一种沼气提纯和罐装的系统及工艺的制作方法

本发明涉及沼气提纯技术领域，特别涉及一种沼气提纯和罐装的系统及工艺。

背景技术：

沼气是指有机物厌氧降解所产生的一种混合气体，其主要成分为甲烷约占40～70％和二氧化碳约30～60％，另外还含有少量的硫化氢、水分、氨、硅氧烷、氮气、氧气和灰尘等成分，其中二氧化碳含量较高，不仅降低了沼气的热值和燃烧势，而且对天然气管道具有腐蚀作用，因此，实现沼气中二氧化碳和甲烷的分离，是将沼气转化为生物天然气的关键。

目前，实现沼气提纯的工艺目前沼气提纯工艺的工艺有高压水洗法、变压吸附法、化学吸收法等，存在投资成本高、运行成本高、故障率高、维护费用高、不可连续调节、工作时噪音大、污染环境等问题，且这些传统的沼气提纯工艺工艺普遍具有分离得到的甲烷量少的不足，从而降低了沼气的利用率的问题，未能较为彻底的对沼气进行提纯，此外，其提纯工艺大多比较繁琐，设备结构比较复杂，使用成本较为高昂。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种沼气提纯和罐装的系统及工艺，有效的解决了现有技术的沼气提纯的工艺存在投资成本高、运行成本高、故障率高、维护费用高、不可连续调节、工作时噪音大、污染环境等的问题，还解决了沼气提纯工艺工艺普遍具有分离得到的甲烷量少的不足，从而降低了沼气的利用率的问题，以及传统沼气提纯设备结构比较复杂，使用成本较为高昂的缺陷。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

提供一种沼气提纯和罐装的系统，包括厌氧发酵罐、过滤器、气体压缩装置、油水分离器、气体干燥装置、CO₂/CH₄高效分离膜组和高压压缩机，上述厌氧发酵罐的排气口连通上述过滤器的输入端，上述过滤器输出端连通上述气体压缩装置的输入端，上述气体压缩装置的输出端连通油水分离器的进气口，上述油水分离器的出气口连通气体干燥装置的进气端，上述气体干燥装置出气端连通CO₂/CH₄高效分离膜组的进气端，上述CO₂/CH₄高效分离膜组的出气端连通高压压缩机的进气端，上述高压压缩机的出气端外接沼气存储罐。

本发明的有益效果是：结构简单，操作使用方便，使用成本低，沼气提纯后纯度较好，提纯效果较好。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，上述气体干燥装置和CO₂/CH₄高效分离膜组之间还设有缓存罐，上述气体干燥装置的出气端和CO₂/CH₄高效分离膜组的进气端分别通过管道连通上述缓存罐。

采用上述进一步方案的有益效果是便于对干燥脱水后的沼气进行储存，使得通入CO₂/CH₄高效分离膜组的沼气量较为适中，便于沼气的充分脱碳处理。

进一步，上述气体压缩装置为燃气压缩机。

进一步，上述气体干燥装置为吸附式干燥机

还提供一种沼气提纯和罐装的工艺，包括如下步骤：

步骤一：沼气过滤、压缩，具体为，将厌氧发酵罐产生的沼气输入到过滤器中过滤，待颗粒物与冷凝物进行分离后，将过滤后的沼气通入气体压缩装置内进行压缩，并将压缩后的待提纯沼气通入油水分离器中；

步骤二：沼气脱油、脱水处理，具体为，在油水分离器内分离掉待提纯沼气内的部分油气和水气，并将处理后的沼气通入气体干燥装置内；

步骤三：深度脱水处理，具体为，在气体干燥装置内对沼气进行脱水处理；

步骤四：沼气脱碳处理，具体为，将步骤三中脱水处理后的的沼气通入CO₂/CH₄高效分离膜组内，分离掉气体内的二氧化碳，得到提纯后的沼气；

步骤五：罐装，具体为，将提纯后的沼气通入高压压缩机内，经高压压缩后灌装入沼气罐中。

采用上述进一步方案的有益效果是工艺简单，提纯的纯度较高，提纯效率较快。

进一步，上述气体干燥装置和CO₂/CH₄高效分离膜组之间连接设置上述缓存罐，上述步骤三中脱水处理后的沼气通入上述缓存罐中缓存，再由缓存罐通入CO₂/CH₄高效分离膜组进行脱碳处理。

