沼氣處理系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開一種沼氣處理系統(tǒng)，屬沼氣處理領(lǐng)域。該系統(tǒng)包括：沼氣儲(chǔ)氣柜與濕法脫硫單元、氣水分離器、干法脫硫單元、空氣過濾器及增壓風(fēng)機(jī)依次連接；增壓風(fēng)機(jī)的氣體輸出口與沼氣壓縮機(jī)、冷干機(jī)、攔截式預(yù)過濾器、初級(jí)油水分離器、精密過濾器、超精密過濾器、換熱器及一級(jí)膜組依次連接；一級(jí)膜組的輸出口與二級(jí)膜組、天然氣壓縮機(jī)及加氣柱依次連接；一級(jí)膜組設(shè)有回收二氧化碳的富氣口；加氣柱上設(shè)有連接天然氣撬裝車的天然氣輸出口。該系統(tǒng)可將城市有機(jī)垃圾厭氧發(fā)酵后的沼氣提純后達(dá)到車用壓縮天然氣(GB18047-2000)標(biāo)準(zhǔn)，解決現(xiàn)有城市有機(jī)垃圾厭氧發(fā)酵后產(chǎn)生的沼氣提純系統(tǒng)存在投資及運(yùn)行成本高、控制復(fù)雜、故障率高和占地面積大的問題。
【專利說明】沼氣處理系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及沼氣處理設(shè)備領(lǐng)域，特別是涉及一種能對沼氣凈化、提純的沼氣處理系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，利用厭氧消化處理技術(shù)處理城市有機(jī)垃圾在國內(nèi)外有著比較廣闊的應(yīng)用，特別是在歐洲，用厭氧消化的方法處理有機(jī)垃圾得到較大的發(fā)展，在日本和韓國，厭氧消化處理餐廚垃圾也得到了較大的發(fā)展。城市有機(jī)垃圾通過厭氧分解產(chǎn)生沼氣，獲得可再生的能源，實(shí)現(xiàn)有機(jī)廢物的資源化。
[0003]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(dá)到天然氣標(biāo)準(zhǔn)或者被用作汽車燃料，那么就必須對其中的二氧化碳和硫化氫進(jìn)行去除。目前，沼氣脫硫方法有干式脫硫方法、濕式脫硫方法、生物脫硫方法等，其中干式脫硫方法運(yùn)行費(fèi)用高，生物脫硫方法一次性投資成本高、成品氣里的含氧量高等問題。沼氣提純工藝的方法有高壓水洗法、變壓吸附法、化學(xué)吸收法等，這些工藝和設(shè)備存在投資成本高、運(yùn)行成本高、控制復(fù)雜、故障率高、占地面積達(dá)、不可連續(xù)調(diào)節(jié)、工作時(shí)噪音大、污染環(huán)境等問題，因此如何對沼氣進(jìn)行處理，以低成本對沼氣進(jìn)行有效利用是需要解決的問題。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種利用沼氣制備車用燃?xì)獾南到y(tǒng)，其投資及運(yùn)行成本低、控制簡單、故障率低，對沼氣進(jìn)行凈化提純高，處理后達(dá)到車用燃?xì)鈽?biāo)準(zhǔn)，從而解決現(xiàn)有處理沼氣的設(shè)備運(yùn)行成本高、工作噪音大以及污染環(huán)境等問題。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供一種沼氣處理系統(tǒng)，包括:
[0006]沼氣儲(chǔ)氣柜、濕法脫硫單元、氣水分離器、干法脫硫單元、空氣過濾器、增壓風(fēng)機(jī)、沼氣壓縮機(jī)、冷干機(jī)、攔截式預(yù)過濾器、初級(jí)油水分離器、精密過濾器、超精密過濾器、換熱器、一級(jí)膜組、二級(jí)膜組、天然氣壓縮機(jī)和加氣柱；其中，
[0007]所述沼氣儲(chǔ)氣柜與濕法脫硫單元、氣水分離器、干法脫硫單元、空氣過濾器及增壓風(fēng)機(jī)依次連接；
[0008]所述增壓風(fēng)機(jī)的氣體輸出口與所述沼氣壓縮機(jī)、冷干機(jī)、攔截式預(yù)過濾器、初級(jí)油水分離器、精密過濾器、超精密過濾器、換熱器及一級(jí)膜組依次連接；
[0009]所述一級(jí)膜組的輸出口與所述二級(jí)膜組、天然氣壓縮機(jī)及加氣柱依次連接；
