沼氣處理系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開一種沼氣處理系統，屬沼氣處理領域。該系統包括：沼氣儲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機依次連接；增壓風機的氣體輸出口與沼氣壓縮機、冷干機、攔截式預過濾器、初級油水分離器、精密過濾器、超精密過濾器、換熱器及一級膜組依次連接；一級膜組的輸出口與二級膜組、天然氣壓縮機及加氣柱依次連接；一級膜組設有回收二氧化碳的富氣口；加氣柱上設有連接天然氣撬裝車的天然氣輸出口。該系統可將城市有機垃圾厭氧發酵后的沼氣提純后達到車用壓縮天然氣(GB18047-2000)標準，解決現有城市有機垃圾厭氧發酵后產生的沼氣提純系統存在投資及運行成本高、控制復雜、故障率高和占地面積大的問題。
【專利說明】沼氣處理系統
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及沼氣處理設備領域，特別是涉及一種能對沼氣凈化、提純的沼氣處理系統。
【背景技術】
[0002]目前，利用厭氧消化處理技術處理城市有機垃圾在國內外有著比較廣闊的應用，特別是在歐洲，用厭氧消化的方法處理有機垃圾得到較大的發展，在日本和韓國，厭氧消化處理餐廚垃圾也得到了較大的發展。城市有機垃圾通過厭氧分解產生沼氣，獲得可再生的能源，實現有機廢物的資源化。
[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到天然氣標準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行費用高，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、化學吸收法等，這些工藝和設備存在投資成本高、運行成本高、控制復雜、故障率高、占地面積達、不可連續調節、工作時噪音大、污染環境等問題，因此如何對沼氣進行處理，以低成本對沼氣進行有效利用是需要解決的問題。
實用新型內容
[0004]本實用新型要解決的技術問題是提供一種利用沼氣制備車用燃氣的系統，其投資及運行成本低、控制簡單、故障率低，對沼氣進行凈化提純高，處理后達到車用燃氣標準，從而解決現有處理沼氣的設備運行成本高、工作噪音大以及污染環境等問題。
[0005]為解決上述技術問題，本實用新型提供一種沼氣處理系統，包括:
[0006]沼氣儲氣柜、濕法脫硫單元、氣水分離器、干法脫硫單元、空氣過濾器、增壓風機、沼氣壓縮機、冷干機、攔截式預過濾器、初級油水分離器、精密過濾器、超精密過濾器、換熱器、一級膜組、二級膜組、天然氣壓縮機和加氣柱；其中，
[0007]所述沼氣儲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機依次連接；
[0008]所述增壓風機的氣體輸出口與所述沼氣壓縮機、冷干機、攔截式預過濾器、初級油水分離器、精密過濾器、超精密過濾器、換熱器及一級膜組依次連接；
[0009]所述一級膜組的輸出口與所述二級膜組、天然氣壓縮機及加氣柱依次連接；
[0010]所述一級膜組設有回收二氧化碳的富氣口 ；
[0011]所述加氣柱上設有連接天然氣撬裝車的天然氣輸出口。
[0012]本實用新型的有益效果為:通過系統中設置的濕法脫硫單元、氣水分離器、干法脫硫單元、沼氣壓縮機、冷干機、一級膜組、二級膜組、天然氣壓縮機配合依次對沼氣進行處理，保證了使處理后最終輸出的氣體中的高位發熱值、總硫、H2S, CO2, O2、水露點等指標達到車用燃氣的標準。實現了以較低的投資及運行成本、較簡單的控制對沼氣進行凈化提純處理，使處理后的輸出氣體滿足了車用燃氣標準是要求。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013]為了更清楚地說明本實用新型實施例的技術方案，下面將對實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用新型的一些實施例，對于本領域的普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他附圖。
[0014]圖1為本實用新型實施例提供的系統結構示意圖。
【具體實施方式】
[0015]下面對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型的保護范圍。
