一种板翅式换热器及其利用风电的甲烷制备工艺的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于能源利用领域，尤其设及一种换热器及包括换热器的甲烧制备工艺和 系统，属于换热器及其应用领域。
【背景技术】
[0002] 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，运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，产生甲烧，W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。
[0003] 在甲烧生产的过程中，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。
[0004] 此外，对于甲烧的生产过程，如何提高甲烧的产出率，也是甲烧生产工艺中一直 在追求的，利用氨气提纯生物质气是提高生产生物质甲烧效率的有效方法，运一方法基于 S油atier反应：CO2+4H2-CH4巧&0。传统上，该反应一般使用钉（Ru)基和儀（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氨气提出甲烧。
【发明内容】
阳〇化]本发明旨在提供一种氨气提纯生物质气中使用的换热器及其利用电能电解产 生氨气提纯生物质气是提高生产生物质甲烧效率的工艺，该工艺利用生物方法来实现 Sabatier反应。
[0006] 为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：
[0007] 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，在倾斜部分上通过冲压 方式加工突起，且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。
[0008] 作为优选，所述突起的延伸方向与混合物的流动方向的夹角为a,同一个倾斜部分 设置多个突起，沿着混合物的流动方向，所述的夹角a越来越小。
[0009] 一种生物质甲烧的制备工艺，包括厌氧发酵罐、生物反应器、风力发电装置和电解 水装置，所述风力发电装置与电解水装置连接，W便向电解水装置输送电，电解水装置与生 物反应器连接，将产生的氨气输入到生物反应器中，所述厌氧发酵罐产生的沼气进入生物 反应器，进入生物反应器的所述沼气中含有甲烧和二氧化碳；在生物反应器中，进行合成甲 烧的反应。
[0010] 作为优选，生物反应器中使用的催化剂是氨营养型产甲烧菌。
[0011] 作为优选，沼气在进入生物反应器之前，还经过沼气洁净装置进行净化。
[0012] 作为优选，进入生物反应器的沼气，甲烧的摩尔百分含量45%W上，二氧化碳的摩 尔百分含量为30%W上。
[0013] 作为优选，所述生物反应器与冷凝器相连，用于冷凝合成后的甲烧。
[0014] 作为优选，厌氧发酵罐与生物反应器之间的管路上设置沼气阀n，电解水装置与 生物反应器连接的管路上设置氨气阀口，通过阀口来控制进入生物反应器中的沼气和氨气 的数量。
[0015] 作为优选，还包括与生物反应器相连的氨气管道、甲烧管道及其二氧化碳管道，用 于向生物反应器中输入氨气、甲烧和二氧化碳，同时每个管道上设置阀口和速度检测装置， 所述阀口和速度检测装置与控制器进行数据联接。
[0016] 作为优选，所述的冷凝器为权利要求1-2之一所述的换热器。
[0017] 与现有技术相比较，本发明具有如下的优点：
[0018] 1)本发明利用风力或者太阳能发电装置连接电解水装置，通过电解产生的氨气制 备甲烧，节约了能源。
[0019] 2)开发了一种适应气体的冷凝提纯的换热器，可W提高冷凝的效率。
[0020] 3)本发明通过设置生物反应器，通过生物方法来实现甲烧的生产，加大的提高了 甲烧的生产效率。
[0021] 4)本发明提出了一种全新的生产生物质甲烧的工艺方法，将厌氧发酵和生物质气 化过程结合起来，降低沼气提纯过程耗能的同时，大幅增加甲烧产量，从而提高厌氧发酵和 生物质气化的整体效率。
