瓦斯发电气体的资源化加工方法.pdf

本发明涉及瓦斯发电气体的资源化加工方法，有效解决瓦斯发电气体中二氧化碳再生利用的问题，方法是煤层气和喷淋塔内的喷淋液反应后，得气体反应物，没有反应的气体混合物和一部分少量喷淋液及水分进入气液分离器分离后分别送入到瓦斯发电厂和第一喷淋泵循环利用，气体反应物和另一部分少量喷淋液及水分进入再生塔，得二氧化碳、二氧化硫、硫化氢和少量喷淋液、水分，气体筛分器后分别盛装，少量喷淋液及水分经冷却塔循环利用；瓦斯发电厂排出的气体和尾气喷淋塔内喷淋液反应后，得氮气和喷淋液，氮气和一部分喷淋液进入尾气气、液分离塔后分别送入到氮气储存罐和再生塔循环利用。本发明无污染，有效去除瓦斯发电气体中二氧化碳，并转化为有用的资源。

1、  一种瓦斯发电气体的资源化加工方法，其特征在于，井下抽出的煤层气，是由重量百分比计：氮气73-77％、二氧化碳8.1-9.9％、甲烷8.1-9.9％、氧气5.4-6.6％、二氧化硫和硫化氢及水分0.9-1.1％组成，煤层气经过喷淋塔，和喷淋塔内的以重量百分比计的：单乙醇胺38-58％、三乙醇胺38-58％、哌嗪3.6-4.5％组成的喷淋液反应后，得气体反应物，该气体反应物以重量百分比计为：二氧化碳70-86％、二氧化硫10-24％、硫化氢3-5％和没有反应的混合物0.5-1.5％，其中，没有反应的混合物是由以重量百分比计的：氮气占76％，甲烷占10％、氧气10％、少量喷淋液及水分4％组成，氮气，甲烷、氧气和少量喷淋液及水分的一部分进入气液分离器进行气、液分离，氮气，甲烷、氧气送入到瓦斯发电厂燃料气入口，少量喷淋液及水分的另一部分进入喷淋塔，经再生塔送入冷却塔，在100-20℃下冷却后进入第一喷淋泵循环利用，气体反应物二氧化碳、二氧化硫、硫化氢和另一部分少量喷淋液及水分进入再生塔，在20-100℃下，得以重量百分比计的：二氧化碳70-86％、二氧化硫9-24％、硫化氢3-5％和少量喷淋液、水分1-2％，二氧化碳、二氧化硫、硫化氢送入气体筛分器后分别盛装，少量喷淋液及水分经冷却塔循环利用；瓦斯发电厂尾气入口排出的气体以重量百分比计为：二氧化碳12-20％、氮气79-86％和少量其它气体、水分0.5-2.5％进入尾气喷淋塔，和由冷却塔送入第二喷淋泵内进入尾气喷淋塔内的由以重量百分比计的单乙醇胺38-58％、三乙醇胺38-58％、哌嗪3.6-4.5％组成的喷淋液反应后，得以重量百分比计的98％的氮气和2％的喷淋液，其中，氮气和一部分喷淋液进入尾气的气、液分离塔，氮气送入到氮气储存罐，喷淋液进入再生塔循环利用。

2、  根据权利要求1所述的瓦斯发电气体的资源化加工方法，其特征在于，井下抽出的煤层气，是由重量百分比：计氮气75％、二氧化碳9％、甲烷9％、氧气6％、二氧化硫和硫化氢及水分1％组成，煤层气15经过喷淋塔1，和喷淋塔内的以重量百分比计：单乙醇胺48％、三乙醇胺48％、哌嗪4％组成的喷淋液反应后，得气体反应物，该气体反应物以重量百分比计为二氧化碳75％、二氧化硫20％、硫化氢4％和没有反应的混合物1％，其中，没有反应的混合物是由重量百分比计的：氮气76％，甲烷10％、氧气10％、少量喷淋液及水分4％组成，氮气，甲烷、氧气和少量喷淋液及水分的一部分进入气液分离器2进行气、液分离，氮气，甲烷、氧气送入到瓦斯发电厂6燃料气入口，一部分少量喷淋液及水分进入喷淋塔1，经再生塔3送入冷却塔4，在30℃冷却后进入第一喷淋泵5循环利用，气体反应物二氧化碳、二氧化硫、硫化氢和少量喷淋液及水分的另一部分进入再生塔，在50℃，得以重量百分比计的：二氧化碳74％、二氧化硫20％、硫化氢4％和少量喷淋液、水分2％，二氧化碳、二氧化硫、硫化氢送入气体筛分器11后分别盛装在二氧化碳储存罐12、二氧化硫储存罐13、硫化氢储存罐内14，少量喷淋液及水分经冷却塔循环利用；瓦斯发电厂尾气入口排出的气体以重量百分比计为：二氧化碳18％、氮气80％和少量其它气体、水分2％进入尾气喷淋塔7，和由冷却塔送入第二喷淋泵9内进入尾气喷淋塔7内的由以重量百分比计的单乙醇胺48％、三乙醇胺48％、哌嗪4％组成的喷淋液反应后，得以重量百分比计的：98％的氮气和2％的喷淋液，其中，氮气和一部分喷淋液进入尾气的气、液分离塔8，氮气送入到氮气储存罐10，喷淋液进入再生塔循环利用。

