一种混合气体冷凝使用的板翅式换热器及其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S油atier反应。
[0006] 为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：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有突起，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。
[0007] 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。一种生物质甲烧的制备工 艺，包括厌氧发酵罐、生物反应器、气化炉、压缩机、膜分离器和冷凝器，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；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，进入生物反应器，进入生物反应器中的 合成气含有氨气，在生物反应器中，进行合成甲烧的反应：CO2+4H2-CH4+2H2O;
[0008] 生物反应器中使用的催化剂是氨营养型产甲烧菌。
[0009] 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；气化炉产 生的合成气经过合成气洁净装置后进入压缩机。
[0010] 作为优选，包括两级压缩、膜分离和冷凝过程，所述合成气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进 入生物反应器。
[0011] 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，进入生物反应器的合成气的氨气的摩尔百分含量为70%W上。
[0012] 作为优选，所述从合成气洁净装置中出来的合成气分为两股气流，分别是第二气 流和第十气流，第十气流直接用于发电机进行发电或进入换热器发热，第二路气流进入第 一级压缩机进行压缩，从压缩机出来的气流进入第一级膜分离器，从膜分离器分理出来的 两股气流，分别是第四气流和第五气流，第四气流用于发电机进行发电或进入换热器发热， 第五气流进入第一级冷凝器，在冷凝器中将第五气流中的水分进行冷凝，W排除其中的水 分，从第一级冷凝器出来的气流进入第二级压缩机，压缩后的气流进入第二级膜分离器，从 第二级膜分离器分理出两股气流，一股气流用于发电机发电或进入换热器发热，一股经过 第二级冷凝器冷凝后进入生物反应器。
[0013] 作为优选，第二气流和第十气流连接的位置设置=通阀，所述=通阀与控制系统 进行数据连接，控制系统控制=通阀的开闭方向及其开度的大小。
[0014] 作为优选，所述的冷凝器就是前面所提到的换热器。
[0015] 与现有技术相比较，本发明具有如下的优点：
[0016] 1)开发了一种适应气体的冷凝提纯的换热器，可W提高冷凝提出的效率。
[0017] 2)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。
[0018] 3)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。
[0019] 4)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】
[0020] 图1是本发明的制备生物质甲烧的工艺流程图；
[0021] 图2是本发明一种板翅式换热器换热板片结构示意图；
[0022] 图3是本发明一个板翅单元的结构示意图；
[0023] 图4是本发明设置突起结构倾斜部分平面的示意图；
[0024] 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； 阳0巧]图6是本发明的S角形突起结构示意图；
[00%] 图7是本发明S角形突起流道中的切面结构示意图。
[0027] 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
[0028] 附图标记如下：
[0029] 1-12气流，13气化炉，14合成气洁净装置，15第一级压缩机，16第一级膜分离器， 17第一级冷凝器，18第二级压缩机，19第二级膜分离器，20发电机，21换热器，22第二级冷 凝器，23生物反应器，24第=级冷凝器，25沼气洁净装置，26厌氧发酵罐，27密封件，28流 体通道，29板片，30倾斜部分，31水平部分，32突起，33翅片。
【具体实施方式】
[0030] 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。
[0031] 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26、生物反应器23、气化炉13、压缩机、膜分离器和冷凝器，所述厌氧发酵罐26 产生的沼气进入生物反应器23中，进入生物反应器23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；气化炉13产生的合成气依次经过压缩机、膜分 离器和冷凝器后，进入生物反应器23，进入生物反应器23中的合成气含量最多的依次是氨 气和二氧化碳，在生物反应器23中，进行合成甲烧的反应：CO2+4H2-CH4+2H2O;
[0032] 生物反应器23中使用的催化剂是氨营养型产甲烧菌。
[0033] 作为优选，沼气在进入生物反应器23之前，还经过沼气洁净装置25进行净化，W 除去杂质，比如硫化氨，氨，氧硅烷等。
[0034] 作为优选，气化炉13产生的合成气经过合成气洁净装置14后进入压缩机。通过 合成气洁净装置W除去杂质，比如硫化物，焦油等。
[0035] 作为优选，合成气经过多级压缩、膜分离和冷凝的过程。进一步优选，如图1所示 包括两级压缩、