沼气水洗提纯系统和车用沼气生产系统的制作方法

本实用新型涉及化工技术领域，尤其是涉及一种沼气水洗提纯系统。

背景技术：

水洗提纯沼气技术已有数十年历史，在国内也有所应用。基于此技术的相关专利也有较多的申请，但现在的整个提纯系统，多是实验室级别的，工程化程度低或根本无法工程化。

现有技术的客观缺点：

A.系统化程度低，多是部分设备或部分工艺技术，生产出来的沼气硫含量高；

B.工程化程度低，或存在极大缺陷；自动化程度低；

C.基本不涉及系统控制技术。

基于此，本实用新型提供了一种沼气水洗提纯系统以解决上述的技术问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种沼气水洗提纯系统，以解决现有技术中存在的生产水洗沼气的设备产出车用甲烷含硫量高的技术问题。

基于上述目的，本实用新型提供了一种沼气水洗提纯系统，包括PLC逻辑控制器、脱硫单元、沼气增压单元、原料气缓冲单元、脱碳单元、储气单元、水压单元和解析单元；

所述脱硫单元、沼气增压单元、原料气缓冲单元、脱碳单元和储气单元依次通过输气管连通；

所述水压单元的出液口与所述脱碳单元的进液口通过输液管连通；

所述脱碳单元的出液口与所述解析单元的进液口通过输液管连通；

所述解析单元的出液口与所述水压单元的进液口通过输液管连通；

所述PLC逻辑控制器用于控制所述脱硫单元、沼气增压单元、原料气缓冲单元、脱碳单元、储气单元、水压单元和解析单元。

可选的，所述脱硫单元包括依次连通的一级脱硫塔和二级脱硫塔。

可选的，原料沼气经过所述一级脱硫塔后硫化氢含量为100ppm，经过所述二级脱硫塔后硫化氢含量为50ppm。

可选的，所述沼气增压单元包括甲烷压缩机，压力为25MPa。

可选的，所述缓冲单元压力为0.6MPa～1.2MPa。

可选的，所述脱碳单元的进液口的温度为15℃～30℃。

可选的，所述解析单元的进液口的温度为40℃～60℃。

可选的，所述储气单元包括储气罐。

可选的，所述输气管和所述输液管上均设置有电磁阀，所述PLC逻辑控制器还与所述电磁阀电连接。

本实用新型还提供了一种车用沼气生产系统，所述车用沼气生产系统包括如上所述的沼气水洗提纯系统，还包括沼气生产设备，所述沼气生产设备的出气口与所述脱硫单元的进气口连通。

本实用新型提供的所述沼气水洗提纯系统，使用时，首先，原料气通过脱硫单元，硫化氢含量降低到国家标准以内；其次，气体通过沼气增压单元进入原料气缓冲单元，气体压力达到设定指标；接着，气体进入脱碳单元，同时经过压单元增压的水，一并进入脱碳单元，在脱碳单元内，气体中的二氧化碳进入水中，甲烷则进入储气单元；最后，含有二氧化碳的水依次经过解析单元的闪蒸塔和冷却解析复合塔后，从新进入水压单元，完成水循环。这些设备均采用能够通过PLC逻辑控制器控制的自动化设备，实现了全自动化生产。现有技术缺少除硫过程，生产出来的车用甲烷含硫量较高，影响汽车使用寿命。本申请应用脱硫设备，实现沼气的脱硫提存。所述脱硫单元优选采用依次连通的一级脱硫塔和二级脱硫塔，两次脱硫效果更好。

烟气脱硫的大型脱硫装置称为脱硫塔。为了强化吸收过程，提高脱硫效率，降低设备的投资和运行费用，脱硫塔应满足以下的基本要求:(1)气液间有较大的接触面积和一定的接触时间；(2)气液间扰动强烈，吸收阻力小，对硫的吸收效率高；(3)操作稳定，要有合适的操作弹性；(4)气流通过时的压降要小；(5)结构简单，制造及维修方便，造价低廉，使用寿命长；(6)不结垢，不堵塞，耐磨损，耐腐蚀；(7)能耗低，不产生二次污染。

与现有技术及专利对比，本申请的优点如下：

A.系统涵盖全部流程及设备：使用本系统即可将发酵甲烷提纯至车用甲烷；降低了甲烷的含硫量。

B.完全工程化：已有使用本申请系统的设备系统投入运行，且产气已通过国家认证的检验机构检验；

C.自动化控制程度高：全程采用PLC程序控制，整个系统实现完全自动化，仅需一人操作即可运行。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的沼气水洗提纯系统的结构示意图；

图2为解析单元局部示意图；

图3为脱碳单元局部示意图；

图4为本实用新型实施例提供的车用沼气生产系统的结构示意图。

图标：1-脱硫单元；2-沼气增压单元；3-原料气缓冲单元；4-脱碳单元；5-储气单元；6-水压单元；7-解析单元；8-一级脱硫塔；9-二级脱硫塔；10-甲烷压缩机；11-缓冲罐；12-吸收塔；13-蓄水箱；14-冷却解析复合塔；15-闪蒸塔；16-储气罐；17-沼气生产设备。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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做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。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

沼气水洗提纯系统实施例一

如图1-3所示，在本实施例中提供了一种沼气水洗提纯系统，所述沼气水洗提纯系统包括PLC逻辑控制器、脱硫单元1、沼气增压单元2、原料气缓冲单元3、脱碳单元4、储气单元5、水压单元6和解析单元7；

