CS265022B1

CS265022B1 - Station for separating and treating gas

Info

Publication number: CS265022B1
Application number: CS873508A
Authority: CS
Inventors: Jan Ing Mosler; Frantisek Ing Zitta; Frantisek Volf; Zdenek Ing Csc Broz; Jan Ing Csc Cervenka
Original assignee: Jan Ing Mosler; Frantisek Ing Zitta; Frantisek Volf; Broz Zdenek; Cervenka Jan
Priority date: 1987-05-15
Filing date: 1987-05-15
Publication date: 1989-09-12
Also published as: CS350887A1

Abstract

Zařízení sestává ze zdroje t)lynu, který je napojen přes vyrovnávací větrník do prvního vstupu vícestupňového kompresoru, jehož první výstup je spojen s cicticí jednotkou, kter<j je spojena a druhým vstupem- vícestupňového kompresoru a přes druhý výstup vícestupňového kompresoru se sušicím zařízením, které je spojeno s vysokotlakým zásobníkem. Obsahuje-li plyn další nežádoucí složky, např. sulfany, je za čisticí jednotku zařazeno přídavné čisticí zařízení.The device consists of a gas source which is connected via a balancing fan to the first inlet of a multi-stage compressor, the first outlet of which is connected to a cleaning unit which is connected to the second inlet of the multi-stage compressor and via the second outlet of the multi-stage compressor to a drying device which is connected to a high-pressure reservoir. If the gas contains other undesirable components, e.g. sulphones, an additional cleaning device is included after the cleaning unit.

Description

Vynález se týká zařízení pro čištění a xípravu plynu, např. bioplynu, degazačních plynů, kalových plynů apod. pro pohon motorových vozidel, pohon agregátů pro výrobu energií, pro spalování v hořácích apod.The invention relates to a device for the purification and preparation of gas, eg biogas, degassing gases, sludge gases and the like, for the propulsion of motor vehicles, the propulsion of power generation units, for combustion in burners and the like.

Stávající zařízení pro výrobu bioplynu využívají vyrobený plyn v surovém stavu, tzn., že plyn obsahuje kromě metanu ještě další nežádoucí složky, jako oxid uhličitý C0_o, sirovodík HpS, dusík atd. Obdobná je situace při výrobě kalového plynu, degazačního plynu a dalších. Tento stav přináší sice Částečné snížení investičních nákladů, ale současně zvyšuje provozní náklady o omezuje způsoby využití surového plynu. Mezi hlavní nevýhody tohoto způsobu patří zejména kolísavé složení surového plynu ve výrobním cyklu, které způsobuje značné potíže při spalování, tj. že dochází ke zhasínání plamene nebo dokonce k vytvoření třaskavé směsi. Další nevýhodou je, ze inertní složky plynu snižují jeho výhřevnost, vlhkost plynu spolu se sulfanem a oxidem uhličitým způsobují nadměrnou korozi strojních součástí a dochází k vytváření hydrátů, které za určitých podmínek tvoří tuhé skupenství. Sulfan obsažený v plynu zhoršuje při spalování ovzduší a působí nepříznivě na biosféru. .Existing installations for biogas production using the produced gas in a raw state, ie., The gas comprises besides methane further undesirable constituents such as carbon dioxide C0 _of hydrogen sulfide HPS, nitrogen, etc. The situation is similar in the production of landfill gas, of gases and others. While this results in a partial reduction in investment costs, it also increases operating costs by reducing the use of raw gas. The main disadvantages of this process are, in particular, the fluctuating composition of the raw gas in the production cycle, which causes considerable incineration difficulties, i.e. the flame is extinguished or even a flammable mixture is formed. A further disadvantage is that the inert components of the gas reduce its calorific value, the moisture of the gas together with the sulfane and carbon dioxide causes excessive corrosion of the machine parts and the formation of hydrates, which under certain conditions form a solid state. The sulphane contained in the gas deteriorates during the combustion of the atmosphere and has an adverse effect on the biosphere. .

S ohledem na tyto nepříznivé vlastnosti nebylo těchto plynů zatím využíváno, např. pro pohon motorových vozidel a byly buď spalovány v hořácích zbytkového plynu, nebo vypouštěny volně do ovzduší.In view of these unfavorable properties, these gases have not yet been used, for example for the propulsion of motor vehicles, and have either been burned in residual gas burners or released freely into the atmosphere.

Uvedené nedostatky odstraňuje zařízení pro čištění a úpravu plynu, např. bioplynu, degazačních plynů a kalových plynů podle vynálezu, jehož podstatou je, že sestává ze zdroje plynu, který je napojen přes vyrovnávací větrník do prvního vstupu vícestupňového kompresoru, jehož první výstup je spojen s čistící jednotkou, která je spojena s druhým vstupem vícestupňového kompresoru a přes druhý výstup vícestupňového kompresoru se sušícím zařízením, které je spojeno s vysokotlakým zásobníkem.The above mentioned drawbacks are eliminated by a gas purification and treatment device, such as biogas, degassing gases and sludge gases according to the invention, which consists of a gas source which is connected via a balancing pin to a first inlet of a multi-stage compressor whose first outlet is connected to a cleaning unit which is connected to the second inlet of the multi-stage compressor and through the second outlet of the multi-stage compressor to a drying device which is connected to the high-pressure reservoir.