[0016]圖1所示為本實用新型提供的沼氣處理系統，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垃圾通過厭氧發酵產生的沼氣的進行凈化提純處理，處理后的輸出氣體能滿足車用燃氣標準的要求，該系統包括:沼氣儲氣柜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、增壓風機6、沼氣壓縮機8、冷干機9、攔截式預過濾器10、初級油水分離器11、精密過濾器12、超精密過濾器13、換熱器14、一級膜組15、二級膜組16、天然氣壓縮機17和加氣柱18 ；
[0017]其中，沼氣儲氣柜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及增壓風機6依次連接；
[0018]增壓風機6的氣體輸出口與沼氣壓縮機8、冷干機9、攔截式預過濾器10、初級油水分離器11、精密過濾器12、超精密過濾器13、換熱器14及一級膜組15依次連接；具體的，增壓風機6的氣體輸出口與沼氣壓縮機8的輸入口連接，沼氣壓縮機8的輸出口與冷干機
9、攔截式預過濾器10、初級油水分離器11、精密過濾器12、超精密過濾器13、換熱器14及一級膜組15依次連接；
[0019]一級膜組15的輸出口與二級膜組16、天然氣壓縮機17及加氣柱18依次連接；具體的，一級膜組15的輸出口與二級膜組16的輸入口連接，二級膜組16的輸入口與天然氣壓縮機17及加氣柱18依次連接；
[0020]一級膜組15設有回收二氧化碳的富氣口 ；
[0021]加氣柱18上設有連接天然氣撬裝車19的天然氣輸出口。
[0022]上述沼氣處理系統還包括:二氧化碳提純裝置20和二氧化碳儲罐21 ;其中，
[0023]二氧化碳提純裝置20與一級膜組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罐21連通。通過二氧化碳提純裝置20與二氧化碳儲罐21配合，可對一級膜組15中的富氣(廢氣)二氧化碳進行回收利用，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行匯流重新加以利用，其回收率可高達95% ；
[0024]上述沼氣處理系統還包括:火炬7，與增壓風機6的氣體輸出口連通，具體可在增壓風機6的氣體輸出口上設置緊急排氣口，通過緊急排氣口與火炬7連接，并在增壓風機6的氣體輸出口上設置檢修口，這樣通過使增壓風機6氣體輸出口一路與火炬7連接，保證系統在檢修維護在緊急情況下，多余的氣體由火炬7燃燒處理，保證了系統安全、穩定以及方便檢修維護。
[0025]上述沼氣處理系統還包括:回流管，連接在二級膜組16的富氣口與沼氣壓縮機8的輸入口之間。
[0026]該沼氣處理系統通過設置的濕法脫硫單元2、氣水分離器3、干法脫硫單元4、沼氣壓縮機8、冷干機9、一級膜組15、二級膜組16、天然氣壓縮機17配合對沼氣依次進行處理，以及通過兩級膜組件對沼氣進行提純，每級膜組件可并列設置多根，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97%以上，保證了最終處理后輸出的氣體中的高位發熱值、總硫、氏3、0)2、02、水露點等指標達到車用燃氣的標準。該系統具有占地面積小、各種氣體成分在線監測、可連續調節、運行成本低、故障率低、維護費低、工作噪音低等特點。
[0027]下面結合具體實施例對本實用新型的系統作進一步說明。
[0028]如圖1所示，本實用新型實施例提供一種能對沼氣凈化提純后制備車用燃氣的利用沼氣制備車用燃氣的系統，該系統包括:依次連接的沼氣儲氣柜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、增壓風機6、增壓風機6的氣體輸出口與沼氣壓縮機8輸入口連接，通過沼氣壓縮機8壓縮后，依次通過冷干機9、攔截式預過濾器10、初級油水分離器11、精密過濾器12、超精密過濾器13、換熱器14、一級膜組15，一級膜組15輸出口與二級膜組16的輸入口連通、二級膜組16輸出口通過天然氣壓縮機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罐21。二級膜組16的富氣口通過回流管與沼氣壓縮機8的輸入口連通。
[0030]增壓風機6的氣體輸出口一路與火炬7連接，保證系統在檢修維護在緊急情況下，多余的氣體由火炬7燃燒處理。
[0031]利用本實用新型實施例提供的沼氣處理系統對沼氣凈化提純制備車用燃氣的過程，包括以下步驟:
[0032]第一步、沼氣儲氣柜I內儲存的沼氣輸送到濕法脫硫單元2進行粗脫硫、將H2S含量降到200mg/m3以內。
