专利名称：沼气脱硫脱碳提纯天然气系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及农业领域，特别是指一种沼气脱硫脱碳提纯天然气系统。
背景技术：
沼气是各种有机物质，在隔绝空气和适宜的温度、湿度下，经过微生物的发酵作用产生的一种可燃烧气体。沼气除直接燃烧用于炊事、烘干农副产品、供暖、照明和气焊等外，还可作内燃机的燃料以及生产甲醇、福尔马林、四氯化碳等化工原料。经沼气装置发酵后排出的料液和沉渣，含有较丰富的营养物质，可用作肥料和饲料。但目前我国国内的沼气热值及纯度低，提纯工作尚未大范围开展，沼气仅作为农村灶具燃料使用，用途少，使用价值低。在可再生能源的发展受到高度重视的现状下，沼气提纯制取生物天然气，扩大沼气用途也受到重视。·
实用新型内容本实用新型提出一种沼气脱硫脱碳提纯天然气系统，解决了现有技术中沼气的提纯问题。本实用新型的技术方案是这样实现的一种沼气脱硫脱碳提纯天然气系统，包括贮气柜，与待提纯的沼气连通，用于贮存待提纯的沼气；脱硫装置，与所述贮气柜连通，用于去除沼气中的硫化物；脱水装置，与所述脱硫装置连通，用于去除沼气中的水分；脱碳装置，与所述脱水装置连通，用于去除沼气中碳的化合物；阻火器，设置于所述脱水装置与所述脱碳装置之间，用于防止火焰在管道中的逆向传播；脱氮装置，与所述脱碳装置连通，用于去除沼气中的氮气和氮的化合物；脱卤化氢装置，与所述脱氮装置连通，用于去除沼气中的卤化氢；脱氮氧装置，与所述脱卤化氢装置连通，用于去除沼气中的氮氧化合物；沼气压缩机，与所述脱氮氧装置连通，用于将提纯后的沼气进行压缩；甲烷收集装置，与所述沼气压缩机连通，用于收集压缩后的沼气。本实用新型沼气脱硫脱碳提纯天然气系统的净化对象主要为沼气中的H2S、N2O,CO2等，经过本系统的处理提纯以后，甲烷浓度高、提纯效果明显，净化效率高，设备安装简单、成本低廉、容易安装及操作。优选地，所述沼气压缩机为微型增压机；进一步地，所述沼气压缩机为具有自动变频调压控制功能的微型增压机。优选地，所述贮气柜为可折叠的柔性贮气柜。优选地，所述脱硫装置、所述脱水装置、所述阻火器、所述脱碳装置为不锈钢材料制作。[0020]优选地，所述脱硫装置和所述脱水装置的底部设置有防止冷凝水堵塞管道的放水阀门。优选地，所述贮气柜、所述脱硫装置、所述脱水装置、所述脱碳装置、所述阻火器、所述脱氮装置和所述甲烷收集装置之间通过连接管道连通，且所述连接管道上设置有气路开关球阀。本实用新型的有益效果为1.提纯以后的甲烷浓度高、净化效率高，设备安装简单、成本低廉、容易安装及操作；2.柔性贮气柜可折叠、低 压使用，安全系数高；3.所述脱硫装置、所述脱水装置、所述阻火器、所述脱碳装置为不锈钢材料制作，使用寿命长，运输安装简单；4.所述脱硫装置和所述脱水装置的底部特制放水阀门，以防冷凝水堵塞管道；在各装置的连接管道上设置气路开关球阀，便于检修或单独使用。
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本实用新型沼气脱硫脱碳提纯天然气系统优选实施例的连接结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。