本實(shí)用新型涉及一種高效節(jié)能沼氣純化與增壓一體化裝置。

背景技術(shù)：

沼氣增壓裝置是專門針對沼氣而設(shè)計的成套裝備系統(tǒng)，集沼氣提純和增壓于一體，提高沼氣品質(zhì)，改善沼氣壓力不足的現(xiàn)象，廣泛用于各類沼氣池和遠(yuǎn)距離輸送沼氣。中國石油、天然氣和煤炭將在50年、100年和200年內(nèi)消耗殆盡，且化石能源使用會帶來的環(huán)境污染和溫室氣體排放，沼氣是一種清潔能源，政府對沼氣建設(shè)始終給予了高度的重視和大力支持，經(jīng)過20多年的努力建設(shè)，在農(nóng)村已取得了舉世矚目的成就，規(guī)模和技術(shù)水平都取得了很大的發(fā)展，在工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域，沼氣依然也是一種極具優(yōu)勢的清潔能源，該領(lǐng)域勢必會迎來更大的發(fā)展契機(jī)，沼氣行業(yè)對增壓提純裝置的需求也將會越來越高，更高的壓力、更齊全的配置、更安全的設(shè)計、更小的占地面積，是沼氣增壓裝置的發(fā)展方向。

目前市場上的沼氣提純增壓普遍采用一套較為龐大的系統(tǒng)，主要采用風(fēng)機(jī)做一級初步增壓，然后脫硫，再經(jīng)過二級活塞壓縮機(jī)或螺桿壓縮機(jī)增壓至中間壓力，經(jīng)提純后經(jīng)三級活塞壓縮機(jī)增壓至工作壓力，其二級、三級增壓采用兩臺壓縮機(jī)，每臺壓縮機(jī)配置單獨(dú)的電機(jī)，整個系統(tǒng)占地面積大，效率低，而我公司的新型高效節(jié)能沼氣純化與增壓一體化裝置，在初步增壓后只需要采用一臺五級活塞式壓縮機(jī)，配置一臺變頻電機(jī)，所有設(shè)備集成設(shè)計組裝，具有高效節(jié)能、占地面積小的優(yōu)點(diǎn)，順應(yīng)行業(yè)發(fā)展需要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型提出一種高效節(jié)能沼氣純化與增壓一體化裝置，通過一體化設(shè)計、整體焊接、模塊化組裝成撬，具有多級壓縮、變頻節(jié)能、容量調(diào)節(jié)、緊湊可靠、占地面積小等諸多特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)可靠的穩(wěn)定性和安全性。

本實(shí)用新型具體是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的：

一種高效節(jié)能沼氣純化與增壓一體化裝置，包括底座上安裝的羅茨鼓風(fēng)機(jī)、脫硫罐、五級活塞式壓縮機(jī)、第一排氣緩沖罐、干燥機(jī)、精密過濾器、一級膜分離裝置、二級膜分離裝置、三級進(jìn)氣緩沖罐、第三排氣緩沖罐、一級風(fēng)冷沼氣冷卻器、二級風(fēng)冷沼氣冷卻器、三級風(fēng)冷沼氣冷卻器、四級風(fēng)冷沼氣冷卻器、五級風(fēng)冷沼氣冷卻器，所述羅茨鼓風(fēng)機(jī)將升壓后的沼氣通過排氣管接入脫硫罐，所述脫硫罐通過管道將沼氣接入五級活塞式壓縮機(jī)一級進(jìn)氣口，所述五級活塞式壓縮機(jī)一級排氣口設(shè)置一級風(fēng)冷沼氣冷卻器，一級風(fēng)冷沼氣冷卻器后接五級活塞式壓縮機(jī)二級進(jìn)氣口，所述五級活塞式壓縮機(jī)二級排氣口接入二級風(fēng)冷沼氣冷卻器，所述二級風(fēng)冷沼氣冷卻器后接有第一排氣緩沖罐；所述二級排氣緩沖罐通過管道依次連接干燥機(jī)、精密過濾器、一級膜分離裝置、二級膜分離裝置和三級進(jìn)氣緩沖罐；所述三級進(jìn)氣緩沖罐通過管道連接五級活塞式壓縮機(jī)三級進(jìn)氣口、五級活塞式壓縮機(jī)三級排氣口連接三級風(fēng)冷沼氣冷卻器、三級風(fēng)冷沼氣冷卻器連接五級活塞式壓縮機(jī)四級進(jìn)氣口，五級活塞式壓縮機(jī)四級排氣口連接四級風(fēng)冷沼氣冷卻器、四級風(fēng)冷沼氣冷卻器連接五級活塞式壓縮機(jī)五級進(jìn)氣口，五級活塞式壓縮機(jī)五級排氣口連接五級風(fēng)冷沼氣冷卻器，所述五級風(fēng)冷沼氣冷卻器連接至第三排氣緩沖罐。

