一種沼氣提純系統及其沼氣提純工藝的製作方法

2023-04-30 05:30:26 2

專利名稱：一種沼氣提純系統及其沼氣提純工藝的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種沼氣提純系統，特別涉及一種對包括植物、動物及其排洩物、垃圾及有機廢水等幾大類環境所產生沼氣的進行沼氣提純的系統，以及利用該系統進行提純的工藝方法。
背景技術：
在沼氣中，甲烷的含量為60%_65%，二氧化碳的含量為35%_40%，以及還含有少量的硫化氫。沼氣中二氧化碳的存在降低了沼氣的能量密度，如果所用的沼氣需要達到天然氣標準或者被用作汽車燃料，那麼就必須對其中的二氧化碳進行去除。目前沼氣提純工藝的方法有高壓水洗法、變壓吸附法、化學吸收法等，存在投資成本高、運行成本高、故障率高、維護費用高、不可連續調節、工作時噪音大、汙染環境等問題。且這些傳統的沼氣提純工藝方法只能去除沼氣中的一部分雜質，未能較為徹底的對沼氣進行提純。

發明內容
本發明提供了一種沼氣提純系統及其沼氣提純工藝，解決了現有系統存在的投資成本高、運行成本高、故障率高和提純純度低的問題。本發明是通過以下技術方案解決以上技術問題的: 一種沼氣提純系統，包括厭氧罐，在厭氧罐上連接有顆粒過濾器，在顆粒過濾器上連接有乾燥塔，在乾燥塔上連接有脫硫塔，在脫硫塔上連接有氣櫃，在氣柜上連接有汽水分離器，在汽水分離器上連接有低壓沼氣壓縮機，在低壓沼氣壓縮機上連接有攔截式預過濾器，在攔截式預過濾器上連接有冷凍式乾燥機，在冷凍式乾燥機上連接有聚結式過濾器，在聚結式過濾器上連接有油水分離過濾器，在油水分離過濾器上連接有精密終端過濾器，在精密終端過濾器上連接有加熱器，加熱器的氣體輸出口與第一 co2/ch4高效分離膜的輸入口連通，第一 co2/ch4高效分離膜的輸出口與第二 co2/ch4分離膜的輸入口連通，第二 co2/ch4分離膜的輸出口與沼氣儲罐的輸入口連通，沼氣儲罐的輸出口通過中壓沼氣壓縮機與加氣櫃連通，在加氣柜上分別連接有天然氣車和加臭櫃。第一 C02/CH4高效分離膜的富氣口與二氧化碳提純裝置連通，在二氧化碳提純裝置上連接有二氧化碳儲罐，在第二 co2/ch4分離膜的富氣口與低壓沼氣壓縮機的輸入口連通。一種沼氣提純工藝，包括以下步驟:
第一步、將從厭氧罐產生的沼氣首先輸入到顆粒過濾器中，待顆粒物與冷凝物進行分離後，再入到乾燥塔中進行水分脫除；
第二步、經乾燥的沼氣進入脫硫塔進行脫硫，經脫硫後的沼氣再進入氣櫃；
第三步、氣櫃中的沼氣經汽水分離器後進入低壓沼氣壓縮機，經壓縮後的沼氣進入沼氣淨化系統，沼氣經過攔截式預過濾器、冷凍式乾燥機、聚結式過濾器、油水分離過濾器、精密終端過濾器後進入加熱器進行加熱；第四步、經加熱後的沼氣在28°C 55°C的溫度下進入第一 C02/CH4高效分離膜進行二氧化碳與甲烷高效分離，分離後的二氧化碳氣體經第一 C02/CH4高效分離膜富氣口進入二氧化碳提純裝置提純後進入到二氧化碳儲罐中；
第五步、經第一 C02/CH4高效分離膜分離後的沼氣進入到第二 C02/CH4分離膜進一步進行甲烷與二氧化碳分離，經第二 C02/CH4分離膜的富氣口排放的氣體回到壓縮機前進行重新循環提純，經第二 co2/ch4分離膜膜輸出口排出的沼氣進入沼氣儲罐；