265 022265 022

Při čištění plynu při nízkém tlaku je zdroj plynu spojen s čistící jednotkou a přes vyrovnávací větrník s vícestupňovým kompresorem, který je přes sušící zařízení spojen s vysokotlakým zásobníkem.In low pressure gas purification, the gas source is connected to a purification unit and via a balancing pin with a multi-stage compressor, which is connected to a high-pressure reservoir via a drying device.

Při čištění plynu při vysokém tlaku je zdroj plynu přes vyrovnávací větrník spojen s vícestupňovým kompresorem, který je spojen s čistící jednotkou a přes sušící zařízení je spojen s vysokotlakým zásobníkem.In high pressure gas cleaning, the gas source is connected via a balancing pin to a multi-stage compressor, which is connected to a scrubbing unit, and connected to a high-pressure reservoir via a drying device.

Obsahuje-li plyn další nežádoucí složky je za čistící jednotku zařazeno přídavné čistící zařízení·If the gas contains other undesirable components, an additional cleaning device is included after the cleaning unit.

Zařízení pro čištění a úpravu plynu podle vynálezu umožňuje snížení obsahu nežádoucích plynných složek nebo jejich úplné odstraněni, a tím zvýšení výhřevnosti upraveného plynu. Upravený plyn má konstantní složení, které zaručuje neměnné oThe gas purification and treatment apparatus according to the invention allows the content of undesirable gaseous components to be reduced or completely removed, thereby increasing the calorific value of the treated gas. The treated gas has a constant composition which guarantees a constant o

podmínky pro jeho využívání. Vy$txftru^z plynu snižuje možnost tvorby hydrátů, a tím snižuje nebezpečí přechodu plynu do pevného skupenství na minimum a odstraňuje nebezpečí koroze. Využití zařízení podle vynálezu vytváří podmínky pro stlačení nebo zkapalnění upraveného plynu s jeho následným využitím ³ n ” ⁿ pro pohon motorových vozidel, přičemž se ve většině případů využívají odpadní plyny, které se musely bez užitku spalovat nebo vypouštět do atmosféry, čímž docházelo k znečištování ovzduší.conditions for its use. Extraction ^{from the} gas reduces the possibility of forming hydrates, thereby minimizing the risk of gas to solid state and eliminating the risk of corrosion. The use of the device according to the invention creates conditions for the compression or liquefaction of the treated gas followed by the use of ³ n ' ⁿ for the propulsion of motor vehicles, using in most cases waste gases which had to be uselessly incinerated or discharged into the atmosphere thereby polluting the air .

Ka připojeném výkresu je schematicky znázorněno zařízení pro čištění a úpravu plynu podle vynálezu, kde na obr. 1 je znázorněno_o základní schéma zapojení zařízení pro čištění a úpra vu plynu při středním tlaku, s použitím přídavného čistícího zařízení, na obr. 2 je znázorněno schéma zapojení zařízení * při nízkém tlaku a na obr. 3 je schéma zapojení zařízení při vysokém tlaku.A schematic diagram of the gas purification and treatment apparatus according to the invention is shown schematically in the accompanying drawing, in which Fig. 1 shows _a basic circuit diagram of a gas purification and treatment apparatus at medium pressure using an additional scrubber; device wiring * at low pressure and Fig. 3 is a wiring diagram of device at high pressure.

Zařízení pro čištění a úpravu plynu sestává ze zdroje plynu 1, který je napojen přes vyrovnávací větrník 2 do prvního vstupu 31 vícestupňového kompresoru 2» jehož první výstup .32 je spojen s čisticí jednotkou 4, která je spojena s druhým vstupem 33 vícestupňového kompresoru 3 a přes druhý výstup 34 vícestupňového kompresoru 3 se sušícím zařízením j>, které je spojeno s vysokotlakým zásobníkem 6.The gas purification and treatment device consists of a gas source 1 which is connected via a balancing pin 2 to a first inlet 31 of a multi-stage compressor 2, the first outlet 32 of which is connected to a purification unit 4 which is connected to a second inlet 33 of the multi-stage compressor 3; via a second outlet 34 of a multi-stage compressor 3 with a drying device 6 which is connected to a high-pressure tank 6.

265 022265 022

Surový plyn je veden ze zdroje plynu např. vyvíječe plynu·nebo plynojemu, do vícestupňového kompresoru 3 přes vyrovnávací větrník _2, který slouží k vyrovnávání pulsací vyvolaných vícestupňovým kompresorem j>. Z vícestupňového kompresoru 3 je plyn stlačený na požadovaný tlak, např.The raw gas is led from a gas source, for example a gas generator or a gas tank, to a multi-stage compressor 3 via a balancing pin 2, which serves to equalize the pulsations induced by the multi-stage compressor. From the multi-stage compressor 3, the gas is compressed to the desired pressure, e.g.