優(yōu)選地，所述羅茨鼓風(fēng)機(jī)和脫硫罐之間設(shè)有前置換熱器。

優(yōu)選地，所述二級膜分離裝置設(shè)置有回流管道，回流管道接入五級活塞式壓縮機(jī)一級進(jìn)氣口。

優(yōu)選地，所述五級活塞式壓縮機(jī)采用一臺高效電機(jī)，在一、二級壓縮至13bar之后，對沼氣進(jìn)行純化，然后再經(jīng)三、四、五級壓縮升壓至250bar。

本實(shí)用新型產(chǎn)生的有益效果為：(1)、對傳統(tǒng)的分離式機(jī)組系統(tǒng)進(jìn)行集約化設(shè)計，一個設(shè)備實(shí)現(xiàn)原有多個設(shè)備才可實(shí)現(xiàn)的功能，體積小巧，占地面積小，功能齊全；(2)、使用整體底座為基礎(chǔ)，底座全焊接結(jié)構(gòu)，設(shè)備穩(wěn)定性好；(3)使用一臺五級活塞式壓縮機(jī)搭配一臺變頻電機(jī)，取代以往多臺壓縮機(jī)、多臺電機(jī)的設(shè)計，高效節(jié)能；(4)采用脫硫裝置、冷干機(jī)、高精度過濾器、兩級膜分離裝置等多種設(shè)備提純沼氣，保證最終用氣的高品質(zhì)、高穩(wěn)定性的要求。

附圖說明

為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)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)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本實(shí)用新型的核心概要處理結(jié)構(gòu)示意圖

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，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)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

如圖1所示一種高效節(jié)能沼氣純化與增壓一體化裝置，包括底座上安裝的羅茨鼓風(fēng)機(jī)1、脫硫罐2、五級活塞式壓縮機(jī)3、第一排氣緩沖罐4、干燥機(jī)5、精密過濾器6、一級膜分離裝置7、二級膜分離裝置8、三級進(jìn)氣緩沖罐9、第三排氣緩沖罐10、一級風(fēng)冷沼氣冷卻器11、二級風(fēng)冷沼氣冷卻器12、三級風(fēng)冷沼氣冷卻器13、四級風(fēng)冷沼氣冷卻器14、五級風(fēng)冷沼氣冷卻器15，所述羅茨鼓風(fēng)機(jī)1將升壓后的沼氣通過排氣管接入脫硫罐2，所述脫硫罐2通過管道將沼氣接入五級活塞式壓縮機(jī)3一級進(jìn)氣口，所述五級活塞式壓縮機(jī)3一級排氣口設(shè)置一級風(fēng)冷沼氣冷卻器11，一級風(fēng)冷沼氣冷卻器11后接五級活塞式壓縮機(jī)3二級進(jìn)氣口，所述五級活塞式壓縮機(jī)3二級排氣口接入二級風(fēng)冷沼氣冷卻器12，所述二級風(fēng)冷沼氣冷卻器12后接有第一排氣緩沖罐4；所述二級排氣緩沖罐4通過管道依次連接干燥機(jī)5、精密過濾器6、一級膜分離裝置7、二級膜分離裝置8和三級進(jìn)氣緩沖罐9；所述三級進(jìn)氣緩沖罐9通過管道連接五級活塞式壓縮機(jī)3三級進(jìn)氣口、五級活塞式壓縮機(jī)3三級排氣口連接三級風(fēng)冷沼氣冷卻器13、三級風(fēng)冷沼氣冷卻器13連接五級活塞式壓縮機(jī)3四級進(jìn)氣口，五級活塞式壓縮機(jī)3四級排氣口連接四級風(fēng)冷沼氣冷卻器14、四級風(fēng)冷沼氣冷卻器14連接五級活塞式壓縮機(jī)3五級進(jìn)氣口，五級活塞式壓縮機(jī)3五級排氣口連接五級風(fēng)冷沼氣冷卻器15，所述五級風(fēng)冷沼氣冷卻器15連接至第三排氣緩沖罐10；所述羅茨鼓風(fēng)機(jī)1和脫硫罐2之間設(shè)有前置換熱器16，所述二級膜分離裝置8設(shè)置有回流管道17，回流管道17接入五級活塞式壓縮機(jī)3一級進(jìn)氣口。