[0022] 5)本发明的膜分离器是采用中空纤维和Matrimid聚合材料制成的，是一种像玻 璃一样的聚合膜。通过膜分离器的作用，分离可W达到分子级。
【附图说明】
[0023] 图1是本发明的制备生物质甲烧的工艺流程图；
[0024] 图2是本发明一种板翅式换热器换热板片结构示意图； 阳0巧]图3是本发明一个板翅单元的结构示意图；
[00%] 图4是本发明设置突起结构倾斜部分平面的示意图；
[0027] 图5是本发明设置突起结构倾斜部分平面的另一个示意图；
[0028] 图6是本发明的S角形突起结构示意图；
[0029] 图7是本发明S角形突起流道中的切面结构示意图。
[0030] 图8是本发明的制备生物质甲烧的另一个实施例工艺流程图
[0031] 附图标记如下：
[0032] 1沼气流，2氨气流，3甲烧流，4厌氧发酵罐，5沼气洁净装置，6生物反应器，7电解 水装置，8风力发电装置，9冷凝器，10密封件，11流体通道，12板片，13倾斜部分，14水平部 分，15突起，16翅片。
【具体实施方式】
[0033] 下面结合附图对本发明的【具体实施方式】做详细的说明。需要说明的是，本文中的 气体含量，没有特殊说明的情况下是摩尔含量。
[0034] 图1展示了一种制备生物质甲烧的工艺流程，如图1所示，所述的制备工艺中包括 厌氧发酵罐4、生物反应器6、电解水装置7和风力发电装置8,所述厌氧发酵罐4产生的沼 气进入生物反应器6中，进入生物反应器6的沼气中含有甲烧和二氧化碳，作为优选，含量 最多的依次是甲烧和二氧化碳；风力发电装置8与电解水装置7相连，向电解水装置7中输 送电，电解水装置7电解产生的氨气流2进入生物反应器6中，在生物反应器6中，进行合 成甲烧的反应：C02+4H2-CH4巧&0 ;
[0035] 生物反应器13中使用的催化剂是氨营养型产甲烧菌。
[0036] 作为优选，沼气在进入生物反应器6之前，还经过沼气洁净装置9进行净化，W除 去杂质，比如硫化氨，氨，氧硅烷等。
[0037] 作为优选，进入生物反应器的沼气，甲烧的摩尔百分含量45%W上，二氧化碳的摩 尔百分含量为13% ^上％。
[0038] 作为优选，从生物反应器6中出来的甲烷烃过冷凝器9后进行回收。
[0039] 作为优选，在生物反应器中，二氧化碳与氨气的比例为：1比4(摩尔数比例）。
[0040] 沼气流1的管路上设置沼气阀口，氨气流2的管路上设置氨气阀口，通过阀口来控 制进入生物反应器中的沼气和氨气的数量。
[0041] 所述系统还包括二氧化碳浓度检测装置、氨气浓度检测装置、甲烧浓度检测装置， 所述二氧化碳浓度检测装置、氨气浓度检测装置、甲烧浓度检测装置与控制器进行数据连 接；所述系统还包括流速检测装置，所述流速检测装置与控制器数据连接，所述在气流1的 管路上设置甲烧浓度检测装置、二氧化碳浓度检测装置和流速检测装置，所述在气流2的 管路上设置流速检测装置，所述控制器根据二氧化碳浓度检测装置、甲烧浓度检测装置W 及两个流速检测装置计算出进入生物反应器的二氧化碳摩尔数、氨气摩尔数W及甲烧摩尔 数，并根据摩尔数来自动调整=通阀向气流1和气流2开度的大小。
[0042] 如果检测进入生物反应器氨气的摩尔数偏多，则控制器自动调低氨气阀口的开 度，减少气流2的流量；如果检测的氨气的摩尔数偏少，则增加氨气阀口的开度，增加气流2 的流量。
[0043] 或者如果检测进入生物反应器氨气的摩尔数偏多，则控制器自动增加甲烧阀口的 开度，增加气流1的流量；如果检测的氨气的摩尔数偏少，则减少甲烧气阀口的开度，降低 气流1的流量。
[0044] 对于控制氨气的摩尔数，上述的两种方式可W结合在一起控制氨气和二氧化碳的 数量，从而尽快达到氨气和二氧化碳的数量的平衡。
[0045] 如果检测进入生物反应器的二氧化碳的摩尔数过多，则相应的自动增加氨气的含 量，则增加氨气阀口的开度，增加气流2的流量，相反，则控制器自动调低氨气阀口的开度， 减少气流2的流量。
[0046] 当然，作为一个优选，如果检测进入生物反应器