[0010]所述一級(jí)膜組設(shè)有回收二氧化碳的富氣口 ；
[0011]所述加氣柱上設(shè)有連接天然氣撬裝車的天然氣輸出口。
[0012]本實(shí)用新型的有益效果為:通過系統(tǒng)中設(shè)置的濕法脫硫單元、氣水分離器、干法脫硫單元、沼氣壓縮機(jī)、冷干機(jī)、一級(jí)膜組、二級(jí)膜組、天然氣壓縮機(jī)配合依次對沼氣進(jìn)行處理，保證了使處理后最終輸出的氣體中的高位發(fā)熱值、總硫、H2S, CO2, O2、水露點(diǎn)等指標(biāo)達(dá)到車用燃?xì)獾臉?biāo)準(zhǔn)。實(shí)現(xiàn)了以較低的投資及運(yùn)行成本、較簡單的控制對沼氣進(jìn)行凈化提純處理，使處理后的輸出氣體滿足了車用燃?xì)鈽?biāo)準(zhǔn)是要求。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他附圖。
[0014]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面對本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本實(shí)用新型的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
[0016]圖1所示為本實(shí)用新型提供的沼氣處理系統(tǒng)，可以對包括餐廚垃圾、城市糞便、市政污泥、廚余垃圾等城市有機(jī)垃圾通過厭氧發(fā)酵產(chǎn)生的沼氣的進(jìn)行凈化提純處理，處理后的輸出氣體能滿足車用燃?xì)鈽?biāo)準(zhǔn)的要求，該系統(tǒng)包括:沼氣儲(chǔ)氣柜1、濕法脫硫單元2、氣水分離器3、干法脫硫單元4、空氣過濾器5、增壓風(fēng)機(jī)6、沼氣壓縮機(jī)8、冷干機(jī)9、攔截式預(yù)過濾器10、初級(jí)油水分離器11、精密過濾器12、超精密過濾器13、換熱器14、一級(jí)膜組15、二級(jí)膜組16、天然氣壓縮機(jī)17和加氣柱18 ；
[0017]其中，沼氣儲(chǔ)氣柜I與濕法脫硫單元2、氣水分離器3、干法脫硫單元4、空氣過濾器5及增壓風(fēng)機(jī)6依次連接；
[0018]增壓風(fēng)機(jī)6的氣體輸出口與沼氣壓縮機(jī)8、冷干機(jī)9、攔截式預(yù)過濾器10、初級(jí)油水分離器11、精密過濾器12、超精密過濾器13、換熱器14及一級(jí)膜組15依次連接；具體的，增壓風(fēng)機(jī)6的氣體輸出口與沼氣壓縮機(jī)8的輸入口連接，沼氣壓縮機(jī)8的輸出口與冷干機(jī)
9、攔截式預(yù)過濾器10、初級(jí)油水分離器11、精密過濾器12、超精密過濾器13、換熱器14及一級(jí)膜組15依次連接；
[0019]一級(jí)膜組15的輸出口與二級(jí)膜組16、天然氣壓縮機(jī)17及加氣柱18依次連接；具體的，一級(jí)膜組15的輸出口與二級(jí)膜組16的輸入口連接，二級(jí)膜組16的輸入口與天然氣壓縮機(jī)17及加氣柱18依次連接；
[0020]一級(jí)膜組15設(shè)有回收二氧化碳的富氣口 ；
[0021]加氣柱18上設(shè)有連接天然氣撬裝車19的天然氣輸出口。
[0022]上述沼氣處理系統(tǒng)還包括:二氧化碳提純裝置20和二氧化碳儲(chǔ)罐21 ;其中，
[0023]二氧化碳提純裝置20與一級(jí)膜組15的富氣口連通，二氧化碳提純裝置20的出氣口與二氧化碳儲(chǔ)罐21連通。通過二氧化碳提純裝置20與二氧化碳儲(chǔ)罐21配合，可對一級(jí)膜組15中的富氣(廢氣)二氧化碳進(jìn)行回收利用，避免對空排放造成大氣污染。且對CO2/CH4分離膜組的回流氣進(jìn)行匯流重新加以利用，其回收率可高達(dá)95% ；
[0024]上述沼氣處理系統(tǒng)還包括:火炬7，與增壓風(fēng)機(jī)6的氣體輸出口連通，具體可在增壓風(fēng)機(jī)6的氣體輸出口上設(shè)置緊急排氣口，通過緊急排氣口與火炬7連接，并在增壓風(fēng)機(jī)6的氣體輸出口上設(shè)置檢修口，這樣通過使增壓風(fēng)機(jī)6氣體輸出口一路與火炬7連接，保證系統(tǒng)在檢修維護(hù)在緊急情況下，多余的氣體由火炬7燃燒處理，保證了系統(tǒng)安全、穩(wěn)定以及方便檢修維護(hù)。
