小型沼氣全液化裝置

來自前端的生物沼氣進(jìn)入沼氣提純系統(tǒng)，依次經(jīng)沼氣脫硫、冷干脫水、初步增壓、PSA變壓吸附脫碳后，得到生物天然氣（CH₄≥97%、CO₂≤3%）。生物天然氣送入精提純系統(tǒng)，依次經(jīng)二次增壓、精脫CO₂、吸附脫水脫汞后，送入深冷液化系統(tǒng)，得到LNG產(chǎn)品（-162℃）。而沼氣提純系統(tǒng)產(chǎn)生的解析氣依次經(jīng)CO₂干燥系統(tǒng)和低溫精餾分離系統(tǒng)得到LCO₂產(chǎn)品（-25℃）。低溫精餾化分離系統(tǒng)產(chǎn)生的不凝氣則返回沼氣提純系統(tǒng)。

沼氣提純液化制LNG和LCO₂系統(tǒng)主要包括：沼氣提純系統(tǒng)、精提純系統(tǒng)、液化深冷系統(tǒng)、LNG裝車系統(tǒng)、CO₂干燥系統(tǒng)、CO₂低溫精餾系統(tǒng)、LCO₂儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、儀表風(fēng)和制氮系統(tǒng)、安全放散系統(tǒng)、導(dǎo)熱油爐系統(tǒng)、配電系統(tǒng)以及分析化驗(yàn)系統(tǒng)等。沼氣提純液化制LNG和LCO₂工藝路線如圖1所示。

圖1 沼氣提純液化制LNG和LCO₂工藝路線

產(chǎn)品質(zhì)量

（1）生物天然氣質(zhì)量滿足《GB/T41328-2022》中要求；

（2）LNG產(chǎn)品質(zhì)量滿足《GB/T38753-2020》中要求。

（3）LCO₂產(chǎn)品質(zhì)量滿足《GB/T6052-2011 液態(tài)二氧化碳》中要求。

1、沼氣粗提純工藝路線

來自前端的沼氣先進(jìn)入沼氣氣柜暫存后，進(jìn)入沼氣脫硫系統(tǒng)經(jīng)干法脫硫（或先濕法再干法）至≤4ppm，送入冷干機(jī)（I）冷干脫水后（脫水溫度5~10℃），送入沼氣壓縮機(jī)增壓并冷卻后，經(jīng)冷干機(jī)（II）脫水后，送入變壓吸附系統(tǒng)（PSA），脫除CO₂后得到生物天然氣（CH₄≥97%、CO₂≤3%），而富含CO₂的解析氣送入CO₂回收系統(tǒng)。沼氣提純路線如圖2所示。

圖2 沼氣粗提純系統(tǒng)工藝路線

2、生物天然氣精提純工藝路線

來自沼氣粗提純系統(tǒng)的生物天然氣，經(jīng)二次增壓后，送入活化胺液系統(tǒng)脫碳后，送入天然氣干燥系統(tǒng)，進(jìn)行脫水脫汞得到滿足液化要求的合格天然氣（CO₂≤50ppm、H₂O≤1ppm，）。吸收CO₂的活化胺液則送入解析塔再生、冷卻后，經(jīng)泵輸送至脫碳塔中，進(jìn)行下一循環(huán)。生物天然氣精提純路線如圖3所示。

圖3 生物天然氣精提純工藝路線

3、合格天然氣深冷液化工藝路線

來自生物天然氣精提純系統(tǒng)的合格天然氣、氣液和液相冷劑（來自冷劑壓縮機(jī)出口）分別從各自流道進(jìn)入液化冷箱上部，與節(jié)流后混合冷劑換熱至-50℃。預(yù)冷后的生物天然氣則繼續(xù)進(jìn)入冷箱深冷段與節(jié)流后的氣相冷劑換熱至-162℃后，經(jīng)節(jié)流閥節(jié)流減壓后送入LNG裝車系統(tǒng)。

而預(yù)冷后的液相冷劑經(jīng)節(jié)流閥節(jié)流至0.13Mpa.G，再進(jìn)入中溫冷劑分離器后，會(huì)同來自冷箱深冷段的氣相冷劑（節(jié)流后）返流至冷箱預(yù)冷段為預(yù)冷段提供冷能。

預(yù)冷后的氣相冷劑則氣相冷劑則繼續(xù)進(jìn)入冷箱深冷段與節(jié)流后的氣相冷劑換熱至-161.8℃后，節(jié)流閥節(jié)流至0.15Mpa.G（-165℃），再進(jìn)入低溫冷劑分離器，先返流至冷箱深冷段復(fù)溫，再與節(jié)流后的液相冷劑一起返流至冷箱預(yù)冷段復(fù)溫至37℃（0.11Mpa.G）后，返流至冷劑壓縮機(jī)入口。由冷劑壓縮機(jī)增壓至3.1Mpa.G后，經(jīng)壓縮機(jī)出口冷卻器冷卻至40℃，再經(jīng)出口氣液分離器分離出氣液兩相進(jìn)入冷箱預(yù)冷段進(jìn)行下一循環(huán)工作。