Автоматизированная мембранно-абсорбционная газоразделительная система, обеспечивающая улучшение потребительских свойств биогаза

Изобретение относится к области мембранной технологии. Автоматизированная мембранно-абсорбционная газоразделительная система, состоящая из двух последовательно соединенных мембранно-контакторных модулей, причем каждый мембранно-контакторный модуль состоит из контакторного абсорбера и контакторного десорбера с системой обеспечения рециркуляционного потока между абсорбером и десорбером, причем первый мембранно-контакторный модуль предназначен для очистки биогаза от примесей СО2, а второй мембранно-контакторный модуль - для осушки биогаза от водяных паров, отличающаяся тем, что на выходе из второго мембранно-контакторного модуля установлены датчик влажности газовой смеси, соединенный с блоком регулирования величины потока рециркулята в процессе осушки биогаза во втором мембранно-контакторном модуле, и датчик содержания диоксида углерода в газовой смеси, соединенный с блоком регулирования величины потока и температуры рециркулята в процессе очистки биогаза в первом мембранно-контакторном модуле. Технический результат - автоматизация процесса очистки и осушки биогаза. 1 ил.

 

Изобретение относится к области мембранной технологии, более конкретно, к системе улучшения потребительских свойств биогаза, получаемого при анаэробной переработке органических отходов, и может найти применение при переработке муниципальных отходов, отходов лесопереработки и фермерских хозяйств для получения качественного целевого продукта в качестве энергоносителя.

Известна система комплексной переработки органических отходов, содержащая реакторный блок для выработки биогаза, газоразделительный блок, трубопроводную и запорную арматуру, средства контроля и управления (см. Панцхава Е.С. Биогазовые технологии - радикальное решение проблем экологии, энергетики и агрохимии. Теплоэнергетика, 1994, №4, с. 36).

К недостаткам известной системы следует отнести несовершенство имеющихся средств управления и малую глубину очистки исходного биогаза.

Наиболее близким техническим решением к предложенному является система комплексной переработки органических отходов, содержащая реакторный блок для выработки биогаза, блоки осушки, очистки и газоразделения, средства подготовки отходов и вывода продуктов переработки, трубопроводную и запорную арматуру (см. патент РФ №65048, опубл. 27.07.2007, бюл. №21 - прототип).

Особенностью известной системы является то, что реакторный блок содержит средства для поддержания уровня рабочих температур и концентрации газов в массе отходов, выход реакторного блока по биогазу соединен через блоки осушки, очистки и накопительный приемник с входом блока газоразделения, включающего по крайней мере один мембранный контакторный модуль для селективного выделения из биогаза метана, диоксида углерода и дополнительных компонентов.

Известная система характеризуется низким уровнем газоразделения. Данная проблема связана отсутствием системы автоматической настройки параметров потоков мембранно-контакторных модулей. Это приводит к снижению качества очистки биогаза.

Техническим результатом является создание автоматизированной системы, позволяющей в автоматическом режиме производить очистку и осушку биогаза, получаемого в процессе анаэробной переработки органических отходов.

Технический результат достигается тем, что в автоматизированной мембранно-абсорбционной газоразделительной системе, обеспечивающей улучшение потребительских свойств биогаза, состоящей из двух последовательно соединенных мембранно-контакторных модулей, причем каждый мембранно-контакторный модуль состоит из контакторного абсорбера и контакторного десорбера с системой обеспечения рециркуляционного потока между абсорбером и десорбером, причем первый мембранно-контакторный модуль предназначен для очистки биогаза, а второй мембранно-контакторный модуль предназначен для осушки биогаза, на выходе из второго мембранно-контакторного модуля установлен датчик влажности газовой смеси, сигнал с которого подается через блок автоматизированной системы для управления параметрами процесса осушки биогаза второго мембранно-контакторного модуля.

Кроме того, на выходе из второго мембранно-контакторного модуля установлен датчик содержания диоксида углерода в газовой смеси, сигнал с которого подается через блок автоматизированной системы для управления параметрами процесса очистки биогаза первого мембранно-контакторного модуля.

В основу технического решения положено то, что очистка биогаза и последующая его осушка проводятся в едином технологическом процессе, в основу которого положены только мембранно-контакторные методы. Процесс является двухступенчатым, на первой ступени которого используется мембранно-контакторная абсорбционная установка для очистки биогаза от диоксида углерода, а на второй ступени - мембранно-контакторная абсорбционная установка для последующей осушки биогаза.

На фиг. 1 представлена блок-схема автоматизированной мембранно-абсорбционной газоразделительной системы, обеспечивающей улучшение потребительских свойств биогаза.

Автоматизированная мембранно-абсорбционная газоразделительная система, обеспечивающая улучшение потребительских свойств биогаза, состоит из общего побудителя расхода биогаза 1, который служит только для прокачки газа в абсорберах ступеней 2 и 3.

