RU2460575C1 - Method of splitting biogas and purifying components thereof - Google Patents
Method of splitting biogas and purifying components thereof Download PDFInfo
- Publication number
- RU2460575C1 RU2460575C1 RU2011110159/05A RU2011110159A RU2460575C1 RU 2460575 C1 RU2460575 C1 RU 2460575C1 RU 2011110159/05 A RU2011110159/05 A RU 2011110159/05A RU 2011110159 A RU2011110159 A RU 2011110159A RU 2460575 C1 RU2460575 C1 RU 2460575C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- carbon dioxide
- biogas
- carried out
- atomic oxygen
- atomic
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 23
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 94
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 46
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 claims abstract description 45
- HZAXFHJVJLSVMW-UHFFFAOYSA-N 2-Aminoethan-1-ol Chemical compound NCCO HZAXFHJVJLSVMW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 28
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 24
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 18
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 claims abstract description 12
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 claims abstract description 7
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 claims abstract description 6
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 4
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims abstract description 4
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims description 8
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims description 8
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 7
- 238000004332 deodorization Methods 0.000 claims description 6
- 238000003973 irrigation Methods 0.000 claims description 6
- 230000002262 irrigation Effects 0.000 claims description 6
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 6
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims description 6
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 4
- 239000010865 sewage Substances 0.000 abstract description 3
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 19
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 description 9
- 238000003763 carbonization Methods 0.000 description 5
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 5
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 4
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 3
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 3
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 3
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 3
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 3
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000011089 carbon dioxide Nutrition 0.000 description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 2
- 230000029087 digestion Effects 0.000 description 2
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 description 2
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 description 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 2
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 2
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 2
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- KZBUYRJDOAKODT-UHFFFAOYSA-N Chlorine Chemical compound ClCl KZBUYRJDOAKODT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005273 aeration Methods 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 230000033558 biomineral tissue development Effects 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 235000014171 carbonated beverage Nutrition 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 230000001877 deodorizing effect Effects 0.000 description 1
- 238000003795 desorption Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000010791 domestic waste Substances 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000002906 microbiologic effect Effects 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 235000019645 odor Nutrition 0.000 description 1
- SATVIFGJTRRDQU-UHFFFAOYSA-N potassium hypochlorite Chemical class [K+].Cl[O-] SATVIFGJTRRDQU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000012047 saturated solution Substances 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
- Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
Landscapes
- Gas Separation By Absorption (AREA)
- Treating Waste Gases (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к экологической биотехнологии и может быть использовано для рационального использования биогаза в процессе очистки сточной воды.The invention relates to environmental biotechnology and can be used for the rational use of biogas in the process of wastewater treatment.
В настоящее время на станциях аэрации очистки сточных вод существует актуальная проблема переработки осадка. В результате его сбраживания в метантенках в больших количествах выделяется биогаз, состоящий на 70% из метана и на 30% из углекислого газа. На данный момент биогаз из метантенков идет непосредственно на сжигание. С целью более эффективного его использования необходимо разделить его на составляющие компоненты.Currently, sewage treatment aeration stations have an urgent problem of sludge processing. As a result of its fermentation in large digesters, biogas is released in large quantities, consisting of 70% methane and 30% carbon dioxide. At the moment, biogas from digesters goes directly to combustion. In order to use it more efficiently, it is necessary to divide it into its constituent components.