所述脱硫单元1、沼气增压单元2、原料气缓冲单元3、脱碳单元4和储气单元5依次通过输气管连通；

所述水压单元6的出液口与所述脱碳单元4的进液口通过输液管连通；

所述脱碳单元4的出液口与所述解析单元7的进液口通过输液管连通；

所述解析单元7的出液口与所述水压单元6的进液口通过输液管连通；

所述PLC逻辑控制器用于控制所述脱硫单元1、沼气增压单元2、原料气缓冲单元3、脱碳单元4、储气单元5、水压单元6和解析单元7。

本实用新型提供的所述沼气水洗提纯系统，使用时，首先，原料气通过脱硫单元1，硫化氢含量降低到国家标准以内；其次，气体通过沼气增压单元2进入原料气缓冲单元3，气体压力达到设定指标；接着，气体进入脱碳单元4，同时经过压单元增压的水，一并进入脱碳单元4，在脱碳单元4内，气体中的二氧化碳进入水中，甲烷则进入储气单元5；最后，含有二氧化碳的水依次经过解析单元7的闪蒸塔和冷却解析复合塔后，从新进入水压单元6，完成水循环。

这些设备均采用能够通过PLC逻辑控制器控制的自动化设备，实现了全自动化生产。现有技术缺少除硫过程，生产出来的车用甲烷含硫量较高，影响汽车使用寿命。

与现有技术及申请对比，本申请的优点如下：

A.系统涵盖全部流程及设备：使用本系统即可将发酵甲烷提纯至车用甲烷；降低了甲烷的含硫量。

B.完全工程化：已有使用本申请系统的设备系统投入运行，且产气已通过国家认证的检验机构检验；

C.自动化控制程度高：全程采用PLC程序控制，整个系统实现完全自动化，仅需一人操作即可运行，集成化自动化程度高，效率高，可以系统生产甲烷，运行成本低，产量大，甲烷产量高。

如图1-3，本实施例的可选方案中，所述脱硫单元1包括依次连通的一级脱硫塔8和二级脱硫塔9。

烟气脱硫的大型脱硫装置称为脱硫塔。为了强化吸收过程，提高脱硫效率，降低设备的投资和运行费用，脱硫塔应满足以下的基本要求:(1)气液间有较大的接触面积和一定的接触时间；(2)气液间扰动强烈，吸收阻力小，对硫的吸收效率高；(3)操作稳定，要有合适的操作弹性；(4)气流通过时的压降要小；(5)结构简单，制造及维修方便，造价低廉，使用寿命长；(6)不结垢，不堵塞，耐磨损，耐腐蚀；(7)能耗低，不产生二次污染。

进一步的，原料沼气经过所述一级脱硫塔8后硫化氢含量为100ppm，经过所述二级脱硫塔9后硫化氢含量为50ppm。

原料沼气的硫化氢含量为2000ppm，经过双极脱硫，将原料沼气中的硫化氢降低到50ppm，达到生产的需要。

进一步的，所述沼气增压单元2包括甲烷压缩机10，压力为25MPa。

气体压缩机是把机械能转换为气体压力能的一种动力装置，常用于风动工具提供气体动力，在石油化工、钻采、冶金等行业也常用于压送氧、氢、氨、天然气、焦炉煤气、惰性气体等介质。甲烷压缩机是适用于甲烷的气体压缩机。

进一步的，所述缓冲单元3包括缓冲罐11，罐内压力为0.6MPa～1.2MPa。

缓冲罐主要用于各种系统中缓冲系统的压力波动，使系统工作更平稳。通过它来平稳原料沼气的压力。

进一步的，所述脱碳单元4为吸收塔12，进液口的温度为15℃～30℃。

吸收塔是实现吸收操作的设备。工业吸收塔应具备以下基本要求:1.塔内气体与液体应有足够的接触面积和接触时间。2.气液两相应具有强烈扰动，减少传质阻力，提高吸收效率。3.操作范围宽，运行稳定。4.设备阻力小，能耗低。5.具有足够的机械强度和耐腐蚀能力。6.结构简单、便于制造和检修

进一步的，所述水压单元包括蓄水箱13。

进一步的，所述解析单元包括冷却解析复合塔14和闪蒸塔15。

闪蒸是指高压的饱和水进入比较低压的容器中后由于压力的突然降低使这些饱和水变成一部分的容器压力下的饱和水蒸气和饱和水。而在化工生产过程中闪蒸塔可以实现物料粗略的气液相分离，在进入常压炉前先经过闪蒸塔粗略分离，可以减少常压炉的负荷。

进一步的，所述解析单元7的进液口的温度为40℃～60℃。

整个系统通过PLC逻辑控制器控制压力和温度，满足工艺生产的需求。

进一步的，所述储气单元5包括储气罐16。

储气罐是指专门用来储存气体的设备，同时起稳定系统压力的作用，根据储气罐的承受压力不同可以分为高压储气罐，低压储气罐，常压储气罐。储气罐不同分:碳素钢储气罐、低合金钢储气罐、不锈钢储气罐。按照压力分:低压储气罐、中压储气罐、高压储气罐。储气罐(压力容器)一般由筒体、封头、法兰、接管、密封元件和支座等零件和部件组成。此外，还配有安全装置、表计及完成不同生产工艺作用的内件。

进一步的，所述输气管和所述输液管上均设置有电磁阀。

进一步的，所述PLC逻辑控制器还与所述电磁阀电连接。

通过所述PLC逻辑控制器，控制所述电磁阀的自动开闭，达到自动控制的目的。

车用沼气生产系统实施例

如图4，本实用新型还提供了一种车用沼气生产系统，所述车用沼气生产系统包括如上所述的沼气水洗提纯系统，还包括沼气生产设备17，所述沼气生产设备的出气口与所述脱硫单元的进气口连通。沼气生产设备采用现有的沼气发生池等即可。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。