一種生物質甲烷的制備裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型屬于能源利用領域，尤其設及一種換熱器及包括換熱器的甲燒制備工 藝和系統，屬于換熱器及其應用領域。
【背景技術】
[0002] 隨著現代社會經濟的高速發展，人類對能源的需求量越來越大。然而煤、石油、天 然氣等傳統能源儲備量不斷減少、日益緊缺，造成價格的不斷上漲，同時常規化石燃料造成 的環境污染問題也愈加嚴重，運些都大大限制著社會的發展和人類生活質量的提高。沼氣 是低成本可再生能源，但實際中通常需要對沼氣進行提純，產生甲燒，W滿足不同用途（比 如:作為汽車燃料）的有關技術要求。傳統沼氣提純技術需要消耗大量能源，不符合當前節 能減排和保護環境的要求。
[0003] 在甲燒生產的過程中，一般需要經過換熱器進行冷凝，目前的換熱器都是使用通 用的常見的換熱器，并不能很好的適用氣體的冷凝提純，因此需要開發一種新的類型的換 熱器，使其滿足沼氣生產過程中氣體的冷凝提純。
[0004] 此外，對于甲燒的生產過程，如何提高甲燒的產出率，也是甲燒生產工藝中一直在 追求的，利用氨氣提純生物質氣是提高生產生物質甲燒效率的有效方法，運一方法基于 Sabatier反應:0)2+4也-邸4+2也0。傳統上，該反應一般使用釘(Ru)基和儀(Ni)基催化劑實 現。但是目前并沒有一套成型的工藝或設備來實現氨氣提出甲燒。 【實用新型內容】
[0005] 本實用新型旨在提供一種氨氣提純生物質氣中利用氨氣提純生物質氣是提高生 產生物質甲燒效率的裝置，該裝置利用生物方法來實現Sabatier反應。
[0006] 為了實現上述目的，本實用新型的技術方案如下：
[0007] -種生物質甲燒的制備裝置，包括厭氧發酵罐、生物反應器、氣化爐、壓縮機、膜分 離器和冷凝器，所述厭氧發酵罐連接生物反應器，氣化爐依次經過壓縮機、膜分離器和冷凝 器后連接生物反應器，在生物反應器中，進行合成甲燒的反應。
[000引作為優選，厭氧發酵罐通過沼氣潔凈裝置連接生物反應器;氣化爐通過合成氣潔 凈裝置連接壓縮機。
[0009] 作為優選，壓縮機、膜分離器和冷凝器分別是兩個，所述氣化爐依次經過第一級壓 縮機、第一級膜分離器、第一級冷凝器、第二級壓縮機、第二級膜分離器和第二級冷凝器后 連接生物反應器。
[0010] 作為優選，在冷凝器和生物反應器之間的管路上設置第一閥口，在厭氧發酵罐和 生物反應器的管路上設置第二閥口。
[0011] 作為優選，所述冷凝器為板翅式冷凝器，板翅式冷凝器包括互相平行的板片，所述 板片之間設置翅片，所述翅片包括傾斜于板片的傾斜部分，在傾斜部分上通過沖壓方式加 工突起，從而使傾斜部分兩側的流體通過傾斜部分上沖壓方式形成的孔連通;所述突起從 傾斜部分沿著混合氣體流動方向向外延伸。
[0012] 作為優選，所述突起的延伸方向與混合物的流動方向的夾角為a,同一個傾斜部分 設置多個突起，沿著混合物的流動方向，所述的夾角a越來越小。
[0013] 作為優選，在冷凝器和生物反應器之間的管路上設置二氧化碳濃度檢測裝置、氨 氣濃度檢測裝置和流速檢測裝置中的至少一個，在厭氧發酵罐和生物反應器的管路上設置 甲燒濃度檢測裝置、二氧化碳濃度檢測裝置中的至少一個。
[0014] 作為優選，所述生物反應器設置甲燒菌移植通道。
[0015] -種混合氣體冷凝使用的板翅式換熱器，所述板翅式換熱器包括互相平行的板 片，所述板片之間設置翅片，所述翅片包括傾斜于板片的傾斜部分，其特征在于，在傾斜部 分上通過沖壓方式加工突起，從而使傾斜部分兩側的流體通過傾斜部分上沖壓方式形成的 孔連通;所述突起從傾斜部分沿著混合氣體流動方向向外延伸。