Известен способ для выделения двуокиси углерода из дымовых газов, в котором дымовой газ, предварительно охлажденный до температуры, значительно меньше точки росы, абсорбируют, после чего подогретый, за счет тепла конденсации водяных паров насыщенный углекислый газ десорбируют, предварительно осуществив процесс дросселирования, а затем десорбированный диоксид углерода охлаждают, в результате чего водяные пары конденсируются, а неконденсировавшаяся часть, состоящая из газообразного углекислого газа, осушается и поступает потребителю в качестве готового продукта, после цикл повторяется. (Патент РФ №2343962, МПК B01D 53/14, B01D 53/62, опубл. 27.08.2008 г.)A known method for the separation of carbon dioxide from flue gases, in which the flue gas, pre-cooled to a temperature much less than the dew point, is absorbed, then heated, due to the heat of condensation of water vapor, the saturated carbon dioxide is desorbed, having previously performed the throttling process, and then desorbed carbon dioxide is cooled, as a result of which water vapor condenses, and the non-condensed part, consisting of gaseous carbon dioxide, is dried and supplied to the consumer as a finished product after the cycle is repeated. (RF patent No. 2343962, IPC B01D 53/14, B01D 53/62, published on 08.27.2008)
Недостатком известного способа является сложное технологическое построение процесса, а также низкая эффективность абсорбции, обусловленная использованием насадочных колонн.The disadvantage of this method is the complex technological construction of the process, as well as low absorption efficiency due to the use of packed columns.
Известен способ получения диоксида углерода из дымовых газов, в котором сжатый, осушенный и охлажденный за счет рекуперативного теплообмена с обратным отбросным потоком дымовой газ, получаемый сжиганием углеводородного топлива, детандируют, а затем из полученного газа низкого давления выделяют твердую фазу диоксида углерода, при этом в процессе сепарации твердой фазы диоксида углерода газ охлаждают за счет теплообмена с испаряющимся потоком сжиженного газа. (Патент РФ №2350556, МКП С01В 31/20, F25J 3/00, опубл. 27.03.2009 г.)A known method of producing carbon dioxide from flue gases, in which the flue gas obtained by burning hydrocarbon fuel is compressed, dried and cooled by recuperative heat exchange with a reverse waste stream, is expanded, and then the solid phase of carbon dioxide is isolated from the resulting low pressure gas, During the separation of the solid phase of carbon dioxide, the gas is cooled by heat exchange with an evaporating stream of liquefied gas. (RF patent No. 2350556, MCP СВВ 31/20, F25J 3/00, publ. March 27, 2009)
Недостатком известного способа является недостаточно высокая степень очистки от углекислого газа и рост энергозатрат при очистке газов с высоким содержание углекислого газа.The disadvantage of this method is the insufficiently high degree of purification from carbon dioxide and the increase in energy consumption when cleaning gases with a high content of carbon dioxide.
Известен способ утилизации биогаза, получаемого в метантенках, заключающийся в том, что биогаз обрабатывают раствором моноэтаноламина, который абсорбирует углекислый газ, полученный раствор моноэтаноламина направляют на регенерацию, где из него за счет подогрева и снижения давления десорбируют углекислый газ, и после охлаждения проводят биологическую дезодорацию углекислого газа, затем промывают окислителем, выделенный из биогаза метан утилизируют, биологическую дезодорацию углекислого газа осуществляют путем непрерывного орошения потока углекислого газа активным илом, получаемым при вторичном отстаивании в процессе очистки сточных вод. (Заявка РФ на изобретение №2009124324, МПК B01D 53/62, опубл. 10.01.2011 г.)A known method of utilizing biogas obtained in digesters is that the biogas is treated with a solution of monoethanolamine, which absorbs carbon dioxide, the resulting solution of monoethanolamine is sent to regeneration, where carbon dioxide is desorbed by heating and pressure reduction, and biological deodorization is carried out after cooling carbon dioxide, then washed with an oxidizing agent, methane extracted from biogas is disposed of, biological carbon deodorization is carried out by continuous irrigation I flow of carbon dioxide with activated sludge obtained during secondary sedimentation during wastewater treatment. (Application of the Russian Federation for the invention No. 2009124324, IPC B01D 53/62, publ. 10.01.2011)
Недостатком известного способа является недостаточно полная дезодорация и очистка углекислого газа.The disadvantage of this method is not sufficiently complete deodorization and purification of carbon dioxide.
