[实用新型]一种增压膜提纯沼气制备天然气的设备

说明书

本实用新型属于沼气提纯技术领域，具体涉及一种增压膜提纯沼气制备天然气的设备。所述设备包括串联的初级增压除杂装置、次级增压过滤装置以及膜提纯装置；初级增压除杂装置包括串联的增压风机、脱水塔、脱硫塔和粗过滤器，粗过滤器与第一储气罐连接；第一储气罐通过次级增压过滤装置与膜提纯装置连接，所述膜提纯装置包括串联的一级、二级膜组，二级膜组与第二储气罐连接。本实用新型设备线路简单，操作方便，能够高效低能耗地对沼气进行提纯作业，提高沼气中甲烷纯度以作天然气使用。

技术领域

本实用新型属于沼气提纯技术领域，具体涉及一种增压膜提纯沼气制备天然气的设备。

背景技术

沼气是一种混合气体，沼气的成分随发酵的原料、条件和工艺流程的不同而不同，除主要成分甲烷（CH4）外，还有二氧化碳（CO2）、硫化氢（H2S ）、一氧化碳（CO）等气体，通常情况下甲烷含量为55~70%，二氧化碳含量为25~40%，其他气体含量较低。每立方米沼气的热值约为20800~23600千焦，即1立方米沼气完全燃烧后，能产生相当于0.7千克无烟煤提供的热量或0.69立方米天然气。

我国的沼气工程建设起始于20世纪60年代，历经半个多世纪的发展，沼气工程从最初的单纯追求能源生产，拓展为以废弃物厌氧发酵为手段、以能源生产为目标，实现沼气、沼液、沼渣的综合利用，其中沼气主要用于炊事、取暖和发电等。从最初的户用8~10立方米到现在规模化沼气工程1000~10000立方米，沼气如能够将二氧化碳等杂质剔除使得沼气纯度达到天然气等级，即可实现高值利用，例如可压缩加入汽车，也可并入城市管网，极大地提高沼气附加值。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种增压膜提纯沼气制备天然气的设备，本实用新型设备线路简单，操作方便，能够高效低能耗地对沼气进行提纯作业，提高沼气中甲烷纯度以作天然气使用。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案如下：

一种增压膜提纯沼气制备天然气的设备，所述设备包括串联的初级增压除杂装置、次级增压过滤装置以及膜提纯装置；初级增压除杂装置包括串联的增压风机、脱水塔、脱硫塔和粗过滤器，粗过滤器与第一储气罐连接；第一储气罐通过次级增压过滤装置与膜提纯装置连接，所述膜提纯装置包括串联的一级、二级膜组，二级膜组与第二储气罐连接。

优选的，所述次级增压过滤装置包括串联的沼气压缩机、气液分离器、冷干机、精密过滤器和加热器，加热器与一级膜组连接。

优选的，所述次级增压过滤装置还包括位于精密过滤器和加热器之间的活性碳管。

优选的，所述二级膜组与第二储气罐之间设有换气管道，换气管道包括主管道和第一、第二支管道，主管道一端与二级膜组连接，另一端通过换向阀分别与第一、第二支管道一端连接，第一支管道另一端与第一储气罐连接，第二支管道另一端与第二储气罐连接。

优选的，所述主管道内设有天然气纯度检测器，天然气纯度检测器的输出端与控制装置的输入端连接，控制装置的输出端与换向阀的输入端连接。

优选的，所述第一支管道与活性碳管之间设有热交换器。

本实用新型所述设备的工作过程如下：

发酵产生的沼气首先进入增压风机中增压至30kpa，然后顺次经过脱水塔和脱硫塔，以除去其中夹带的水分和硫化物，防止对后续线路和工装造成腐蚀，然后沼气再经过粗过滤器的过滤进入第一储气罐储存。沼气经过增压可以提高沼气的流速，不仅提高除杂效率，而且可以降低后续次级增压的工作负荷和能耗；

第一储气罐内的沼气经过沼气压缩机的加压至1.3Mpa，然后进入气液分离器中分离沼气中水分（H2O），分离后的气态物顺次经过冷干机和精密过滤器的冷却和过滤，进入活性碳管中被活性炭吸附机油、灰尘等微小杂质，最后进入加热器加热，使得气态物温度升高以在后续的膜组渗透提纯过程中维持气体形态。