[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進行精脫硫將H2S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、經除去部分雜質后的沼氣利用增壓風機6進行增壓到lOKPa，并保證沼氣壓縮機8的進氣壓力和火炬7進氣壓力。增壓風機6的氣體輸出口一路與沼氣壓縮機8輸入口連接，通過沼氣壓縮機8壓縮后，沼氣壓力達到1.3MPa。增壓風機6輸出口一路與火炬7連接，保證系統在檢修維護在緊急情況下，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過冷干機9、攔截式預過濾器10、初級油水分離器11、精密過濾器12、超精密過濾器13、換熱器進行進一步將壓縮氣體中水蒸汽凝結成液滴，從而達到減少含濕量，并將氣體進一步過濾、除油、除雜等，然后進入換熱器14進行加熱，將氣體溫度保持在35-60 V之間。
[0036]第五步、進行除雜、除水、換熱后的氣體進入一級膜組15進行膜分離將氣體中的大部分CO2除去，一級膜組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罐21回收。一級膜組15輸出口與二級膜組16的輸入口連通、將利用二級膜組16進行進一步除去二氧化碳，將氣體中的二氧化碳含量控制在3%以下。二級膜組16的富氣進行回流，并與沼氣壓縮機8的輸入口連通。
[0037]第六步、通過兩級膜組分離后的天然氣進入天然氣壓縮機17進行壓縮達到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，本實用新型實施例提供的沼氣處理系統，可以將城市有機垃圾厭氧發酵后的沼氣提純后達到車用壓縮天然氣(GB18047-2000)的標準，解決了現有城市有機垃圾厭氧發酵后產生的沼氣提純系統存在的投資成本高、運行成本高、控制復雜、故障率高和占地面積大的問題。
[0039]以上所述，僅為本實用新型較佳的【具體實施方式】，但本實用新型的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本【技術領域】的技術人員在本實用新型披露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本實用新型的保護范圍之內。因此，本實用新型的保護范圍應該以權利要求書的保護范圍為準。
【權利要求】
1.一種沼氣處理系統,其特征在于,包括: 沼氣儲氣柜(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)、增壓風機(6)、沼氣壓縮機(8)、冷干機(9)、攔截式預過濾器(10)、初級油水分離器(11)、精密過濾器(12)、超精密過濾器(13)、換熱器(14)、一級膜組(15)、二級膜組(16)、天然氣壓縮機(17)和加氣柱(18);其中， 所述沼氣儲氣柜(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)及增壓風機(6)依次連接； 所述增壓風機(6)的氣體輸出口與所述沼氣壓縮機(8)、冷干機(9)、攔截式預過濾器(10)、初級油水分離器(11)、精密過濾器(12)、超精密過濾器(13)、換熱器(14)及一級膜組(15)依次連接； 所述一級膜組(15)的輸出口與所述二級膜組(16)、天然氣壓縮機(17)及加氣柱(18)依次連接； 所述一級膜組(15)設有回收二氧化碳的富氣口 ； 所述加氣柱(18 )上設有連接天然氣撬裝車(19)的天然氣輸出口。
2.根據權利要求1所述的沼氣處理系統，其特征在于，還包括:二氧化碳提純裝置(20)和二氧化碳儲罐(21);其中， 所述二氧化碳提純裝置(20)與一級膜組(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罐(21)連通。
3.根據權利要求1或2所述的沼氣處理系統，其特征在于，還包括:火炬(7)，與所述增壓風機出)的氣體輸出口連通。
4.根據權利要求1或2所述的沼氣處理系統，其特征在于，還包括:回流管，連接在所述二級膜組(16)的富氣口與沼氣壓縮機(8)的輸入口。
5.根據權利要求1或2所述的沼氣處理系統，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】C10L3/10GK203820739SQ201420207721
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年4月25日 優先權日:2014年4月25日
【發明者】代鎖柱, 王亞峰, 武振恒, 孫偉偉, 何華 申請人:桑德環境資源股份有限公司