Технической задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является создание способа очистки и дезодорации углекислого газа, обеспечивающего получение углекислого газа повышенного качества, позволяющего его использовать для пищевых и медицинских целей. Поставленная задача решается тем, что в способе разделения биогаза и очистки его составляющих, заключающемся в том, что биогаз обрабатывают раствором моноэтаноламина, который абсорбирует углекислый газ, полученный раствор моноэтаноламина с абсорбированным углекислым газом направляют на регенерацию, где из него за счет подогрева и снижения давления десорбируют углекислый газ, его охлаждают, проводят биологическую дезодорацию углекислого газа, обрабатывают окислителем, выделенный из биогаза метан утилизируют, согласно предложенному изобретению обработку окислителем осуществляют, по крайней мере, в две стадии, на первой стадии обрабатывают атомарным кислородом, который используют в качестве окислителя, на второй стадии обработку осуществляют атомарным кислородом и атомарным хлором.The technical problem to be solved by the claimed invention is directed is the creation of a method for cleaning and deodorizing carbon dioxide, providing carbon dioxide of high quality, allowing it to be used for food and medical purposes. The problem is solved in that in the method of separation of biogas and purification of its components, which consists in the fact that the biogas is treated with a solution of monoethanolamine, which absorbs carbon dioxide, the resulting solution of monoethanolamine with absorbed carbon dioxide is sent to regeneration, where from it by heating and reducing pressure carbon dioxide is desorbed, it is cooled, biological deodorization of carbon dioxide is carried out, it is treated with an oxidizing agent, methane extracted from biogas is disposed of, as proposed and According to the invention, the oxidizing treatment is carried out in at least two stages, in the first stage they are treated with atomic oxygen, which is used as an oxidizing agent, in the second stage, the treatment is carried out with atomic oxygen and atomic chlorine.
Кроме того, на первой стадии окисления обработку углекислого газа осуществляют атомарным кислородом при его концентрации 0,5-2,5 мг/л с плотностью орошения 20-45 м3/м2·ч при гидравлическом сопротивлении по газовой фазе 400 Па в вихревом массообменном аппарате, включающем цилиндрический корпус с отверстиями, патрубки для ввода и вывода газа и жидкости, распределительный диск с тангенциальными пазами, регулировочный стакан, выполненный с окнами и вращающийся вокруг оси.In addition, at the first stage of oxidation, carbon dioxide is treated with atomic oxygen at a concentration of 0.5-2.5 mg / l with an irrigation density of 20-45 m 3 / m 2 · h with a hydraulic resistance of 400 Pa in the gas phase in a vortex mass transfer apparatus, including a cylindrical body with holes, nozzles for input and output of gas and liquid, a distribution disk with tangential grooves, an adjusting cup made with windows and rotating around an axis.
Кроме того, на второй стадии окисления обработку углекислого газа осуществляют атомарным кислородом в концентрации 0,5-1,2 мг/л и атомарным хлором в концентрации 1-5 мг/л в вихревом массообменном аппарате, включающем цилиндрический корпус с отверстиями, патрубки для ввода и вывода газа и жидкости, распределительный диск с тангенциальными пазами, регулировочный стакан, выполненный с окнами и вращающийся вокруг оси, который дополнительно снабжен сеткой, концентрически и вплотную размещенной на внутренней стенке цилиндрического корпуса, при этом ширина сетки составляет не менее 0,05 диаметра цилиндрического корпуса. Наличие сетки увеличивает время пребывания в аппарате жидкой фазы, за счет чего повышается эффективность окисления.In addition, in the second stage of oxidation, the treatment of carbon dioxide is carried out with atomic oxygen at a concentration of 0.5-1.2 mg / l and atomic chlorine at a concentration of 1-5 mg / l in a vortex mass transfer apparatus, including a cylindrical body with holes, nozzles for input and the outlet of gas and liquid, a distribution disk with tangential grooves, an adjusting cup made with windows and rotating around an axis, which is additionally equipped with a grid concentrically and closely located on the inner wall of the cylindrical body, mesh width that is not less than 0.05 diameter of the cylindrical housing. The presence of the grid increases the residence time of the liquid phase in the apparatus, thereby increasing the oxidation efficiency.