0,3 až 1,5 MPa přiváděn do čistící jednotky 4, ve které dochází, k oddělení nežádoucích složek plynu, např. CO^»0.3 to 1.5 MPa fed to the purification unit 4 in which the undesirable gas components, e.g.

HgS apod. Složky plynu, které byly v čistícím zařízení £ odděleny jako nežádoucí, jsou odváděny k dalšímu zpracování a využití nebo vypouštění. Čištění plynu se provádí např. vodní vypírkou, chemickou absorpcíj použitím pevných sorbentů, použitím molekulových sít, membránovým separačním procesem, pomocí frakční,kondenzace apod.HgS and the like. The gas components which have been separated as undesirable in the purification plant 6 are diverted for further processing and recovery or discharge. Gas purification is performed, for example, by water scrubbing, chemical absorption using solid sorbents, using molecular sieves, membrane separation process, fractional, condensation, and the like.

V případě, že plyn obsahuje další nežádoucí složky, např. sulfany, je za čistící jednotkou 4. zařazeno přídavné čisticí zařízení'7, jak je znázorněno na obr. 1.In the event that the gas contains other undesirable components such as sulfans, an additional scrubber 7 is provided downstream of the scrubber unit 4 as shown in FIG. 1.

Vyčištěný plyn je veden zpět z čisticí jednotky 4, případně i„ přes přídavné čisticí zařízení 7 přes druhý vstup 33 do vícestupňového kompresoru 3>, kde je stlačen na požadovaný výstupní tlak, např. 20 až 30 KPa a odtud je veden do sušícího zařízení kde se snižuje obsah vlhkosti ve stlačeném plynu na požadovanou hodnotu. Ze .sušicího zařízení je plyn veden do vysokotlakého zásobníku 6 nebo.přímo ke spotřebičům.The cleaned gas is fed back from the scrubbing unit 4, optionally via an additional scrubber 7 through a second inlet 33 to a multi-stage compressor 3, where it is compressed to the desired outlet pressure, e.g. the moisture content of the compressed gas is reduced to the desired value. From the drying device, the gas is directed to the high-pressure reservoir 6 or directly to the consumers.

Při Čištění plynu při nízkém tlaku, který odpovídá tlaku zdroje plynu Jl· je surový plyn veden ze zdroje plynu 1 do čistící jednotky 4 a odtud je přes vyrovnávací větrník 2 veden do vícestupňového kompresoru 3, ve kterém je stlačen na požadovaný výstupní tlak, např. 20 až 30 MP$| a přes sušící zařízení jj je veden do vysokotlakého zásobníku 6 nebo ke spotřebičům.In the gas purification at a low pressure corresponding to the pressure of the gas source 11, the raw gas is led from the gas source 1 to the purification unit 4 and from there via a balancing pin 2 to a multistage compressor 3 in which it is compressed to the desired outlet pressure, e.g. $ 20 to $ 30 | and is fed to the high-pressure reservoir 6 or to the appliances via a drying device 11.

Při čištění plynu při vysokém tlaku odpovídajícímu výstupnímu tlaku, např. 20 až 30 MPa, je surový plyn veden ze zdroje plynu 1 přes vyrovnávací větrník 2 do vícestupňového kompresoru 3 ⁸ P° stlačení na požadovaný výstupní tlak je veden do čisticí jednotky 4, odkud je vyčištěný plyn přes sušící zařízení % veden do vysokotlakého zásobníku 6.When the cleaning gas at high pressure corresponding to the outlet pressure, e.g. 20 to 30 MPa, the crude gas is guided from the gas source 1 via the buffer vane 2 to the multi-stage compressor 3 ⁸ P ° compressed to the desired outlet pressure is fed into the cleaning unit 4, where it is the cleaned gas is fed to a high-pressure reservoir 6 via a drying device.

Claims

Apparatus for the purification and treatment of a gas (e.g. biogas, degassing gases and sludge gases), characterized in that it comprises a gas source (1) which is connected via a balancing pin (2) to a first inlet (31) of a multi-stage compressor ( 3), whose first outlet (32) is connected to a cleaning unit (4), which is connected to a second inlet (33) of a multi-stage compressor (3) and via a second outlet (34) of a multi-stage compressor (3) to a drying device (5) > which is connected to a high-pressure reservoir (6);

Apparatus according to claim 3, characterized in that, when cleaning the gas at low pressure, the gas source (1) is connected to the cleaning unit (4) and via a balancing pin (2) to a multi-stage compressor (3) which is connected via a drying device (5) to a high-pressure tank (6),

Device according to claim 1, characterized in that for gas cleaning. at high pressures, the gas source (1) is connected via a balancing pin (2) to a multi-stage compressor (3), which is connected to a cleaning unit (4), and connected to a high-pressure reservoir (6) via a drying device (5).

Device according to Claims 1, 2 and 3, characterized in that, if the gas contains further undesirable components, a cleaning unit is included (4).