瓦斯发电气体的资源化加工方法
一、技术领域
本发明涉及瓦斯领域，特别是瓦斯发电气体的资源化加工方法。
二、背景技术
CH₄的温室效应是CO₂的二十多倍，因此在国家科学发展观的指导下，我国多数煤矿均采先抽后采或气煤共采，这样即解决了瓦斯带来的灾害问题和温室效应又使瓦斯变害为新能源，由于新抽上来的瓦斯含有二氧化碳不能民用，绝大多数都用在了瓦斯发电上，但瓦斯发电对二氧化碳含量要求是不超过2％，否则停车，因此二氧化碳含量超标成为瓦斯发电的瓶颈问题，目前国内主要是向里注高浓度瓦斯解决，还没有更好的办法去除瓦斯发电气体中二氧化碳，那么能研制出一种能将瓦斯发电气体中二氧化碳资源化的方法呢？
三、发明内容
针对上述情况，为克服现有技术缺陷，本发明之目的就是提供一种瓦斯发电气体的资源化加工方法，可有效解决瓦斯发电气体中二氧化碳的排放造成环境污染，再生利用的问题，其解决的技术方案是，井下抽出的煤层气，是由重量百分比计氮气占73-77％、二氧化碳占8.1-9.9％、甲烷占8.1-9.9％、氧气5.4-6.6％、二氧化硫和硫化氢及水分0.9-1.1％组成，煤层气经过喷淋塔，和喷淋塔内的喷淋液以重量百分比计的单乙醇胺38-58％、三乙醇胺38-58％、哌嗪3.6-4.5％反应后，得气体反应物以重量百分比计的二氧化碳70-86％、二氧化硫10-24％、硫化氢3-5％和没有反应的混合物0.5-1.5％，没有反应的混合物再以重量百分比计的氮气76％，甲烷10％、氧气10％、少量喷淋液及水分4％，其中，氮气，甲烷、氧气和一部分少量喷淋液及水分进入气液分离器进行气、液分离，氮气，甲烷、氧气送入到瓦斯发电厂燃料气入口，一部分少量喷淋液及水分进入喷淋塔，经再生塔送入冷却塔，在100-20℃下冷却后进入第一喷淋泵循环利用，气体反应物二氧化碳、二氧化硫、硫化氢和另一部分少量喷淋液及水分进入再生塔，在20-100℃下，得以重量百分比计的二氧化碳70-86％、二氧化硫9-24％、硫化氢3-5％和少量喷淋液、水分1-2％，二氧化碳、二氧化硫、硫化氢送入气体筛分器后分别盛装，少量喷淋液及水分经冷却塔循环利用；瓦斯发电厂尾气入口排出的气体以重量百分比计的二氧化碳12-20％、氮气79-86％和少量其它气体、水分0.5-2.5％进入尾气喷淋塔，和由冷却塔送入第二喷淋泵内进入尾气喷淋塔内的喷淋液以重量百分比计的单乙醇胺38-58％、三乙醇胺38-58％、哌嗪3.6-4.5％反应后，得以重量百分比计的98％的氮气和2％的喷淋液，其中，氮气和一部分喷淋液进入尾气的气、液分离塔，氮气送入到氮气储存罐，喷淋液进入再生塔循环利用。本发明方法简单，操作方便，无污染，可有效去除瓦斯发电气体中二氧化碳，并转化为有用的资源，是瓦斯领域内的一个创新。
四、附图说明
附图为本发明的工艺流程图。
五、具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明。
由附图给出，在具体实施中本发明是由以下步骤实现的，井下抽出的煤层气，是由重量百分比计氮气占75％、二氧化碳占9％、甲烷占9％、氧气6％、二氧化硫和硫化氢及水分1％组成，煤层气15经过喷淋塔1，和喷淋塔内的喷淋液以重量百分比计单乙醇胺48％、三乙醇胺48％、哌嗪4％反应后，得气体反应物以重量百分比计的二氧化碳75％、二氧化硫20％、硫化氢4％和没有反应的混合物1％，没有反应的混合物以重量百分比计的氮气76％，甲烷10％、氧气10％、少量喷淋液及水分4％，其中，氮气，甲烷、氧气和一部分少量喷淋液及水分进入气液分离器2进行气、液分离，氮气，甲烷、氧气送入到瓦斯发电厂6燃料气入口，一部分少量喷淋液及水分进入喷淋塔1，经再生塔3送入冷却塔4，在30℃冷却后进入第一喷淋泵5循环利用，气体反应物二氧化碳、二氧化硫、硫化氢和另一部分少量喷淋液及水分进入再生塔，在50℃，得以重量百分比计的二氧化碳74％、二氧化硫20％、硫化氢4％和少量喷淋液、水分2％，二氧化碳、二氧化硫、硫化氢送入气体筛分器11后分别盛装在二氧化碳储存罐12、二氧化硫储存罐13、硫化氢储存罐内14，少量喷淋液及水分经冷却塔循环利用；瓦斯发电厂尾气入口排出的气体以重量百分比计的二氧化碳18％、氮气80％和少量其它气体、水分2％进入尾气喷淋塔7，和由冷却塔送入第二喷淋泵9内进入尾气喷淋塔7内的喷淋液以重量百分比计的单乙醇胺48％、三乙醇胺48％、哌嗪4％反应后，得以重量百分比计的98％的氮气和2％的喷淋液，其中，氮气和一部分喷淋液进入尾气的气、液分离塔8，氮气送入到氮气储存罐10，喷淋液进入再生塔循环利用。
本发明是利用不同气体在同一溶剂中溶解度差原理来进行吸收分离，不溶解的气体氧气、氮气、甲烷经第一道吸收工序排出进入发电机组发电，经过发电机组排出的气体是氮气和二氧化碳，氮气和二氧化碳是最好分离的气体，经过第二次分离方法得出的氮气是惰性气体，收集起来可以用于防灭火及阻化剂，本发明包括两个吸收分离工艺，两级分离方法中共用一个再生塔，可节省大量资金，最终各道工序排放的气体均是可利用的资源，无污染，经济和社会效益巨大。