Техническим результатом, достижение которого обеспечивается всей заявляемой совокупностью существенных признаков, является повышение эффективности очистки углекислого газа в процессе утилизации биогаза.The technical result, the achievement of which is ensured by the entire claimed combination of essential features, is to increase the efficiency of carbon dioxide purification in the process of biogas utilization.
Изобретение поясняется фиг.1, где представлена схема осуществления способа.The invention is illustrated in figure 1, which presents a diagram of the method.
Заявляемый способ осуществляется следующим образом.The inventive method is as follows.
При очистке сточных вод образуется сырой осадок при первичном отстаивании и избыточный активный ил из вторичных отстойников. Обработка осадка осуществляется методом анаэробного сбраживания в метантенках при различных температурах. В процессе минерализации выделяется биогаз, включающий около 70% метана и 30% углекислого газа.During wastewater treatment, a crude precipitate forms during primary sedimentation and excess activated sludge from the secondary sumps. Sludge treatment is carried out by anaerobic digestion in digesters at various temperatures. In the process of mineralization, biogas is released, which includes about 70% methane and 30% carbon dioxide.
Биогаз с начальным содержанием 30% СО2 из метантенка 1 через газгольдер 2 и теплообменник 3 при температуре 40°С поступает в абсорбер 4. В абсорбере 4 углекислый газ обрабатывают 20%-ным водным раствором моноэтаноламина. Абсорбер 4 работает при давлении 2,64 МПа, нижняя его часть орошается груборегенерированным раствором моноэтаноламина (МЭА) со степенью карбонизации α от 0,30 до 0,35 кмоль CO2/кмоль МЭА, а верхняя часть абсорбера 4 орошается тонкорегенерированным раствором со степенью карбонизации α, равной 0,1 кмоль СО2/кмоль МЭА.Biogas with an initial content of 30% CO 2 from methane tank 1 through gas tank 2 and heat exchanger 3 at a temperature of 40 ° C enters absorber 4. In absorber 4, carbon dioxide is treated with a 20% aqueous solution of monoethanolamine. Absorber 4 operates at a pressure of 2.64 MPa, its lower part is irrigated with a coarsely regenerated solution of monoethanolamine (MEA) with a degree of carbonization α from 0.30 to 0.35 kmol of CO 2 / kmol of MEA, and the upper part of absorber 4 is irrigated with a finely regenerated solution with a degree of carbonization α equal to 0.1 kmol of CO 2 / kmol of MEA.
Пройдя абсорбер 4, биогаз очищается до концентрации углекислого газа 0,1% об., а раствор моноэтаноламина (МЭА) насыщается углекислым газом до степени карбонизации α, равной 0,65 кмоль СО2/кмоль МЭА.Having passed the absorber 4, the biogas is purified to a carbon dioxide concentration of 0.1% vol., And the monoethanolamine (MEA) solution is saturated with carbon dioxide to a carbonization degree α equal to 0.65 kmol of CO 2 / kmol of MEA.
Насыщенный углекислым газом раствор моноэтаноламина (МЭА) после выхода из абсорбера 4, перед регенерацией дросселируют (давление в трубопроводе сбрасывают от 2,64 МПа до 0,24 МПа). Это увеличивает коэффициенты теплоотдачи. Причем процесс дросселирования проводят только после теплообменников, иначе при повышенной температуре начинается десорбция газов, ухудшающая условия теплообмена.The carbon monoxide-saturated solution of monoethanolamine (MEA), after exiting the absorber 4, is throttled before regeneration (pressure in the pipeline is released from 2.64 MPa to 0.24 MPa). This increases the heat transfer coefficients. Moreover, the throttling process is carried out only after heat exchangers, otherwise at an elevated temperature, desorption of gases begins, worsening the heat transfer conditions.
Далее полученный насыщенный углекислым газом раствор моноэтаноламина при температуре 60-65°С подают в регенератор 5. Регенератор работает под давлением 0,24 МПа. С целью более полной рекуперации тепла поток полученного раствора моноэтаноламина разделяют на три части.Next, the obtained carbonated gas solution of monoethanolamine at a temperature of 60-65 ° C is fed into the regenerator 5. The regenerator operates under a pressure of 0.24 MPa. In order to more fully recover heat, the stream of the obtained monoethanolamine solution is divided into three parts.