[0025]上述沼氣處理系統(tǒng)還包括:回流管，連接在二級(jí)膜組16的富氣口與沼氣壓縮機(jī)8的輸入口之間。
[0026]該沼氣處理系統(tǒng)通過設(shè)置的濕法脫硫單元2、氣水分離器3、干法脫硫單元4、沼氣壓縮機(jī)8、冷干機(jī)9、一級(jí)膜組15、二級(jí)膜組16、天然氣壓縮機(jī)17配合對沼氣依次進(jìn)行處理，以及通過兩級(jí)膜組件對沼氣進(jìn)行提純，每級(jí)膜組件可并列設(shè)置多根，從而可有效去除沼氣中的二氧化碳，提純后的沼氣純度可達(dá)97%以上，保證了最終處理后輸出的氣體中的高位發(fā)熱值、總硫、氏3、0)2、02、水露點(diǎn)等指標(biāo)達(dá)到車用燃?xì)獾臉?biāo)準(zhǔn)。該系統(tǒng)具有占地面積小、各種氣體成分在線監(jiān)測、可連續(xù)調(diào)節(jié)、運(yùn)行成本低、故障率低、維護(hù)費(fèi)低、工作噪音低等特點(diǎn)。
[0027]下面結(jié)合具體實(shí)施例對本實(shí)用新型的系統(tǒng)作進(jìn)一步說明。
[0028]如圖1所示，本實(shí)用新型實(shí)施例提供一種能對沼氣凈化提純后制備車用燃?xì)獾睦谜託庵苽滠囉萌細(xì)獾南到y(tǒng)，該系統(tǒng)包括:依次連接的沼氣儲(chǔ)氣柜1、濕法脫硫單元2、氣水分離器3、干法脫硫單元4、空氣過濾器5、增壓風(fēng)機(jī)6、增壓風(fēng)機(jī)6的氣體輸出口與沼氣壓縮機(jī)8輸入口連接，通過沼氣壓縮機(jī)8壓縮后，依次通過冷干機(jī)9、攔截式預(yù)過濾器10、初級(jí)油水分離器11、精密過濾器12、超精密過濾器13、換熱器14、一級(jí)膜組15，一級(jí)膜組15輸出口與二級(jí)膜組16的輸入口連通、二級(jí)膜組16輸出口通過天然氣壓縮機(jī)17與加氣柱18連通、在加氣柱18上連接天然氣撬裝車19。
[0029]一級(jí)膜組15的 富氣口與二氧化碳提純裝置20連通，在二氧化碳提純裝置20上連接有二氧化碳儲(chǔ)罐21。二級(jí)膜組16的富氣口通過回流管與沼氣壓縮機(jī)8的輸入口連通。
[0030]增壓風(fēng)機(jī)6的氣體輸出口一路與火炬7連接，保證系統(tǒng)在檢修維護(hù)在緊急情況下，多余的氣體由火炬7燃燒處理。
[0031]利用本實(shí)用新型實(shí)施例提供的沼氣處理系統(tǒng)對沼氣凈化提純制備車用燃?xì)獾倪^程，包括以下步驟:
[0032]第一步、沼氣儲(chǔ)氣柜I內(nèi)儲(chǔ)存的沼氣輸送到濕法脫硫單元2進(jìn)行粗脫硫、將H2S含量降到200mg/m3以內(nèi)。
[0033]第二步、粗脫硫后的沼氣通過氣水分離器3、干法脫硫單元4、空氣過濾器5進(jìn)行精脫硫?qū)2S含量降到8mg/m3以下、并除去飽和水蒸氣、將氣體中的顆粒物≤3 μ m等。
[0034]第三步、經(jīng)除去部分雜質(zhì)后的沼氣利用增壓風(fēng)機(jī)6進(jìn)行增壓到lOKPa，并保證沼氣壓縮機(jī)8的進(jìn)氣壓力和火炬7進(jìn)氣壓力。增壓風(fēng)機(jī)6的氣體輸出口一路與沼氣壓縮機(jī)8輸入口連接，通過沼氣壓縮機(jī)8壓縮后，沼氣壓力達(dá)到1.3MPa。增壓風(fēng)機(jī)6輸出口一路與火炬7連接，保證系統(tǒng)在檢修維護(hù)在緊急情況下，多余的氣體由火炬7燃燒處理。
[0035]第四步、通過壓縮后的沼氣依次經(jīng)過冷干機(jī)9、攔截式預(yù)過濾器10、初級(jí)油水分離器11、精密過濾器12、超精密過濾器13、換熱器進(jìn)行進(jìn)一步將壓縮氣體中水蒸汽凝結(jié)成液滴，從而達(dá)到減少含濕量，并將氣體進(jìn)一步過濾、除油、除雜等，然后進(jìn)入換熱器14進(jìn)行加熱，將氣體溫度保持在35-60 V之間。