Первый мембранно-контакторный модуль 2 предназначен для очистки биогаза от примесей CO2 и конструктивно состоит из контакторного абсорбера и контакторного десорбера с системой обеспечения рециркуляционного потока между абсорбером и десорбером. В качестве рециркулята используется вода.

Второй мембранно-контакторный модуль 3 предназначен для осушки биогаза от водяных паров, так же конструктивно состоит из контакторного абсорбера и контакторного десорбера с системой обеспечения рециркуляционного потока между абсорбером и десорбером. При этом в качестве рециркулята используется раствор LiCl.

Автоматизированная система управления процессом улучшения потребительских свойств биогаза состоит из двух систем автоматического управления: САУ-1, состоящей из датчика влажности газовой смеси 4 и блока автоматизированной системы 5; САУ-2, состоящей из датчика содержания диоксида углерода газовой смеси 6 и блока автоматизированной системы 7.

Автоматизированная мембранно-абсорбционная газоразделительная система, обеспечивающая улучшение потребительских свойств биогаза, функционирует следующим образом.

Переработка биогаза производится в двухступенчатом процессе - очистка и последующая осушка. С помощью общего побудителя расхода 1 на первый мембранно-контакторный модуль 2 подается поток неочищенного биогаза, из которого удаляется CO2, при этом очищенный биогаз имеет высокую влажность. Увлажненный поток биогаза подается на вход второго мембранно-контакторного модуля 3, в котором происходит осушка биогаза и выдача его потребителю.

Из первого мембранно-контакторного модуля 2 отводится удаленный диоксид углерода, а из второго мембранно-контакторного модуля 3 отводится удаленная вода либо в виде жидкости, либо в виде пара.

Автоматизация управлением процесса осуществляется с помощью регулирования параметров технологического процесса (величин потоков и температур) на каждой из ступеней. Для этого используются: САУ-1, которая, используя величину влажности биогаза с датчика влажности газовой смеси 4, при помощи блока автоматизированной системы 5 производит управление процессом осушки биогаза при помощи регулирования величин потока рециркулята; САУ-2, которая, используя величину содержания в биогазе CO2 с датчика содержания диоксида углерода газовой смеси 6, при помощи блока автоматизированной системы 7 производит управление процессом очистки биогаза при помощи регулирования величины потока и температуры рециркулята.

Каждая из ступеней является универсальной в том смысле, что в ее качестве можно использовать любое доступное серийное или несерийное мембранно-контакторное устройство, позволяющее организовать потоки газа и жидкости, которые отделены друг от друга поверхностью раздела фаз в виде проницаемой для газов мембраны. Принципиальные отличия между ступнями 2 и 3 состоят только в том, что в ступени 2 используется жидкий абсорбент, хорошо поглощающий кислые газовые компоненты, например абсорбент на основе водных растворов аминов, растворов щелочных солей (карбонатов щелочных металлов, трикалийфосфата и др.) или просто воды. В ступени 3 используется другой абсорбент, который хорошо поглощает только воду (водные растворы этиленгликолей или некоторых солей щелочных металлов).

Автоматизированная мембранно-абсорбционная газоразделительная система, состоящая из двух последовательно соединенных мембранно-контакторных модулей, причем каждый мембранно-контакторный модуль состоит из контакторного абсорбера и контакторного десорбера с системой обеспечения рециркуляционного потока между абсорбером и десорбером, причем первый мембранно-контакторный модуль предназначен для очистки биогаза от примесей СО2, а второй мембранно-контакторный модуль - для осушки биогаза от водяных паров, отличающаяся тем, что на выходе из второго мембранно-контакторного модуля установлены датчик влажности газовой смеси, соединенный с блоком регулирования величины потока рециркулята в процессе осушки биогаза во втором мембранно-контакторном модуле, и датчик содержания диоксида углерода в газовой смеси, соединенный с блоком регулирования величины потока и температуры рециркулята в процессе очистки биогаза в первом мембранно-контакторном модуле.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к энергетике, транспорту, нефтехимической и другим отраслям промышленности. Мембранный фильтр содержит корпус (4), фильтроэлементы, установленные в его полости и смонтированные на трубной доске (15) посредством штуцеров (18), гидроаккумулятор (3), подводящий патрубок (11), боковой (1) и нижний (10) отводящие патрубки, распределительную решетку (14) с отверстиями, соединенные с патрубками (1, 10, 11) краны (5, 6, 7).

Изобретение относится к области селективного разделения многокомпонентных газовых смесей и может быть использовано для разделения па компоненты бедной неоно-гелиевой смеси отдувочного газа, получаемой в виде побочного продукта в ректификационных установках, производящих чистый неон.

Изобретение относится к биотехнологии. Предложен контейнер для изоляции и идентификации микроорганизма.

Изобретение относится к области разделения, концентрирования и опреснения различных растворов методами обратного осмоса и ультрафильтрации и может быть использовано в пищевой, фармацевтической, микробиологической промышленности, а также на предприятиях агропромышленного комплекса.