Первую часть потока, составляющую около 10% от общего объема полученного раствора моноэтаноламина, подают в верхнюю часть регенератора, служащую для охлаждения выходящих газов и улавливания паров моноэтаноламина. Вторую часть потока, составляющую около 45% полученного раствора моноэтаноламина, нагревают до температуры 90-95°С отходящим груборегенерированным раствором. Третью часть потока, составляющую 45% полученного раствора моноэтаноламина, нагревают до температуры 104-107°С и подают в среднюю часть регенератора ниже первых двух частей потока.The first part of the stream, comprising about 10% of the total volume of the obtained monoethanolamine solution, is fed to the upper part of the regenerator, which serves to cool the exhaust gases and to trap the vapor of monoethanolamine. The second part of the stream, comprising about 45% of the obtained monoethanolamine solution, is heated to a temperature of 90-95 ° C with a crudely regenerated outgoing solution. The third part of the stream, comprising 45% of the obtained monoethanolamine solution, is heated to a temperature of 104-107 ° C and served in the middle part of the regenerator below the first two parts of the stream.
В верхней части регенератора 5 за счет резкого снижения давления и повышения температуры происходит десорбция углекислого газа из полученного раствора моноэтаноламина и отдувка его парами, поднимающимися из нижней части регенератора 5. В результате происходит грубая регенерация раствора до степени карбонизации α от 0,3 до 0,35 кмоль СО2/кмоль МЭА. Половину этого раствора отбирают, охлаждают и при температуре 40°С подают на орошение нижней части абсорбера 4.In the upper part of the regenerator 5, due to a sharp decrease in pressure and an increase in temperature, carbon dioxide is desorbed from the obtained monoethanolamine solution and is blown off with vapors rising from the lower part of the regenerator 5. As a result, the solution is coarsely regenerated to a carbonization degree α from 0.3 to 0, 35 kmol of CO 2 / kmol of MEA. Half of this solution is taken off, cooled and, at a temperature of 40 ° C, it is supplied for irrigation of the lower part of the absorber 4.
Остальную часть полученного раствора моноэтаноламина подают в нижнюю часть регенератора 5, где поддерживается температура кипения раствора, и осуществляют процесс регенерации до степени карбонизации α, равной 0,1 кмоль CO2/кмоль МЭА. Тонкорегенерированный раствор после охлаждения подают на орошение верхней части абсорбера 4. Выходящие из регенератора газы охлаждают до 40°С, при этом происходит конденсация водяных паров. Вода возвращается в цикл.The rest of the obtained monoethanolamine solution is fed to the lower part of the regenerator 5, where the boiling point of the solution is maintained, and the regeneration process is carried out to the carbonization degree α equal to 0.1 kmol CO 2 / kmol MEA. After cooling, the finely regenerated solution is fed to the irrigation of the upper part of the absorber 4. The gases leaving the regenerator are cooled to 40 ° С, and water vapor is condensed. Water returns to the cycle.
После регенератора 5 углекислый газ подвергается биологической дезодорации в биоскруббере 6, которую осуществляют с целью устранения всех вторичных запахов.After the regenerator 5, carbon dioxide undergoes biological deodorization in a bioscrubber 6, which is carried out in order to eliminate all secondary odors.
Затем полученный дезодорированный углекислый газ обрабатывают (промывают) окислителями в промывных устройствах 7 и 8, в качестве которых используют массообменные аппараты.Then, the obtained deodorized carbon dioxide is treated (washed) with oxidizing agents in the washing devices 7 and 8, which use mass transfer apparatuses.
Промывание окислителем осуществляют, по крайней мере, в две стадии. В качестве окислителя используют атомарный кислород и атомарный хлор.Washing with an oxidizing agent is carried out in at least two stages. As the oxidizing agent, atomic oxygen and atomic chlorine are used.