[0036]第五步、進(jìn)行除雜、除水、換熱后的氣體進(jìn)入一級(jí)膜組15進(jìn)行膜分離將氣體中的大部分CO2除去，一級(jí)膜組15的富氣廢氣與二氧化碳提純裝置20連通，將二氧化碳提純后利用二氧化碳儲(chǔ)罐21回收。一級(jí)膜組15輸出口與二級(jí)膜組16的輸入口連通、將利用二級(jí)膜組16進(jìn)行進(jìn)一步除去二氧化碳，將氣體中的二氧化碳含量控制在3%以下。二級(jí)膜組16的富氣進(jìn)行回流，并與沼氣壓縮機(jī)8的輸入口連通。
[0037]第六步、通過兩級(jí)膜組分離后的天然氣進(jìn)入天然氣壓縮機(jī)17進(jìn)行壓縮達(dá)到25MPa，然后利用加氣柱18將壓縮車用天然氣輸送到天然氣撬裝車19。
[0038]綜上所述，本實(shí)用新型實(shí)施例提供的沼氣處理系統(tǒng)，可以將城市有機(jī)垃圾厭氧發(fā)酵后的沼氣提純后達(dá)到車用壓縮天然氣(GB18047-2000)的標(biāo)準(zhǔn)，解決了現(xiàn)有城市有機(jī)垃圾厭氧發(fā)酵后產(chǎn)生的沼氣提純系統(tǒng)存在的投資成本高、運(yùn)行成本高、控制復(fù)雜、故障率高和占地面積大的問題。
[0039]以上所述，僅為本實(shí)用新型較佳的【具體實(shí)施方式】，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員在本實(shí)用新型披露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種沼氣處理系統(tǒng),其特征在于,包括: 沼氣儲(chǔ)氣柜(I)、濕法脫硫單元(2)、氣水分離器(3)、干法脫硫單元(4)、空氣過濾器(5)、增壓風(fēng)機(jī)(6)、沼氣壓縮機(jī)(8)、冷干機(jī)(9)、攔截式預(yù)過濾器(10)、初級(jí)油水分離器(11)、精密過濾器(12)、超精密過濾器(13)、換熱器(14)、一級(jí)膜組(15)、二級(jí)膜組(16)、天然氣壓縮機(jī)(17)和加氣柱(18);其中， 所述沼氣儲(chǔ)氣柜(I)與濕法脫硫單元(2)、氣水分離器(3)、干法脫硫單元(4)、空氣過濾器(5)及增壓風(fēng)機(jī)(6)依次連接； 所述增壓風(fēng)機(jī)(6)的氣體輸出口與所述沼氣壓縮機(jī)(8)、冷干機(jī)(9)、攔截式預(yù)過濾器(10)、初級(jí)油水分離器(11)、精密過濾器(12)、超精密過濾器(13)、換熱器(14)及一級(jí)膜組(15)依次連接； 所述一級(jí)膜組(15)的輸出口與所述二級(jí)膜組(16)、天然氣壓縮機(jī)(17)及加氣柱(18)依次連接； 所述一級(jí)膜組(15)設(shè)有回收二氧化碳的富氣口 ； 所述加氣柱(18 )上設(shè)有連接天然氣撬裝車(19)的天然氣輸出口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的沼氣處理系統(tǒng)，其特征在于，還包括:二氧化碳提純裝置(20)和二氧化碳儲(chǔ)罐(21);其中， 所述二氧化碳提純裝置(20)與一級(jí)膜組(15)的富氣口連通，所述二氧化碳提純裝置(20)的出氣口與所述二氧化碳儲(chǔ)罐(21)連通。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的沼氣處理系統(tǒng)，其特征在于，還包括:火炬(7)，與所述增壓風(fēng)機(jī)出)的氣體輸出口連通。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的沼氣處理系統(tǒng)，其特征在于，還包括:回流管，連接在所述二級(jí)膜組(16)的富氣口與沼氣壓縮機(jī)(8)的輸入口。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的沼氣處理系統(tǒng)，其特征在于，還包括:天然氣撬裝車(19)，與所述加氣柱(18)的天然氣輸出口連通。
【文檔編號(hào)】C10L3/10GK203820739SQ201420207721
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年4月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月25日
【發(fā)明者】代鎖柱, 王亞峰, 武振恒, 孫偉偉, 何華 申請人:桑德環(huán)境資源股份有限公司