Установка для вилучення діоксиду вуглецю з біогазів

Реферат: Установка для вилучення діоксиду вуглецю з біогазів містить сполучені між собою ємність для вилучення метану і ємність для вилучення діоксиду вуглецю. Ємність для вилучення метану забезпечена трубопроводом подачі води, холодильним агрегатом і патрубком подачі біогазу. Всередині ємності, в нижній її частині, установлена перфорована труба, сполучена з патрубком подачі біогазу. У верхній частині ємності розташований патрубок відводу метану. Ємність для вилучення діоксиду вуглецю забезпечена мішалкою, перфорованою трубою, патрубком відводу діоксиду вуглецю, а також кранами рівнів переливання води. UA 69555 U (12) UA 69555 U UA 69555 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до хімічної промисловості та енергетики, зокрема до установок для вилучення діоксиду вуглецю (СО2) з біогазів. Відома установка для очищення вуглеводних газів від діоксиду вуглецю і сірководню, що містить абсорбер, десорбер, сепаратори, теплообмінник, проміжні ємності, холодильники, випарник, насоси, підвідні і відвідні трубопроводи. Абсорбер виконаний у вигляді циліндра змінного перерізу, при цьому співвідношення площ поперечного перерізу верхньої і нижньої частин складає 10,75-0,5, а перехідна зона забезпечена установленим всередині неї проміжним холодильником (див. патент Російської Федерації на винахід № 203324). Але дана установка не призначена для вилучення діоксиду вуглецю із біогазів. Окрім того, на відміну від установки, що заявляється, на ній паралельно вилучають H2S2. Відома також установка для очищення газів від діоксиду вуглецю, який є в промислових нафтових і відпрацьованих газах. Установка містить послідовно з'єднані між собою камеру згоряння, напірний економайзер, вологовіддільник і холодильний регенератор, причому холодильний регенератор через лінію прямого потоку газу сполучений із турбодетандером і, далі - з віддільником твердого діоксиду вуглецю, а віддільник через лінію зворотного потоку сполучений із регенератором і з димовою трубою, а через лінію твердого діоксиду вуглецю - із шнековим пристроєм. Додатково установка містить забезпечений повітряним клапаном зріджувач, сполучений через засувки із шнеком, ресивером, насосом для відкачування із зріджувача суміші води із рідким діоксидом вуглецю і наступним закачуванням його в пласт, а також баки запасу гарячої і холодної води, причому бак гарячої води забезпечений клапанами підведення пари і підживлення водою із магістралі гарячої води (див. заявка Російської Федерації на винахід № 97121165, опублікована 10.09. 1999 p.). Але ця установка призначена для очищення відпрацьованих нафтових газів. За допомогою цієї дуже складної установки неможливо вилучити СО 2 з біогазів. Окрім того, відома установка для вилучення діоксиду вуглецю з газів, яка включає щонайменше один перший реактор для каталітичної адсорбції СО 2 на адсорбенті і щонайменше один другий реактор для десорбції СО 2 із адсорбенту за допомогою газової десорбуючої суміші, а також засобу для відведення десорбату, причому адсорбційний засіб є каталітичним адсорбційним засобом, наповненим адсорбентом з високою селективністю до реакції адсорбції СО2 і механізм керування для керування каталітичною адсорбцією СО 2 із газу, що відходить і який містить СО2 в щонайменше першому реакторі і для керування десорбцією СО2 із каталітичного адсорбенту в щонайменше другому реакторі (див. заявка Російської Федерації на винахід № 2010102885, опублікована 10.08.2011 р). Але дана установка, по-перше, дуже складна, по-друге, призначена для вирішення задачі іншим шляхом - вилучення СО2 і навмисне залишення NH3. Наведені установки вирішують поставлену задачу, - вилучення СО2, - іншими шляхами, до того ж вони дуже складні і за допомогою цих установок неможливо вилучити СО 2 з біогазів. Внаслідок вказаного, жодна з відомих заявникам установок не може бути обрана найближчим аналогом корисної моделі, що заявляється. В основу корисної моделі поставлена задача створити установку для вилучення діоксиду вуглецю з біогазів, в якій шляхом оригінального компонування і сполучення вузлів та елементів установки забезпечити спрощення конструкції при високій ефективності вилучення як діоксиду вуглецю, так і метану. Поставлена задача вирішена в установці для вилучення діоксиду вуглецю з біогазів, що містить сполучені між собою ємність для вилучення метану і ємність для вилучення діоксиду вуглецю, при цьому ємність для вилучення метану забезпечена трубопроводом подачі води, холодильним агрегатом і патрубком подачі біогазу, всередині ємності, в нижній її частині, установлена перфорована труба, сполучена з патрубком подачі біогазу, у верхній частині ємності розташований патрубок відводу метану, а ємність для вилучення діоксиду вуглецю забезпечена мішалкою, установленою всередині ємності, перфорованою трубою, розміщеною у верхній частині ємності, патрубком відводу діоксиду вуглецю, розміщеним на верхній частині ємності, а також кранами рівнів переливання води, установленими на боковій поверхні ємності. Установка для вилучення діоксиду вуглецю з біогазів зображена на кресленні. Установка містить ємність для вилучення метану 1 і ємність для вилучення діоксиду вуглецю 2, які сполучені між собою трубопроводами 3 і 4. Ємність для вилучення метану 1 забезпечена трубопроводом подачі води 5, нижній кінець якого розташований над перфорованою трубою 6 подачі біогазу в ємність для вилучення метану 