Биогаз получается путем анаэробного сбраживания или ферментации биоразлагающихся материалов, в частности сточных вод, бытовых отходов. Биогаз состоит на 50-87% из метана, на 13-50% из СО2, а также примесей, в том числе органических примесей. Наличие следов органических примесей в углекислом газе не позволяет использовать его в пищевой, медицинской отраслях промышленности. Для повышения качества очистки и удаления остатков органики обработку (промываение) углекислого газа окислителем осуществляют, по крайней мере, в две стадии.Biogas is obtained by anaerobic digestion or fermentation of biodegradable materials, in particular sewage, household waste. Biogas consists of 50-87% of methane, 13-50% of CO2, as well as impurities, including organic impurities. The presence of traces of organic impurities in carbon dioxide does not allow its use in the food and medical industries. To improve the quality of purification and removal of organic residues, the treatment (washing) of carbon dioxide with an oxidizing agent is carried out in at least two stages.
На первой стадии промывание (окисление) осуществляют атомарным кислородом (озон, перекись водорода) при его концентрации 0,5-2,5 мг/л в жидкой фазе с плотностью орошения 20-45 м3/м2·ч при гидравлическом сопротивлении по газовой фазе 400 Па в вихревом массообменном аппарате 7, включающем цилиндрический корпус с отверстиями, патрубки для ввода и вывода газа и жидкости, распределительный диск с тангенциальными пазами, регулировочный стакан, выполненный с окнами и вращающийся вокруг оси.At the first stage, washing (oxidation) is carried out with atomic oxygen (ozone, hydrogen peroxide) at a concentration of 0.5-2.5 mg / l in the liquid phase with an irrigation density of 20-45 m 3 / m 2 · h with hydraulic resistance to gas 400 Pa phase in a vortex mass transfer apparatus 7, including a cylindrical body with holes, nozzles for gas and liquid inlet and outlet, a distribution disk with tangential grooves, an adjustment cup made with windows and rotating around an axis.
На второй стадии промывание (окисление) осуществляют атомарным кислородом (озон, перекись водорода) и атомарным хлором (молекулярный хлор, гипохлориты натрия или калия) при концентрациях 0,5-1,2 и 1-5 мг/л соответственно в вихревом массообменном аппарате 8, снабженном сеткой, концентрически и вплотную размещенной на внутренней стенке цилиндрического корпуса, при этом ширина сетки составляет не менее 0,05 диаметра цилиндрического корпуса. Использование массообменного аппарата с сеткой обеспечивает повышение эффективности окисления за счет увеличения времени пребывания в аппарате жидкой фазы. Конструкция массообменного аппарата описана в авторском свидетельстве №1068152 «Массообменный аппарат» (МПК B01D 53/18, опубл. 23.01.1984 г.).In the second stage, washing (oxidation) is carried out with atomic oxygen (ozone, hydrogen peroxide) and atomic chlorine (molecular chlorine, sodium or potassium hypochlorites) at concentrations of 0.5-1.2 and 1-5 mg / l, respectively, in a vortex mass transfer apparatus 8 equipped with a grid concentrically and closely placed on the inner wall of the cylindrical body, while the width of the grid is not less than 0.05 of the diameter of the cylindrical body. The use of a mass transfer apparatus with a grid provides an increase in the oxidation efficiency by increasing the residence time of the liquid phase in the apparatus. The design of the mass transfer apparatus is described in copyright certificate No. 1068152 "Mass transfer apparatus" (IPC B01D 53/18, published on 01/23/1984).