采用上述进一步方案的有益效果是便于对干燥脱水后的沼气进行储存，使得通入CO₂/CH₄高效分离膜组的沼气量较为适中，便于沼气的充分脱碳处理。

附图说明

图1为本发明的沼气提纯和罐装的系统的结构示意图；

图2为本发明的沼气提纯和罐装的工艺的流程图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、厌氧发酵罐，2、过滤器，3、气体压缩装置，4、油水分离器，5、气体干燥装置，6、CO₂/CH₄高效分离膜组，7、高压压缩机，8、缓存罐。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

实施例：如图1所示，本实施例提供一种沼气提纯和罐装的系统，包括厌氧发酵罐1、过滤器2、气体压缩装置3、油水分离器4、气体干燥装置5、CO₂/CH₄高效分离膜组6和高压压缩机7，上述厌氧发酵罐1的排气口连通上述过滤器2的输入端，上述过滤器2输出端连通上述气体压缩装置3的输入端，上述气体压缩装置3的输出端连通油水分离器2的进气口，上述油水分离器2的出气口连通气体干燥装置5的进气端，上述气体干燥装置5出气端连通CO₂/CH₄高效分离膜组4的进气端，上述CO₂/CH₄高效分离膜组4的出气端连通高压压缩机7的进气端，上述高压压缩机7的出气端外接沼气存储罐。

优选的，上述气体干燥装置5和CO₂/CH₄高效分离膜组6之间还设有缓存罐8，上述气体干燥装置5的出气端和CO₂/CH₄高效分离膜组6的进气端分别通过管道连通上述缓存罐8，且该气体干燥装置5的出气端和CO₂/CH₄高效分离膜组6的进气端之间的管路上设有流量阀，因沼气最终封装进多批次的沼气罐中存有间隔时间，当对一个沼气罐进行封装沼气时，开启流量阀并打开高压压缩机7，沼气由缓存罐8导入CO₂/CH₄高效分离膜组6分离出CO₂，待装满一个罐换罐继续封装时，提前关闭流量阀，沼气继续储存在缓存罐8中，换号沼气罐后，打开流量阀继续封装，避免了间隔罐装沼气时需对缓存罐8之间的工序停止的问题，是整个系统不会出现较大范围的停机状况，确保沼气提纯及罐装的效率。

上述气体压缩装置3为燃气压缩机。

上述气体干燥装置5为吸附式干燥机。

还提供一种沼气提纯、罐装的工艺，包括如下步骤：

步骤一：沼气过滤、压缩，具体为，将厌氧发酵罐1产生的沼气输入到过滤器2中过滤，待颗粒物与冷凝物进行分离后，将过滤后的沼气通入气体压缩装置3内进行压缩，并将压缩后的待提纯沼气通入油水分离器4中；

步骤二：沼气脱油、脱水处理，具体为，在油水分离器4内分离掉待提纯沼气内的部分油气和水气，并将处理后的沼气通入气体干燥装置5内；

步骤三：深度脱水处理，具体为，在气体干燥装置5内对沼气进行脱水处理；

步骤四：沼气脱碳处理，具体为，将步骤三中脱水处理后的的沼气通入CO₂/CH₄高效分离膜组6内，分离掉气体内的二氧化碳，得到提纯后的沼气；

步骤五：罐装，具体为，将提纯后的沼气通入高压压缩机7内，经高压压缩后灌装入沼气罐中。

优选的，上述气体干燥装置5和CO₂/CH₄高效分离膜组6之间连接设置上述缓存罐8，上述步骤三中脱水处理后的沼气通入上述缓存罐8中缓存，再由缓存罐8通入CO₂/CH₄高效分离膜组6进行脱碳处理，使得由气体干燥装置5出来的沼气能在缓存罐8中缓存，避免因其直接通入CO₂/CH₄高效分离膜组6的沼气量过大而影响脱碳处理效果的状况发生，使得提纯效果更佳。

上述通入高压压缩机7内的沼气经三级压缩，压强提高到约20MPa，使其符合罐装的需求。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。