如图1所示的沼气脱硫脱碳提纯天然气系统，其包括依次连接的贮气柜1、脱硫装置2、脱水装置3、阻火器4、脱碳装置5、脱氮装置6、脱卤化氢装置7、脱氮氧装置8、沼气压缩机9和甲烷收集装置10 ;其中贮气柜I与待提纯的沼气连通，用于贮存待提纯的沼气；脱硫装置2与所述贮气柜I连通，用于去除所述沼气中的硫化物；脱水装置3与所述脱硫装置2连通，用于去除所述沼气中的水分；脱碳装置5与所述脱水装置3连通，用于去除沼气中碳的化合物；阻火器4设置于所述脱水装置3与所述脱碳装置5之间，用于防止火焰在管道中的逆向传播，以避免灾难性事故的发生；脱氮装置6与所述脱碳装置5连通，用于去除沼气中的氮气和氮的化合物；脱卤化氢装置7与所述脱氮装置6连通，用于去除沼气中的卤化氢；脱氮氧装置8与所述脱卤化氢装置7连通，用于去除沼气中的氮氧化合物；沼气压缩机9与所述脱氮氧装置8连通，用于将提纯后的沼气进行压缩；甲烷收集装置10与所述沼气压缩机9连通，用于收集压缩后的沼气。脱硫的作用是为了避免腐蚀设备和H2S中毒，如果沼气燃烧放出SO2，会比H2S造成更大的危害，SO2会降低露点，溶于水后生产亚硫酸有腐蚀性，脱水是因为导气管中如果积累了水会溶解H2S而腐蚀管道。去H2S可采用DDS脱硫技术，该技术采用络合铁并结合生化过程的生化湿法脱硫技术，可以将气体中的硫化氢质量浓度降至lmg/m3，同时可将有机硫的质量浓度降至5mg/m3以下。DDS脱硫技术的脱硫液是在碱性物质的水溶液中配入DDS催化剂、酚类物质和活性碳酸亚铁而构成的，同时加入好氧菌芽孢或好氧菌。DDS催化剂是一种聚(或多)羟基类铁络化合物，由天然植物提取物经过半合成而得到的，不仅具有较强的载氧能力，而且在碱性溶液中不易降解，稳定性高。另外，在吸收和再生过程中，产生的少量硫化铁和硫化亚铁 等不溶性铁盐被好氧菌分解，产生的铁离子返回到溶液中，保持了溶液中各种形态铁离子浓度的稳定性。DDS脱硫技术在常压下吸收气体中的有机硫、无机硫、氰化氢和少量二氧化碳，溶液在DDS催化剂和对苯二酚的共同催化下，用空气氧化再生时，副产硫磺，溶液循环使用。在再加压下吸收空气中的二氧化碳、有机硫、无机硫和氰化氢，在减压和加热再生时副产二氧化碳；继续在DDS催化剂和对苯二酚的共同催化下，用空气氧化再生时副产硫磺，再生溶液循环使用。此外，脱硫液在酚类物质的作用下再生，再生速度快，再生彻底。因而，DDS脱硫技术的特点是溶液组成稳定，净化度高，操作弹性大，综合运行成本低。此外，当沼气被加压存储时，为了防止因为凝结水而冻坏储气罐，必须对水进行去除。去除CO2是因为CO2降低了沼气的能量密度，如果所用的沼气需要达到天然气标准或者被用作汽车燃料，那么就必须对其中的CO2进行去除。脱卤化氢装置7采用改性活性炭的吸附作用来去除卤化烃，改性活性炭的作用机理主要是根据活性炭的吸附浓缩和热蒸汽脱附再生原理，依靠活性炭自身的吸附性能以及改性后的催化分解作用对某些有机类有害气体具有很强的去除能力，混合气体通过活性炭层时被碳表面存在的未平衡分子吸引力或化学键力吸附在活性炭上，同时进行化学催化和分解作用，从而达到对有害气体的净化目的。脱氮氧装置8可采用气体的液化温度不一样的特点来脱氮，即通过降温的方式，使氮气变成液体去除。沼气压缩机9利用大面积活塞的低压气体驱动而在小面积活塞上产生高压气体，输出气压可通过驱动气压无级调节。当驱动气体作用于气活塞时，工作活塞随气驱动就可获得较大的输出流量。沼气压缩机9可以改善沼气压力不足的现象，使沼气燃烧更充分，火力更大。压缩机可把沼气压缩成1:200，压缩后专用撬车可运载2000-5000m3天然气。由于泵的负压作用，使沼气池的产气更充分，广泛用于各类沼气池和远距离输送沼气。沼气压缩输送可使用微型增压机调压，终端补压升压可使用电控装置在线探头感应，达到自动变频调压控制，并采用中压罐缓存储气，再通过阻火分配器调节压力，远距离输送供气。所述贮气柜I为可折叠的柔性贮气柜，比如可根据实际情况设计为气球状，漂浮于沼气发生池上，当然也可以采用现有的其它贮气柜结构和材质。所述脱硫装置2、所述脱水装置3、所述阻火器4 (即所述的阻火分配器)、所述脱碳装置5为不锈钢材料制作，不易生锈。