Массообменный аппарат включает цилиндрический корпус с отверстиями, устройство для ввода газа в виде коллектора, охватывающее корпус с наружной стороны, патрубок ввода жидкости, патрубки вывода фаз. Для равномерного распределения жидкости по внутренней поверхности корпуса аппарат снабжен кольцевой камерой, охватывающей цилиндрический корпус в верхней части и соединенной с патрубком ввода жидкости. Аппарат снабжен распределительным диском с тангенциальными пазами и кольцом, прикрепленным сверху к диску, установленными внутри камеры. В цилиндрическом корпусе и регулировочном стакане выполнены окна, совпадающие между собой и расположенные напротив тангенциальных пазов распределительного диска. Регулировочный стакан имеет возможность вращаться вокруг оси.The mass transfer apparatus includes a cylindrical body with holes, a device for introducing gas in the form of a collector, covering the body from the outside, a fluid inlet pipe, phase outlet pipes. For uniform distribution of fluid on the inner surface of the housing, the apparatus is equipped with an annular chamber covering the cylindrical housing in the upper part and connected to the fluid inlet pipe. The device is equipped with a distribution disk with tangential grooves and a ring attached to the top of the disk mounted inside the camera. In a cylindrical body and an adjusting glass, windows are made that coincide with each other and are located opposite the tangential grooves of the distribution disk. The adjustment cup has the ability to rotate around an axis.
Подобные конструкции устройств описаны также в авторских свидетельствах №1560276 «АБСОРБЕР» (МПК B01D 53/18, опубл. 30.04.90 г.), №1797968 «Массообменный аппарат» (МПК B01D 53/18, опубл. 28.02.93 г.).Similar device designs are also described in copyright certificates No. 1560276 ABSORBER (IPC B01D 53/18, publ. 04/30/90), No. 1797968 Mass transfer apparatus (IPC B01D 53/18, publ. 02/28/93) .
Далее углекислый газ подают на охлаждение в охладитель 9 и получают жидкий СО2, который затем утилизируют, например закачивают в баллоны и отправляют на склад на хранение. Полученный предложенным способом углекислый газ может быть использован в пищевой промышленности с целью получения «сухого льда» и газированных напитков, микробиологической и медицинской отраслях промышленности.Next, carbon dioxide is supplied to the cooler 9 for cooling and liquid CO 2 is obtained, which is then disposed of, for example, pumped into cylinders and sent to the warehouse for storage. Obtained by the proposed method, carbon dioxide can be used in the food industry in order to obtain "dry ice" and carbonated drinks, microbiological and medical industries.
Получаемый после доочистки биогаза биометан (90-95% метана, остальное СО2) также утилизируют. Очищенный газ используется в качестве энерго- и теплоносителя. Его состав позволяет перейти к энергосберегающим технологиям и сжигать очищенный биогаз в топках котельных агрегатов 10 либо электростанций, обеспечивая их дешевым высококалорийным газообразным топливом.Obtained after the biogas aftertreatment, biomethane (90-95% methane, the rest СО 2 ) is also disposed of. Purified gas is used as an energy and coolant. Its composition allows you to switch to energy-saving technologies and burn purified biogas in the furnaces of boiler units 10 or power plants, providing them with cheap high-calorie gaseous fuel.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011110159/05A RU2460575C1 (en) | 2011-03-18 | 2011-03-18 | Method of splitting biogas and purifying components thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011110159/05A RU2460575C1 (en) | 2011-03-18 | 2011-03-18 | Method of splitting biogas and purifying components thereof |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2460575C1 true RU2460575C1 (en) | 2012-09-10 |
Family
ID=46938849
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011110159/05A RU2460575C1 (en) | 2011-03-18 | 2011-03-18 | Method of splitting biogas and purifying components thereof |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2460575C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2600379C1 (en) * | 2015-04-16 | 2016-10-20 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "Экология мегаполиса" | Method of splitting biogas |
| RU2721698C2 (en) * | 2015-12-24 | 2020-05-21 | Вага Энерджи | Method of producing biomethane by cleaning biogas from non-hazardous wastes and apparatus for realizing the method |