1. Перфорована труба 6 сполучена з вхідним патрубком 7, на якому установлений кран 8. На ємності для вилучення 1 UA 69555 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 метану 1 установлений холодильний агрегат 9, теплообмінна спіраль якого розташована всередині ємності для вилучення метану 1. Поруч із холодильним агрегатом 9 установлений термодатчик 10, а на протилежній стороні ємності для вилучення метану 1 установлений термометр 11. У верхній частині ємності для вилучення метану 1 розташований відвідний патрубок 12 із зворотним клапаном (на кресленні не показано) для виходу метану. На трубопроводі 3, який з'єднує ємність для вилучення метану 1 і ємність для вилучення діоксиду вуглецю 2 установлений насос 13. У верхній частині ємності для вилучення діоксиду вуглецю 2 розташована перфорована труба 14 для рівномірного розбризкування води, яка подається трубопроводом 3 з ємності для вилучення метану 1. Всередині ємності для вилучення діоксиду вуглецю 2 розташована мішалка 15 для інтенсивного перемішування води. Ємність для вилучення діоксиду вуглецю 2 також забезпечена кранами рівнів переливання 16, краном для зливання води 17 і патрубком 18 із зворотним клапаном (на кресленні не показано) для виходу діоксиду вуглецю. Ємності 1 і 2, а також трубопроводи 3 і 4 закриті захисним шаром утеплювача. Для зручності опису роботи установки на кресленні позицією 19 показано рівень води в ємностях 1 і 2. Робота установки ілюструється на прикладі відокремлення СО 2 з біогазу, який містить 3040 % СО2. Спочатку ємність для вилучення метану 1 заповнюється водою, яка подається через трубопровід подачі води 5. Після того, як вода заповнила для вилучення метану 1 до рівня 19, подачу води припиняють і включають холодильний агрегат 9. Воду охолоджують до температури 2-3 ˚С. Контроль температури здійснюється за допомогою термодатчика 10. Далі в ємність для вилучення метану 1 подається біогаз, отриманий, наприклад при спаленні гною. Біогаз подається через вхідний патрубок 7 при відкритому крані 8 в перфоровану трубу 6 і далі, крізь отвори в перфорованій трубі 6, надходить у воду. При проходженні біогазу крізь масу води СО2 розчиняється у воді, а метан виходить у верхню частину ємності для вилучення метану 1, утворюючи невеликий тиск, метан через відвідний клапан 12 виводиться з ємності для вилучення метану 1 і подається споживачам. Вода, насичена СО2, подається із ємності для вилучення метану 1 в ємність для вилучення діоксиду вуглецю 2 по трубопроводу 3 за допомогою насоса 13. В ємності для вилучення діоксиду вуглецю 2 крізь отвори в перфорованій трубі 14 вода з розчиненим СО 2 рівномірно розбризкується. Після того, як рівень води підніметься на 1/3 висоти ємності для вилучення діоксиду вуглецю 2, включається привід мішалки 15 і починається інтенсивне перемішування води. Внаслідок інтенсивного перемішування, СО2 вивільняється з води і надходить до верхньої частини ємності для вилучення діоксиду вуглецю 2. Крізь патрубок 18 СО 2 виводиться з ємності для вилучення діоксиду вуглецю 2 і подається споживачам. Рівень води в ємності для вилучення діоксиду вуглецю 2 регулюється за допомогою переливних кранів 16 (біогаз містить воду, тому об'єм її в ємності для вилучення діоксиду вуглецю 2 може збільшуватися, внаслідок вивільнення її з біогазу). Вода, звільнена від СО2, перетікає з ємності для вилучення діоксиду вуглецю 2 в ємність для вилучення метану 1 по трубопроводу 4, таким чином рівень води (19) в обох ємностях установлюється однаковим. Дана установка може бути застосована для газів погано розчинних у воді, але які містять вуглекислий газ від 3 % і вище, наприклад дим котелень, двигунів, димоходів, бродильних камер спиртових заводів,пивних заводів та ін. Відбираючи вуглекислий, газ можна очистити, як сам вуглекислий газ від домішок, так і інші гази. Спосіб, який реалізований в даній установці є одним із самих дешевих, тому що не вимагає великих затрат на фільтри, сорбенти для очищення і відбору. Воду, яка стала дуже брудною від усіляких домішок у вуглекислому газі, завжди можна замінити, зливши цю рідину. Заявлена установка може застосовуватися як рідкий біофільтр. 3 Запропонована установка забезпечує можливість отримати з 1 м біогазу 0,7 м метану і 0,3 3 м СО2. При цьому установка забезпечує не тільки розділення газів (метан і СО 2), але й відбір залишків води внаслідок того, що при проходженні біогазу через воду з температурою 2-3 °C конденсат залишається у воді, а метан подається споживачам без надлишків води. 60 2 UA 69555 U ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 10 Установка для вилучення діоксиду вуглецю з біогазів, що містить сполучені між собою ємність для вилучення метану і ємність для вилучення діоксиду вуглецю, при цьому ємність для вилучення метану забезпечена трубопроводом подачі води, холодильним агрегатом і патрубком подачі біогазу, всередині ємності, в нижній її частині, установлена перфорована труба, сполучена з патрубком подачі біогазу, у верхній частині ємності розташований патрубок відводу метану, а ємність для вилучення діоксиду вуглецю забезпечена мішалкою, установленою всередині ємності, перфорованою трубою, розміщеною у верхній частині ємності, патрубком відводу діоксиду вуглецю, розміщеним на верхній частині ємності, а також кранами рівнів переливання води, установленими на боковій поверхні ємності. Комп’ютерна верстка М. Ломалова Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3