如圖2所示本實(shí)用新型的處理的核心概要圖，五級活塞式壓縮機(jī)采用一臺高效電機(jī)20，在一、二級壓縮系統(tǒng)18升壓至13bar之后，在沼氣純化膜分離系統(tǒng)19對沼氣進(jìn)行純化，然后再經(jīng)三、四、五級壓縮系統(tǒng)21升壓至250bar，實(shí)現(xiàn)了一臺電機(jī)取代現(xiàn)有多臺電機(jī)才能實(shí)現(xiàn)的功能。其中一、二級壓縮系統(tǒng)18包含本實(shí)施例中五級活塞式壓縮機(jī)3一級、二級壓縮過程，三、四、五級壓縮系統(tǒng)21包括本實(shí)施例中的五級活塞式壓縮機(jī)3三級、四級、五級壓縮過程；沼氣純化膜分離系統(tǒng)19至少包括一級膜分離裝置7、二級膜分離裝置8、干燥機(jī)5、精密過濾器6等設(shè)備出去沼氣中的油和水，并對沼氣提純的裝置。整個壓縮過程中，采用一臺高效率的電機(jī)實(shí)現(xiàn)多級壓縮的功能，取代以往多臺壓縮機(jī)、多臺電機(jī)的設(shè)計，高效節(jié)能。

本實(shí)施例中沼氣流量500～1000Nm3/h，進(jìn)氣壓力0.05bar.g，排氣壓力250bar.g，采用一臺羅茨風(fēng)機(jī)將0.05bar.g的沼氣升壓至1bar.g，采用脫硫罐將升壓后沼氣中的H₂S進(jìn)行有效分離，采用一臺五級活塞式壓縮機(jī)3增壓，沼氣經(jīng)由1、2級氣缸壓縮，壓力自1bar.g增壓至18bar.g，經(jīng)由緩沖罐10、干燥機(jī)5、精密過濾器6，抑制脈動并去除沼氣中的油和水，再經(jīng)由一級膜分離裝置7、二級膜分離裝置8對過濾后的沼氣進(jìn)行提純，分離出其中的CO₂等氣體，純化后的沼氣大部分經(jīng)由3、4、5級氣缸壓縮增壓至250bar.g，另有小部分沼氣經(jīng)過回流管道17再次進(jìn)入五級活塞式壓縮機(jī)。

整機(jī)采用防爆變頻電機(jī)，主機(jī)與電機(jī)聯(lián)軸器直連，在流程區(qū)間合理配套緩沖罐用以抑制脈動，同時采用5套風(fēng)冷沼氣換熱器，將每一級的排氣溫度降至40℃；采用定制的油潤滑系統(tǒng)，搭配風(fēng)冷式油冷卻器，設(shè)置油溫控制閥、油壓控制閥、油溫傳感器、油位指示器、油濾差壓表等以確保油路系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠；本實(shí)用新型通過提純壓縮一體化防爆集成設(shè)計，撬裝結(jié)構(gòu)，高效節(jié)能，結(jié)構(gòu)緊湊，亦可采用集裝箱整體撬裝，配置多套溫度、壓力監(jiān)控監(jiān)視設(shè)備，控制系統(tǒng)高度智能化設(shè)計；本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了可靠的穩(wěn)定性和安全性，具有多級壓縮、變頻節(jié)能、容量調(diào)節(jié)、結(jié)構(gòu)緊湊、性能可靠等諸多特點(diǎn)。

以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。