| CN115286099A (en) * | 2022-08-15 | 2022-11-04 | 南京高科环境科技有限公司 | Operation method of energy-recoverable anaerobic reactor |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2042608C1 (en) * | 1991-03-14 | 1995-08-27 | Бердский завод биологических препаратов | Method of gas scrubbing from organic substances |
| RU2207185C2 (en) * | 2001-03-15 | 2003-06-27 | АО "НИИхиммаш" | Plant for removal of carbon dioxide from gaseous mixtures |
| RU2350556C2 (en) * | 2006-08-07 | 2009-03-27 | ООО "Газпром трансгаз Санкт-Петербург" | Method of carbon dioxide production |
| CN101428190A (en) * | 2007-11-06 | 2009-05-13 | 兰州理工大学 | Biogas purification method and system |
-
2011
- 2011-03-18 RU RU2011110159/05A patent/RU2460575C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2042608C1 (en) * | 1991-03-14 | 1995-08-27 | Бердский завод биологических препаратов | Method of gas scrubbing from organic substances |
| RU2207185C2 (en) * | 2001-03-15 | 2003-06-27 | АО "НИИхиммаш" | Plant for removal of carbon dioxide from gaseous mixtures |
| RU2350556C2 (en) * | 2006-08-07 | 2009-03-27 | ООО "Газпром трансгаз Санкт-Петербург" | Method of carbon dioxide production |
| CN101428190A (en) * | 2007-11-06 | 2009-05-13 | 兰州理工大学 | Biogas purification method and system |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2600379C1 (en) * | 2015-04-16 | 2016-10-20 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "Экология мегаполиса" | Method of splitting biogas |
| RU2721698C2 (en) * | 2015-12-24 | 2020-05-21 | Вага Энерджи | Method of producing biomethane by cleaning biogas from non-hazardous wastes and apparatus for realizing the method |
| CN115286099A (en) * | 2022-08-15 | 2022-11-04 | 南京高科环境科技有限公司 | Operation method of energy-recoverable anaerobic reactor |
| CN115286099B (en) * | 2022-08-15 | 2023-11-03 | 南京高科环境科技有限公司 | Operation method of energy-recoverable anaerobic reactor |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101886900B1 (en) | Method and system for methane separation and purification from a biogas | |
| CN102585918B (en) | Process and system for deeply removing tar through biomass gas coupling adsorption | |
| CN106622121A (en) | Saturated activated carbon regeneration system with low energy consumption and method thereof | |
| CN106179287A (en) | Adsorbent regeneration and regeneration waste gas treatment method during temperature swing adsorption desulfurization of coke oven gas | |
| CN102814103B (en) | Four-stage sludge drying tail gas treatment system | |
| JPWO2017221987A1 (en) | Apparatus for producing organic substance and method for producing organic substance | |
| CN101314104A (en) | Method and apparatus for processing effluvial tail gas of heavy slop tank | |
| CN107096790A (en) | Polluted soil pyrolysis desorption prosthetic appliance and method | |
| RU2460575C1 (en) | Method of splitting biogas and purifying components thereof | |
| CN204767952U (en) | Too many levels exhaust -gas treatment is recycle device again | |
| CN107990334A (en) | A kind of absorption vacuum desorption condensation recycling of new VOCs exhaust gas or burning processing system | |
| CN109045926B (en) | VOCs-containing waste gas treatment device and method | |
| CN202237750U (en) | Odor pollutant control system in city sludge drying process | |
| CN108722107A (en) | A kind of organic waste gas treatment equipment | |
| RU2414282C1 (en) | Method of recovering methane tank biogas | |
| CN101502738B (en) | Method and device for purifying light-concentration siloxane gas | |
| CN215138426U (en) | A VOCs exhaust treatment device for concentration variation is big | |
| CN110760355A (en) | A purification integrated treatment device for comprehensive purification of biogas | |
| CN103223287B (en) | Purifying and recovering device of exhaust gas comprising toluene, and exhaust gas purifying and recovering method | |
| CN101973603A (en) | Desorption method for reutilization of desorption agent | |
| RU2600379C1 (en) | Method of splitting biogas | |
| CN108144410A (en) | For purifying the cleaning apparatus for self of oven gas | |
| WO2008142771A1 (en) | Wastewater treatment equipment | |
| CN210001582U (en) | Low-moisture-content hydrogen chloride synthesis system | |
| CN210905659U (en) | Novel combined organic tail gas recovery device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130319 |