小型沼气全液化装置

来自前端的生物沼气进入沼气提纯系统，依次经沼气脱硫、冷干脱水、初步增压、PSA变压吸附脱碳后，得到生物天然气（CH₄≥97%、CO₂≤3%）。生物天然气送入精提纯系统，依次经二次增压、精脱CO₂、吸附脱水脱汞后，送入深冷液化系统，得到LNG产品（-162℃）。而沼气提纯系统产生的解析气依次经CO₂干燥系统和低温精馏分离系统得到LCO₂产品（-25℃）。低温精馏化分离系统产生的不凝气则返回沼气提纯系统。

沼气提纯液化制LNG和LCO₂系统主要包括：沼气提纯系统、精提纯系统、液化深冷系统、LNG装车系统、CO₂干燥系统、CO₂低温精馏系统、LCO₂储运系统、冷却系统、仪表风和制氮系统、安全放散系统、导热油炉系统、配电系统以及分析化验系统等。沼气提纯液化制LNG和LCO₂工艺路线如图1所示。

图1 沼气提纯液化制LNG和LCO₂工艺路线

产品质量

（1）生物天然气质量满足《GB/T41328-2022》中要求；

（2）LNG产品质量满足《GB/T38753-2020》中要求。

（3）LCO₂产品质量满足《GB/T6052-2011 液态二氧化碳》中要求。

1、沼气粗提纯工艺路线

来自前端的沼气先进入沼气气柜暂存后，进入沼气脱硫系统经干法脱硫（或先湿法再干法）至≤4ppm，送入冷干机（I）冷干脱水后（脱水温度5~10℃），送入沼气压缩机增压并冷却后，经冷干机（II）脱水后，送入变压吸附系统（PSA），脱除CO₂后得到生物天然气（CH₄≥97%、CO₂≤3%），而富含CO₂的解析气送入CO₂回收系统。沼气提纯路线如图2所示。

图2 沼气粗提纯系统工艺路线

2、生物天然气精提纯工艺路线

来自沼气粗提纯系统的生物天然气，经二次增压后，送入活化胺液系统脱碳后，送入天然气干燥系统，进行脱水脱汞得到满足液化要求的合格天然气（CO₂≤50ppm、H₂O≤1ppm，）。吸收CO₂的活化胺液则送入解析塔再生、冷却后，经泵输送至脱碳塔中，进行下一循环。生物天然气精提纯路线如图3所示。

图3 生物天然气精提纯工艺路线

3、合格天然气深冷液化工艺路线

来自生物天然气精提纯系统的合格天然气、气液和液相冷剂（来自冷剂压缩机出口）分别从各自流道进入液化冷箱上部，与节流后混合冷剂换热至-50℃。预冷后的生物天然气则继续进入冷箱深冷段与节流后的气相冷剂换热至-162℃后，经节流阀节流减压后送入LNG装车系统。

而预冷后的液相冷剂经节流阀节流至0.13Mpa.G，再进入中温冷剂分离器后，会同来自冷箱深冷段的气相冷剂（节流后）返流至冷箱预冷段为预冷段提供冷能。

预冷后的气相冷剂则气相冷剂则继续进入冷箱深冷段与节流后的气相冷剂换热至-161.8℃后，节流阀节流至0.15Mpa.G（-165℃），再进入低温冷剂分离器，先返流至冷箱深冷段复温，再与节流后的液相冷剂一起返流至冷箱预冷段复温至37℃（0.11Mpa.G）后，返流至冷剂压缩机入口。由冷剂压缩机增压至3.1Mpa.G后，经压缩机出口冷却器冷却至40℃，再经出口气液分离器分离出气液两相进入冷箱预冷段进行下一循环工作。