Изобретение относится к технологии получения мембран, в частности первапорационных композитных мембран, и может быть использовано в устройствах для разделения смесей компонентов с помощью первапорации или нанофильтрации.

Изобретение относится к области селективного разделения многокомпонентных газовых смесей и может быть использовано при извлечении неоно-гелиевой смеси, получаемой в виде побочного продукта в установках разделения воздуха.

Изобретение относится к системам очистки и обеззараживания воды, включая локальные системы подготовки питьевой воды из воды муниципальных систем водоснабжения. .

Изобретение относится к сборному кожуху мембраны, элементам секций кожуха мембраны и к способу их изготовления. .

Изобретение относится к устройству для очистки тетрафторметана. .

Изобретение относится к системам очистки и обеззараживания воды и других жидкостей, включая локальные системы подготовки питьевой воды из воды муниципальных систем водоснабжения.

Изобретение относится к способу подготовки топливного газа и может быть использовано в нефтегазовой промышленности и энергетике. Способ включает сжатие газа, его охлаждение и сепарацию.

Изобретение относится к способам регенерации насыщенного раствора поглотителя влаги - диэтиленгликоля, который используют в качестве абсорбента для извлечения водяных паров из газа в установках осушки природных и нефтяных газов.

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Осуществляют обработку топочного газа от энергоустановки на биомассе для получения газа с объемной концентрацией диоксида углерода более 85%.

Изобретение может быть использовано в химической области и в области цветной металлургии. Способ очистки отходящих газов титано-магниевого производства включает обработку отходящих газов смесью щелочного реагента с водным раствором карбамида.

Сначала в первом процессе абсорбции абсорбируют диоксид углерода при введении в контакт подводимого содержащего диоксид углерода природного газа с первым обводным потоком растворителя.

Настоящее изобретение предлагает систему обработки жидкостью, включающую реактор, где реактор сконструирован так, что он содержит газообразную фазу и водную фазу, обе фазы, контактирующие с агетерогенным катализатором гидрогенации, иммобилизованным или суспендированным внутри водной фазы, где газообразная фаза включает водород и где водная фаза включает (i) раствор аминов; и (ii) соединения нитрозамина и/или нитрамина, полученные в результате способов десульфуризации газа с помощью аминов.

Изобретение относится к процессам обессеривания газов и может быть использовано в различных отраслях промышленности для очистки газов от сероводорода с одновременным получением серы.

Изобретение относится к установке для производства железа прямого восстановления. Установка содержит восстановительную печь 13, устройство 16 удаления кислых газов, устройство 17 для удаления продуктов разложения, обводной контур L11 для байпасирования части бедного растворителя, подлежащего возврату из регенератора в абсорбер и фильтр 41, размещенный в обводном контуре.

Изобретение относится к захвату аммиака, присутствующего в газообразных продуктах сгорания, которые удаляются с помощью диоксида углерода в блоке водной промывки, участвующем в технологическом процессе охлажденного аммиака.

Описан способ десорбции CO2 и устройство для осуществления этого способа. Более конкретно, описан способ десорбции CO2 из абсорбционной текучей среды без использования традиционного стриппера, вместо которого используют теплообменник в качестве мгновенного испарителя.

Изобретение относится к области нефтехимических производств, в частности к процессам подготовки газов пиролиза углеводородов для дальнейшей переработки, и может быть использовано для очистки пирогаза, содержащего ацетилен и этилен в качестве целевых компонентов, от примесей их гомологов и сопутствующих углеводородов C3 и C4. Поставленный технический результат достигается в способе очистки пирогаза от гомологов ацетилена, этилена и углеводородов C3, C4 абсорбцией керосином и последующей его десорбцией, при этом в абсорбент предварительно вводят трет-бутилпирокатехин в количестве 0,02-0,1 мас. %, абсорбцию ведут при -10°C, а десорбцию проводят при нагревании до 180°C в течение 30 минут. Техническим результатом является увеличение эффективности работы абсорбента. 1 табл.

Изобретение относится к области мембранной технологии. Автоматизированная мембранно-абсорбционная газоразделительная система, состоящая из двух последовательно соединенных мембранно-контакторных модулей, причем каждый мембранно-контакторный модуль состоит из контакторного абсорбера и контакторного десорбера с системой обеспечения рециркуляционного потока между абсорбером и десорбером, причем первый мембранно-контакторный модуль предназначен для очистки биогаза от примесей СО2, а второй мембранно-контакторный модуль - для осушки биогаза от водяных паров, отличающаяся тем, что на выходе из второго мембранно-контакторного модуля установлены датчик влажности газовой смеси, соединенный с блоком регулирования величины потока рециркулята в процессе осушки биогаза во втором мембранно-контакторном модуле, и датчик содержания диоксида углерода в газовой смеси, соединенный с блоком регулирования величины потока и температуры рециркулята в процессе очистки биогаза в первом мембранно-контакторном модуле. Технический результат - автоматизация процесса очистки и осушки биогаза. 1 ил.

Наверх