[发明专利]沼气工程两气一肥复合方法

说明书

技术领域

本发明涉及沼气产甲烷、二氧化碳、沼肥技术领域，是一种沼气工程两气一肥复合方法。

背景技术

目前中国沼气工程的建设量和保有量不断增加，沼气使用领域不断拓宽，沼气热能利用设备的品种和数量也不断增多，比如沼气发电、沼气锅炉、干燥、烘烤、暖房、孵化和养蚕等生产领域，并逐步向产品的标准化、系列化和工厂化发展。因此，对沼气进行净化，使沼气的质量达到使用要求，十分必要。

一般正常稳定发酵产生的沼气中含有50%至70%的甲烷，30%至40%的二氧化碳，此外，还含有少量的一氧化碳、水、氢、硫化氢、氧和氮等气体。相关研究测试表明：沼气中甲烷含量分别为50%、60%、70%，二氧化碳含量相应为50%、40%、30%时，沼气的热值依次为：17937kJ/m³、21542kJ/m³、25111kJ/m³，即沼气中二氧化碳的含量较高时，其热值明显降低，严重影响燃烧特性；沼气中的硫化氢，会溶解于水形成酸性很强的雾状硫化氢水溶液，其存在会腐蚀沼气输送设备和燃烧设备；沼气中的水蒸气积累到一定程度时会溶解硫化氢而腐蚀管道，且在沼气中分离出的甲烷被加压储存时，凝结水会堵塞管道并冻坏存储罐。

但是，我国大多数沼气工程所产沼气只经过简单脱硫、脱水、净化处理后即投入使用，处理后甲烷纯度不高、热值偏低，且将具有重要工业用途的二氧化碳直接排入大气。甲烷的低热值利用和二氧化碳的大量浪费，造成沼气的利用处于低经济价值阶段，二氧化碳直接排放产生的环境污染造成沼气的利用处于低社会价值阶段。

发明内容

本发明提供了一种沼气工程两气一肥复合方法，其克服了现有技术之不足，解决了现有沼气热值偏低、二氧化碳的大量浪费的问题，其利用沼气分别得到甲烷、二氧化碳、沼肥，从而提高了沼气工程的有效利用。

本发明的技术方案是这样来实现的：一种沼气工程两气一肥复合方法，其按下述步骤进行：第一步，沼气原料在沼气发酵罐内厌氧发酵，产生沼气和沼肥，沼肥从沼气发酵罐下部排出，沼气通过与沼气发酵罐上部相连通的管道输入存储罐中；第二步，存储罐中的沼气经加压后依次通过脱硫装置和脱水装置进行脱硫、脱水得到主要成分为甲烷和二氧化碳的沼气，再经分离提纯装置后分别得到甲烷和二氧化碳。

下面对上述技术方案作进一步优化或/和选择：

上述厌氧发酵采用完全混合厌氧发酵罐，罐内设置搅拌器，罐内设置加热器。

上述加热器的增温热源为高温循环水，高温循环水来自燃气锅炉，锅炉采用燃气锅炉，燃料为沼气或甲烷。

上述脱硫装置采用变温吸附法，吸附剂为活性炭，解吸采用脱硫后的沼气，经加热到160℃至200℃时去再生吸附剂，再生沼气返回脱硫装置再次循环，再生沼气采用火焰炉直接加热，火焰炉燃料为沼气或甲烷。

上述脱水装置采用变温吸附法，吸附剂为硅胶，解吸采用脱水后的干燥沼气，经压缩机加压、火焰炉加热后去再生干燥剂，这部分干燥沼气重新回流脱水装置入口再次循环。

上述分离提纯装置采用变压吸附法，吸附剂为分子筛，解吸采用两组罗茨真空泵抽真空方法。

上述分离提纯装置得到的二氧化碳经过吸收法进行提纯。

本发明解决了现有沼气工程低经济价值和低社会价值利用的问题，经过该方法提纯后得到高纯度甲烷，其甲烷含量由60%左右提升至93%以上，热值由原来的21542kJ/m³提升到36417 kJ/m³；并且得到了纯度较高的工业用二氧化碳。该方法不仅大大提高了沼气的热值，而且使二氧化碳也得到了利用，实现了沼气经济和社会价值共同利用的双价值利用模式，具有广阔的应用前景。

附图说明

附图1为本发明最佳实施例的流程示意图。

附图2为本发明的吸收法提纯二氧化碳的流程示意图。