所述阻火器4与管路的连接可水平安装也可垂直安装，需定期检查，一旦发现堵塞，应用高压蒸气、压缩空气或有机溶剂清冼，如发现芯件机械性损坏或被介质腐蚀后，应立即更换。在所述脱硫装置2和所述脱水装置3的底部设置有放水阀门，以防止冷凝水堵塞管道。而且在所述贮气柜1、所述脱硫装置2、所述脱水装置3、所述脱碳装置5、所述阻火器4、所述脱氮装置6和所述甲烷收集装置10之间通过连接管道连通，且所述连接管道上设置有气路开关球阀，以便于检修或单独使用。经过本系统的处理提纯以后，甲烷的气体纯度可达96%以上，沼气提纯压缩成天然气(CNG)可用于公共汽车、的士上，可并入市政管道天然气，代替民用气15-40%，响应了农业部十二五规划。本实用新型提纯效果明显，净化效率高，设备安装简单、成本低廉、容易 安装及操作。以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种沼气脱硫脱碳提纯天然气系统，其特征在于，其包括贮气柜，与待提纯的沼气连通，用于贮存待提纯的沼气；脱硫装置，与所述贮气柜连通，用于去除沼气中的硫化物；脱水装置，与所述脱硫装置连通，用于去除沼气中的水分；脱碳装置，与所述脱水装置连通，用于去除沼气中碳的化合物；阻火器，设置于所述脱水装置与所述脱碳装置之间，用于防止火焰在管道中的逆向传脱氮装置，与所述脱碳装置连通，用于去除沼气中的氮气和氮的化合物；脱卤化氢装置，与所述脱氮装置连通，用于去除沼气中的卤化氢；脱氮氧装置，与所述脱卤化氢装置连通，用于去除沼气中的氮氧化合物；沼气压缩机，与所述脱氮氧装置连通，用于将提纯后的沼气进行压缩；甲烷收集装置，与所述沼气压缩机连通，用于收集压缩后的沼气。
2.如权利要求1所述的沼气脱硫脱碳提纯天然气系统，其特征在于，所述沼气压缩机为微型增压机。
3.如权利要求2所述的沼气脱硫脱碳提纯天然气系统，其特征在于，所述沼气压缩机为具有自动变频调压控制功能的微型增压机。
4.如权利要求1所述的沼气脱硫脱碳提纯天然气系统，其特征在于，所述贮气柜为可折叠的柔性贮气柜。
5.如权利要求1所述的沼气脱硫脱碳提纯天然气系统，其特征在于，所述脱硫装置、所述脱水装置、所述阻火器、所述脱碳装置为不锈钢材料制作。
6.如权利要求1所述的沼气脱硫脱碳提纯天然气系统，其特征在于，所述脱硫装置和所述脱水装置的底部设置有防止冷凝水堵塞管道的放水阀门。
7.如权利要求1所述的沼气脱硫脱碳提纯天然气系统，其特征在于，所述贮气柜、所述脱硫装置、所述脱水装置、所述脱碳装置、所述阻火器、所述脱氮装置和所述甲烷收集装置之间通过连接管道连通，且所述连接管道上设置有气路开关球阀。
专利摘要本实用新型提出一种沼气脱硫脱碳提纯天然气系统，包括依次连接的贮气柜、脱硫装置、脱水装置、阻火器、脱碳装置、脱氮装置和甲烷收集装置；其中贮气柜与待提纯的沼气连通，脱硫装置与贮气柜连通，用于去除沼气中的硫化物；脱水装置与脱硫装置连通，用于去除沼气中的水分；脱碳装置与脱水装置连通，用于去除沼气中碳的化合物；阻火器设置于脱水装置与脱碳装置之间，用于防止火焰在管道中的逆向传播；脱氮装置与脱碳装置连通，用于去除沼气中的氮气和氮的化合物；甲烷收集装置与脱氮装置连通，用于收集提纯后的沼气。经过本实用新型的沼气脱硫脱碳提纯天然气系统提纯后的沼气，甲烷浓度高、提纯效果明显，设备安装简单、成本低廉、容易安装操作。
文档编号C10L3/10GK202829982SQ20122054680
公开日2013年3月27日 申请日期2012年10月23日 优先权日2012年10月23日
发明者杨斯智, 梁婷女, 杨健华, 伍秀萍, 杨森俊 申请人:杨斯智, 梁婷女, 杨健华, 伍秀萍, 杨森俊