通過管路與工藝水泵連接，工藝水泵與吸收塔上側(cè)入口連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的沼氣提純冷水系統(tǒng)，其特征在于所述冷水罐包括筒體和連接在筒體左右兩端的封頭，左端封頭上設(shè)有常溫工藝水管口和低溫工藝水管口，右端封頭設(shè)有出水管，所述筒體中部豎向設(shè)有兩塊以上的折流板，所述的折流板從左向右依次設(shè)置，相鄰折流板的間距為筒體總長度的20% 40%，所述折流板包括第一折流板和第二折流板，所述第一折流板為所述折流板中最左側(cè)的折流板；所述第一折流板位于冷水罐底部，第一折流板高度為筒體直徑的1/2 2/3，位于筒體底部的折流板底部設(shè)有過水孔；所述第二折流板位于筒體的中部，第二折流板的高度為筒體直徑的1/3 1/2。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的沼氣提純冷水系統(tǒng)，其特征在于所述第一折流板高度為筒體直徑的2/3，第二折流板的高度為筒體直徑的1/2。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的沼氣提純冷水系統(tǒng)，其特征在于所述筒體中部豎向設(shè)的折流板的面積依次變小。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的沼氣提純冷水系統(tǒng)，其特征在于所述筒體上包裹有保溫層。
6.采用權(quán)利要求f5所述沼氣提純冷水系統(tǒng)的沼氣提純冷凍水工藝，其特征在于采用循環(huán)水系統(tǒng)，洗滌液在吸收塔完成吸收后，從吸收塔塔底去往一級解析塔，經(jīng)過一級解析的洗滌液減壓至常壓后進(jìn)入二級解析塔，在二級解析塔中解析的工藝水分為兩部分，其中一部分自流至冷水罐，這一部分工藝水分稱為自流工藝水另一部分經(jīng)冷水機(jī)組冷卻，稱為冷凍工藝水，自流工藝水和冷凍工藝水在冷水罐中混合后將溫度降低到預(yù)定溫度，然后經(jīng)工藝水泵完成冷凍水的循環(huán)，出冷水罐的水經(jīng)工藝水泵經(jīng)打入吸收塔，完成整個(gè)水系統(tǒng)的循環(huán)。
7.如權(quán)利要求6所述的沼氣提純冷凍水工藝，其特征在于二級解析塔中解析的工藝水流向冷水罐和冷水機(jī)組的流量比例分別為自流工藝水占50%-90%，冷凍工藝水占10%-50%。
8.如權(quán)利要求7所述的沼氣提純冷凍水工藝，其特征在于自流工藝水占70%-90%。
9.如權(quán)利要求6或7所述的沼氣提純冷凍水工藝，其特征在于所述預(yù)定溫度的溫度范圍為0-40°C。
10.如權(quán)利要求6或7所述的沼氣提純冷凍水工藝，其特征在于所述二級解析塔的操作壓力為0-0. 6Mpa。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種沼氣提純冷水系統(tǒng)，包括通過管路依次連接的吸收塔、一級解析塔、二級解析塔、冷水機(jī)組和工藝水泵，還包括冷水罐和循環(huán)水泵，冷水罐的一側(cè)設(shè)有常溫工藝水管口和低溫工藝水管口；二級解析塔下側(cè)設(shè)有兩個(gè)出水口；二級解析塔的其中一個(gè)出水口通過管路依次與循環(huán)水泵、冷水機(jī)組以及冷水罐的低溫工藝水管口連接，二級解析塔的另一出水口通過管路直接與冷水罐的常溫工藝水管口連接；冷水罐的另一側(cè)設(shè)有出水管口，所述出水管口通過管路與工藝水泵連接，工藝水泵與吸收塔上側(cè)入口連接。本發(fā)明大大降低了冷水機(jī)組的負(fù)荷，達(dá)到減少運(yùn)行成本的效果。本發(fā)明的工藝是基于沼氣提純工程，選用的冷水機(jī)投資小、運(yùn)行費(fèi)用低、設(shè)備損耗小，并且安全有效，系統(tǒng)運(yùn)行可靠，符合節(jié)能降耗的要求。
文檔編號C10L3/10GK103013601SQ20121049072
公開日2013年4月3日 申請日期2012年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月28日
發(fā)明者康相江, 郭小衛(wèi), 王好民, 宋真真, 張曉戈 申請人:開封黃河空分集團(tuán)有限公司