[实用新型]一种生物质甲烷的制备装置

说明书

技术领域

本实用新型属于能源利用领域，尤其涉及一种换热器及包括换热器的甲烷制备工艺和系 统，属于换热器及其应用领域。

背景技术

随着现代社会经济的高速发展，人类对能源的需求量越来越大。然而煤、石油、天然气 等传统能源储备量不断减少、日益紧缺，造成价格的不断上涨，同时常规化石燃料造成的环 境污染问题也愈加严重，这些都大大限制着社会的发展和人类生活质量的提高。沼气是低成 本可再生能源，但实际中通常需要对沼气进行提纯，产生甲烷，以满足不同用途(比如：作 为汽车燃料)的有关技术要求。传统沼气提纯技术需要消耗大量能源，不符合当前节能减排 和保护环境的要求。

在甲烷生产的过程中，一般需要经过换热器进行冷凝，目前的换热器都是使用通用的常 见的换热器，并不能很好的适用气体的冷凝提纯，因此需要开发一种新的类型的换热器，使 其满足沼气生产过程中气体的冷凝提纯。

此外，对于甲烷的生产过程，如何提高甲烷的产出率，也是甲烷生产工艺中一直在追求 的，利用氢气提纯生物质气是提高生产生物质甲烷效率的有效方法，这一方法基于Sabatier 反应：CO₂+4H₂-CH₄+2H₂O。传统上，该反应一般使用钌(Ru)基和镍(Ni)基催化剂实 现。但是目前并没有一套成型的工艺或设备来实现氢气提出甲烷。

实用新型内容

本实用新型旨在提供一种氢气提纯生物质气中使用的换热器及其利用氢气提纯生物质 气是提高生产生物质甲烷效率的工艺，该工艺利用生物方法来实现Sabatier反应。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：一种生物质甲烷的制备装置，包括厌 氧发酵罐、气化炉、压缩机、膜分离器和冷凝器，气化炉依次经过压缩机、膜分离器和冷凝 器后连接厌氧发酵罐，在生物反应器中，进行合成甲烷的反应。

作为优选，气化炉通过合成气洁净装置连接压缩机。

作为优选，压缩机、膜分离器和冷凝器分别是两个，所述气化炉依次经过第一级压缩机、 第一级膜分离器、第一级冷凝器、第二级压缩机、第二季膜分离器和第二级冷凝器后连接厌 氧发酵罐。

作为优选，在冷凝器和厌氧发酵罐之间的管路上设置阀门。

作为优选，所述冷凝器为板翅式冷凝器，板翅式冷凝器包括互相平行的板片，所述板片 之间设置翅片，所述翅片包括倾斜于板片的倾斜部分，在倾斜部分上通过冲压方式加工突起， 从而使倾斜部分两侧的流体通过倾斜部分上冲压方式形成的孔连通；所述突起从倾斜部分沿 着混合气体流动方向向外延伸。

作为优选，所述突起延伸的长度为L，沿着混合物的流动方向，同一个倾斜部分设置多 个突起，沿着混合物的流动方向，所述的长度L越来越大。

作为优选，在冷凝器和厌氧发酵罐之间的管路上设置二氧化碳浓度检测装置、氢气浓度 检测装置和流速检测装置中的至少一个。

作为优选，厌氧发酵罐分为两部分，第一部分进行厌氧发酵产生沼气的反应的部分，第 二部分是沼气和来自气化炉的合成气合成甲烷反应的部分。

作为优选，厌氧发酵罐中的第二部分中设置氢气浓度检测装置、甲烷浓度检测装置、二 氧化碳浓度检测装置的至少一个。

作为优选，所述厌氧发酵罐中设置甲烷菌移植通道。

一种混合气体冷凝使用的板翅式换热器，所述板翅式换热器包括互相平行的板片，所述 板片之间设置翅片，所述翅片包括倾斜于板片的倾斜部分，其特征在于，在倾斜部分上通过 冲压方式加工突起，从而使倾斜部分两侧的流体通过倾斜部分上冲压方式形成的孔连通；所 述突起从倾斜部分沿着混合气体流动方向向外延伸。

作为优选，所述突起延伸的长度为L，沿着混合物的流动方向，同一个倾斜部分设置多 个突起，沿着混合物的流动方向，所述的长度L越来越大。

作为优选，包括厌氧发酵罐、气化炉、压缩机、膜分离器和冷凝器，所述厌氧发酵罐内 产生沼气，所述沼气中含有甲烷和二氧化碳；气化炉产生的合成气依次经过压缩机、膜分离 器和冷凝器后，进入厌氧发酵罐，进入厌氧发酵罐中的合成气含有氢气，在厌氧发酵罐中， 沼气和合成气进行合成甲烷的反应。

作为优选，合成甲烷的反应中使用的催化剂是氢营养型产甲烷菌。

作为优选，气化炉产生的合成气经过合成气洁净装置后进入压缩机。