[0016] 作為優選，所述突起的延伸方向與混合物的流動方向的夾角為a,同一個傾斜部分 設置多個突起，沿著混合物的流動方向，所述的夾角a越來越小。
[0017] -種生物質甲燒的制備工藝，包括厭氧發酵罐、生物反應器、氣化爐、壓縮機、膜分 離器和冷凝器，所述厭氧發酵罐產生的沼氣進入生物反應器，進入生物反應器的所述沼氣 中含有甲燒和二氧化碳;氣化爐產生的合成氣依次經過壓縮機、膜分離器和冷凝器后，進入 生物反應器，進入生物反應器中的合成氣含有氨氣，在生物反應器中，進行合成甲燒的反 應：C02+4 出-CH4+2出0;
[0018] 生物反應器中使用的催化劑是氨營養型產甲燒菌。
[0019] 作為優選，沼氣在進入生物反應器之前，還經過沼氣潔凈裝置進行凈化;氣化爐產 生的合成氣經過合成氣潔凈裝置后進入壓縮機。
[0020] 作為優選，包括兩級壓縮、膜分離和冷凝過程，所述合成氣依次經過第一級壓縮 機、第一級膜分離器、第一級冷凝器、第二級壓縮機、第二季膜分離器和第二級冷凝器后進 入生物反應器。
[0021] 作為優選，進入生物反應器的沼氣，甲燒的摩爾百分含量45% W上，二氧化碳的摩 爾百分含量為30% W上，進入生物反應器的合成氣的氨氣的摩爾百分含量為70% W上。
[0022] 作為優選，所述從合成氣潔凈裝置中出來的合成氣分為兩股氣流，分別是第二氣 流和第十氣流，第十氣流直接用于發電機進行發電，第二路氣流進入第一級壓縮機進行壓 縮，從壓縮機出來的氣流進入第一級膜分離器，從膜分離器分理出來的兩股氣流，分別是第 四氣流和第五氣流，第四氣流用于發電機進行發電，第五氣流進入第一級冷凝器，在冷凝器 中將第五氣流中的水分進行冷凝，W排除其中的水分，從第一級冷凝器出來的氣流進入第 二級壓縮機，壓縮后的氣流進入第二級膜分離器，從第二級膜分離器分理出兩股氣流，一股 氣流用于發電機發電，一股經過第二級冷凝器冷凝后進入生物反應器。
[0023] 作為優選，第二氣流和第十氣流連接的位置設置Ξ通閥，所述Ξ通閥與控制系統 進行數據連接，控制系統控制Ξ通閥的開閉方向及其開度的大小。
[0024] 作為優選，所述的冷凝器就是前面所提到的換熱器。
[0025] 與現有技術相比較，本實用新型具有如下的優點：
[0026] 1)開發了一種適應氣體的冷凝提純的換熱器，可W提高冷凝提出的效率。
[0027] 2)本實用新型通過設置生物反應器，通過生物方法來實現甲燒的生產，加大的提 高了甲燒的生產效率。
[0028] 3)本實用新型提出了一種全新的生產生物質甲燒的工藝方法和裝置，將厭氧發酵 和生物質氣化過程結合起來，降低沼氣提純過程耗能的同時，大幅增加甲燒產量，從而提高 厭氧發酵和生物質氣化的整體效率。
[0029] 4)本實用新型的膜分離器是采用中空纖維和Ma化imid聚合材料制成的，是一種像 玻璃一樣的聚合膜。通過膜分離器的作用，分離可W達到分子級。
【附圖說明】
[0030] 圖1是本實用新型的制備生物質甲燒的工藝流程圖；
[0031 ]圖2是本實用新型一種板翅式換熱器換熱板片結構示意圖；
[0032] 圖3是本實用新型一個板翅單元的結構示意圖；
[0033] 圖4是本實用新型設置突起結構傾斜部分平面的示意圖；
[0034] 圖5是本實用新型設置突起結構傾斜部分平面的另一個示意圖；
[0035] 圖6是本實用新型的Ξ角形突起結構示意圖；
[0036] 圖7是本實用新型Ξ角形突起流道中的切面結構示意圖。
[0037] 圖8是本實用新型的制備生物質甲燒的另一個實施例工藝流程圖
[0038] 附圖標記如下：
[0039] 1-12氣流，13氣化爐，14合成氣潔凈裝置，15第一級壓縮機，16第一級膜分離器，17 第一級冷凝器，18第二級壓縮機，19第二級膜分離器，20發電機，21換熱器，22第二級冷凝 器