[发明专利]一种利用沼气制取汽车燃料的工艺

说明书

技术领域：

本发明涉及一种能源与交通领域，特别是一种利用沼气制取汽车燃料的工艺。

背景技术：

沼气用作城市燃气和汽车燃料，将大大减轻对环境的污染，用作联合循环发电，可大大提高发电效率；用作化工原料，可生产甲醇等化工产品。目前国内没有利用沼气制取汽车燃料的工艺，国外有瑞典和瑞士把沼气当作汽车燃料，因为地域文化的差异，使国外技术不一定适合本土，高价比又让我们望而退步。近期报道有沼气火车，所采用的沼气是通过腐烂的植物和动物排泄物来制造的，是一种非常环保的可再生能源，由于沼气和其它生物燃料一样，在燃烧过程中能减少产生温室效应的气体排放，因此，经过引擎改装的火车变得更加环保；除此之外，沼气的另一个优点便是制造的便利性。它不像石油那样，需要依赖其它国家的出口。只要将腐烂的植物和动物排泄物放入容器中混合，加上水，就可以制造沼气。将这些沼气储存起来，就可以当燃料使用。

发明内容：

本发明的目的是针对以上的问题，而研制的一种利用沼气制取汽车燃料的工艺，为了保护现有资源，利用沼气改善能源结构，以减少将来的能源危机和环境条件，沼气正在替代煤和石油的使用，并将成为最主要的能源形式。

本发明的技术方案是通过以下工艺步骤实现的：

第一步、将厌氧消化器产生的沼气，通过设置在缓冲罐底部的管道，从下部盛有的清水中溢出，高温沼气和水换热，达到气体冷却，缓冲罐的有效容积决定真空泵向储气罐供气时间；

第二步、一级净化处理：缓冲罐将冷却后的沼气，经旋风式脱水装置后，再通过装有氧化铁的脱硫塔，使H₂S含量小于或等于5mg/Nm³；

第三步、储存：真空泵把一级净化的沼气输送至10kg压力储气罐储存，为压缩机提供有效的气源；

第四步、二级净化处理：一级净化后的沼气进入吸附塔，吸附塔内的4A型分子筛能有效吸附沼气中的水份，再通过压力转换吸附出其中的二氧化碳，使脱水后的沼气，在常压下露点温度低于或等于-54℃，CO₂含量小于或等于3％，提纯后的气体低热值等于或大于33.4MJ/Nm³；

第五步、高压储存：经压缩机把提纯沼气，加压至25Mpa，储存于高压储气系统；

第六步、由操作台控制售气机给CNG加气汽车添加高压沼气；

第七步、操作台由质量流量计、微电脑控制装置和压缩沼气气路系统组成，其屏幕显示沼气温度、净化指标、压力、容积等。

本发明的积极效果是：

1、本发明把沼气制取汽车燃料，能有效减少有害气体排放，诸如氮氧化合物、碳氢化合物和颗粒物的排放，会减少对人们健康和环境的负面影响。

2、本发明采用沼气燃料是迈向将来以氢能源技术和基础设施的重要一步，沼气生产是一种可持续废物处理系统的副产品，靠此有机物变成了能源和生物燃料。

3、本发明利用沼气制取汽车燃料工艺，具有投资、运营成本低，环境成本低和高回报率等特点，弥补了我国利用沼气制取汽车燃料工艺的空白。

具体实施方式：

以下结合实施例对本发明作进一步的详细说明。

实施例1

以产10000Nm³/d的CNG加气站为例：

本发明的工艺步骤是：

第一步、容积为20000m³厌氧消化器日产出20000m³的沼气，通过设置在缓冲罐底部的管道，从下部盛有的清水中溢出，高温沼气和水换热，达到气体冷却，缓冲罐的有效容积决定真空泵向储气罐供气时间；

第二步、一级净化处理：缓冲罐将冷却后的沼气，经旋风式脱水装置后，在通过装有氧化铁的脱硫塔，使H₂S含量小于或等于5mg/Nm³；

第三步、储存：真空泵把一级净化后的沼气输送至300m³(10kg)储气罐储存，为压缩机提供足够的工作气源；

第四步、二级净化处理：一级净化后的沼气进入吸附塔，吸附塔内的4A型分子筛能有效吸附沼气中的水份，再通过压力转换吸附出其中的二氧化碳，使脱水后的沼气，在常压下露点温度低于或等于-54℃，CO₂含量小于或等于3％，提纯后的气体低热值等于或大于33.4MJ/Nm³，产生提纯气体10000Nm³/d；

第五步、高压储存：经压缩机把提纯沼气，加压至25Mpa，储存于70m³高压储气系统；