第六步、沼氣儲罐中的沼氣經中壓沼氣壓縮機進行加壓到40帕，並經加臭櫃進行加臭後進入加氣櫃對天然氣車進行加氣。本發明涉及到的沼氣提純工藝具有以下優點:沼氣提純率高，可有效的去除沼氣中的二氧化碳，提純後的沼氣濃度可達99.6%以上；採用兩級膜組進行沼氣提純，利用兩級膜組的吸附性能不同對二氧化碳進行去除，並可對C02/CH4高效分離膜的廢氣二氧化碳進行回收利用，避免對空排放造成大氣汙染。且對C02/CH4分離膜的回流氣進行匯流重新加以利用，其回收率可高達95%;膜法沼氣提純工藝具有佔地面積小、各種氣體成分在線監測、運行成本低、故障率低、維護費低、可連續調節、工作噪音低等特點。本發明可以將原料氣中的二氧化碳去除掉，提純效率高，且原料氣中的二氧化碳可以進行回收利用，避免對空排放造成汙染，且整套工藝可以實現全自動化運行。


圖1是本發明的結構示意圖。
具體實施例方式一種沼氣提純系統，包括厭氧罐1，在厭氧罐I上連接有顆粒過濾器2，在顆粒過濾器2上連接有乾燥塔3，在乾燥塔3上連接有脫硫塔4，在脫硫塔4上連接有氣櫃5，在氣櫃5上連接有汽水分離器6，在汽水分離器6上連接有低壓沼氣壓縮機7，在低壓沼氣壓縮機7上連接有攔截式預過濾器8，在攔截式預過濾器8上連接有冷凍式乾燥機9，在冷凍式乾燥機9上連接有聚結式過濾器10，在聚結式過濾器10上連接有油水分離過濾器11，在油水分離過濾器11上連接有精密終端過濾器12，在精密終端過濾器12上連接有加熱器13，加熱器13的氣體輸出口與第一 C02/CH4高效分離膜14的輸入口連通，第一 C02/CH4高效分離膜14的輸出口與第二 C02/CH4分離膜19的輸入口連通，第二 C02/CH4分離膜19的輸出口與沼氣儲罐20的輸入口連通，沼氣儲罐20的輸出口通過中壓沼氣壓縮機21與加氣櫃23連通，在加氣櫃23上分別連接有天然氣車24和加臭櫃22。第一 C02/CH4高效分離膜14的富氣口 15與二氧化碳提純裝置16連通，在二氧化碳提純裝置16上連接有二氧化碳儲罐17，在第二 C02/CH4分離膜19的富氣口 18與低壓沼氣壓縮機7的輸入口連通。一種沼氣提純工藝，包括以下步驟:
第一步、將從厭氧罐I產生的沼氣首先輸入到顆粒過濾器2中，待顆粒物與冷凝物進行分離後，再入到乾燥塔3中進行水分脫除；
第二步、經乾燥的 第三步、氣櫃5中的沼氣經汽水分離器6後進入低壓沼氣壓縮機7，經壓縮後的沼氣進入沼氣淨化系統，沼氣經過攔截式預過濾器8、冷凍式乾燥機9、聚結式過濾器10、油水分離過濾器11、精密終端過濾器12後進入加熱器13進行加熱；
第四步、經加熱後的沼氣在28°C 55°C的溫度下進入第一 C02/CH4高效分離膜14進行二氧化碳與甲烷高效分離，分離後的二氧化碳氣體經第一 C02/CH4高效分離膜富氣口 15進入二氧化碳提純裝置16提純後進入到二氧化碳儲罐17中；
第五步、經第一 C02/CH4高效分離膜14分離後的沼氣進入到第二 C02/CH4分離膜19進一步進行甲烷與二氧化碳分離，經第二 C02/CH4分離膜19的富氣口 18排放的氣體回到壓縮機7前進行重新循環提純，經第二 C02/CH4分離膜19膜輸出口排出的沼氣進入沼氣儲罐20 ；
第六步、沼氣儲罐20中的沼氣經中壓沼氣壓縮機21進行加壓到40帕，並經加臭櫃22進行加臭後進入 加氣櫃23對天然氣車24進行加氣。本發明是依據二氧化碳與甲烷在中空纖維膜組中的滲透速率不同，對二氧化碳進行去除並加以回收利用，製取純淨的沼氣，用於化工原料、民用燃料等。
權利要求
1.一種沼氣提純系統，包括厭氧罐(I )，在厭氧罐(I)上連接有顆粒過濾器(2)，在顆粒過濾器(2 )上連接有乾燥塔(3 )，在乾燥塔(3 )上連接有脫硫塔(4 )，在脫硫塔(4 )上連接有氣櫃(5 )，在氣櫃(5 )上連接有汽水分離器(6 )，在汽水分離器(6 )上連接有低壓沼氣壓縮機(7),在低壓沼氣壓縮機(7)上連接有攔截式預過濾器(8)，在攔截式預過濾器(8)上連接有冷凍式乾燥機(9 )，在冷凍式乾燥機(9 )上連接有聚結式過濾器(10 )，在聚結式過濾器(10 )上連接有油水分離過濾器(11 )，在油水分離過濾器(11)上連接有精密終端過濾器(12 )，在精密終端過濾器(12)上連接有加熱器(13)，加熱器(13)的氣體輸出口與第一 C02/CH4高效分離膜(14)的輸入口連通，第一 C02/CH4高效分離膜(14)的輸出口與第二 C02/CH4分離膜(19)的輸入口連通，第二 C02/CH4分離膜(19)的輸出口與沼氣儲罐(20)的輸入口連通，沼氣儲罐(20)的輸出口通過中壓沼氣壓縮機(21)與加氣櫃(23)連通，在加氣櫃(23)上分別連接有天然氣車(24)和加臭櫃(22)。
2.根據權利要求1所述的一種沼氣提純系統，其特徵在於，第一C02/CH4高效分離膜(14)的富氣口( 15)與二氧化碳提純裝置(16)連通，在二氧化碳提純裝置(16)上連接有二氧化碳儲罐(17)，在第二 C02/CH4分離膜(19)的富氣口(18)與低壓沼氣壓縮機(7)的輸入口連通。
3.一種沼氣提純工藝，包括以下步驟: 第一步、將從厭氧罐(I)產生的沼氣首先輸入到顆粒過濾器(2)中，待顆粒物與冷凝物進行分離後，再入到乾燥塔(3)中進行水分脫除； 第二步、經乾燥的沼氣進入脫硫塔(4)進行脫硫，經脫硫後的沼氣再進入氣櫃(5)；第三步、氣櫃(5)中的沼氣經汽水分離器(6)後進入低壓沼氣壓縮機(7)，經壓縮後的沼氣進入沼氣淨化系統，沼氣經過攔截式預過濾器(8)、冷凍式乾燥機(9)、聚結式過濾器(10)、油水分離過濾器(11)、精密終端過濾器(12)後進入加熱器(13)進行加熱； 第四步、經加熱後的沼氣在28°C_55°C的溫度下進入第一 C02/CH4高效分離膜(14)進行二氧化碳與甲烷高效分離，分離後的二氧化碳氣體經第一 C02/CH4高效分離膜富氣口(15)進入二氧化碳提純裝置(16)提純後進入到二氧化碳儲罐(17)中； 第五步、經第一 C02/CH4高效分離膜(14)分離後的沼氣進入到第二 C02/CH4分離膜(19)進一步進行甲烷與二氧化碳分離，經第二 C02/CH4分離膜(19)的富氣口( 18)排放的氣體回到壓縮機(7)前進行重新循環提純，經第二 C02/CH4分離膜(19)膜輸出口排出的沼氣進入沼氣儲te (20)； 第六步、沼氣儲罐(20)中的沼氣經中壓沼氣壓縮機(21)進行加壓到40帕，並經加臭櫃(22)進行加臭後進入加氣櫃(23)對天然氣車(24)進行加氣。
全文摘要
本發明公開了一種沼氣提純系統及其沼氣提純工藝，解決了現有系統存在的投資成本高、運行成本高、故障率高和提純純度低的問題。包括依次連接的厭氧罐(1)、顆粒過濾器(2)、乾燥塔(3)、脫硫塔(4)、氣櫃(5)、汽水分離器(6)、低壓沼氣壓縮機(7)、攔截式預過濾器(8)、冷凍式乾燥機(9)、聚結式過濾器(10)、油水分離過濾器(11)、精密終端過濾器(12)、加熱器(13)、第一CO2/CH4高效分離膜(14)、第二CO2/CH4分離膜(19)和沼氣儲罐(20)；第一CO2/CH4高效分離膜(14)的富氣口(15)與二氧化碳提純裝置(16)連通，在二氧化碳提純裝置(16)上連接有二氧化碳儲罐(17)。本發明的提純工藝提純率高，整套工藝可以實現全自動化運行。
文檔編號C10L3/10GK103232871SQ20131016648
公開日2013年8月7日 申請日期2013年5月8日 優先權日2013年5月8日
發明者王剛, 張志剛, 朱勁松, 席瑞鑫, 祁智, 高瑜, 喬楠, 趙屾, 郝學威, 王利平 申請人:山西汾西機電有限公司