沼气制备人造可燃冰的生产线的制作方法

本实用新型涉及一种生产线，特别是一种沼气制备人造可燃冰的生产线。

背景技术：

虽然人类的发展、社会的进步，人类活动对大自然的影响也日益严重，由于大量燃烧煤炭，对大气造成了非常严重的污染，导致我国大部分地区出现雾霾显现，为了解决这一问题，人们开始研究对清洁能源的使用。

沼气作为一种清洁能源已经逐渐进入人们的生活，目前很多农村家庭已经开始使用沼气来做饭、取暖，但是沼气无法携带，因此外出时仍需要使用便于携带的煤炭，为了解决该问题，有人研发了天然气制可燃冰的设备，可燃冰便于携带且燃烧产物不会污染大气，有效解决了天然气不宜携带的问题。但是属于不可再生能用，且开采量有限，因此可燃冰的生产量受到了限制。

沼气与天然气的主要成分都是甲烷，因此沼气也可用于制造可燃冰，沼气属于可再生能源，可以完美代替天然气来制造可燃冰，但是由于沼气中甲烷含量较低，且沼气中含有硫化氢等气体，因此无法直接使用现有设备制造可燃冰，因此急需研发一款使用沼气制造可燃冰的设备。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种沼气制备人造可燃冰的生产线，以解决现有技术中的技术问题，它能够使用沼气制造可燃冰，填补了现有技术的空缺。

本实用新型提供了一种沼气制备人造可燃冰的生产线，包括顺次连接的厌氧发酵罐、沼气预处理装置、膜提纯装置和可燃冰制造装置，所述可燃冰制造装置包括内循环反应器、工艺控制装置、制冷机、中间储罐、水罐和分离机；所述内循环反应器的底部设有沼气入口，顶部设有排压口，所述工艺控制装置与所述内循环反应器形成回路，所述制冷机分别与所述内循环反应器、所述中间储罐和所述水罐形成回路，所述内循环反应器的上部通过管路与所述中间储罐连接，所述中间储罐通过管路与所述分离机连接，所述分离机通过管路与所述水罐连接，所述水罐通过输送泵与所述内循环反应器的底部连接。

前述的沼气制备人造可燃冰的生产线中，优选地，还包括储冷器，所述储冷器通过管路与所述制冷机连接。

前述的沼气制备人造可燃冰的生产线中，优选地，还包括调晶器，所述调晶器与所述内循环反应器形成回路。

前述的沼气制备人造可燃冰的生产线中，优选地，所述内循环反应器内由下至上依次设有气流分布器、反应管束和隔板，所述反应管束与所述气流分布器连接。

前述的沼气制备人造可燃冰的生产线中，优选地，所述工艺控制装置包括逻辑控制器、泵、变送器和四个控制阀门，所述泵与所述变送器连接，所述变送器与四个所述控制阀门连接，所述逻辑控制器分别与四个所述控制阀门电连接。

前述的沼气制备人造可燃冰的生产线中，优选地，所述沼气预处理装置包括通过气体管路顺次连接的脱硫塔、脱水罐、沼气压缩机、冷干机和过滤器，所述厌氧发酵罐与所述脱硫塔连接的气体管路上设有风机，所述过滤器出气端通过气体管路与所述膜提纯装置连接。

前述的沼气制备人造可燃冰的生产线中，优选地，所述膜提纯装置包括膜处理组件、成品罐和废气罐，所述过滤器的出气端通过气体管路与所述膜处理组件的进气端连接，所述膜处理组件的出气端通过气体管路与所述成品罐的进气端连接，所述成品罐的出气端通过气体管路与所述内循环反应器底部的所述沼气入口连接；所述膜处理组件上的废气口通过气体管路与所述废气罐连接，所述废气罐通过气体管路与所述沼气压缩机的进气端连接。

与现有技术相比，本实用新型通过沼气预处理装置可以有效去除沼气中的硫化氢，通过膜提纯装置可以有效提高沼气中甲烷含量，最后通过可燃冰制造装置生产可燃冰。

附图说明

图1是本实用新型的系统图。

附图标记说明：1-厌氧发酵罐，2-沼气预处理装置，3-膜提纯装置，4-可燃冰制造装置，5-内循环反应器，6-工艺控制装置，7-制冷机，8-中间储罐，9-水罐，10-分离机，11-沼气入口，12-排压口，13-输送泵，14-储冷器，15-调晶器，16-气流分布器，17-反应管束，18-隔板，19-逻辑控制器，20-泵，21-变送器，22-控制阀门，23-风机，24-脱硫塔，25-脱水罐，26-沼气压缩机，27-冷干机，28-过滤器，29-膜处理组件，30-成品罐，31-废气罐，32-中央控制器。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能解释为对本实用新型的限制。

本实用新型的实施例：如图1所示，一种沼气制备人造可燃冰的生产线，包括顺次连接的厌氧发酵罐1、沼气预处理装置2、膜提纯装置3和可燃冰制造装置4，其中厌氧发酵罐1、沼气预处理装置2和膜提纯装置3均可采用现有技术，下文会具体介绍本案所使用的具体方案，可燃冰制造装置4包括内循环反应器5、工艺控制装置6、制冷机7、中间储罐8、水罐9和分离机10；内循环反应器5为现有技术，可直接购买获得，其底部设有沼气入口11，顶部设有排压口12，工艺控制装置6与内循环反应器5形成回路，制冷机7分别与内循环反应器5、中间储罐8和水罐9形成回路，内循环反应器5的上部通过管路与中间储罐8连接，中间储罐8通过管路与分离机10连接，分离机10通过管路与水罐9连接，水罐9通过输送泵13与内循环反应器5的底部连接。

在一种具体地实施方式中，还包括储冷器14，储冷器14通过管路与制冷机7连接。还包括调晶器15，调晶器15与内循环反应器5形成回路。内循环反应器5内由下至上依次设有气流分布器16、反应管束17和隔板18，反应管束17与气流分布器16连接。工艺控制装置6包括逻辑控制器19、泵20、变送器21和四个控制阀门22，泵20与变送器21连接，变送器21与四个控制阀门22连接，逻辑控制器19分别与四个控制阀门22电连接。还设有中央控制器32，中央控制器32用于控制各个部件的工作状态。

通过上述沼气制备人造可燃冰的生产线制造可燃冰的步骤如下：

步骤1，通过厌氧发酵罐1制造沼气；

步骤2，沼气在沼气预处理装置2内脱除硫化氢、水蒸气并加压；

步骤3，沼气在膜提纯装置3内提高甲烷浓度，然后送入内循环反应器5内；

步骤4，首先启动制冷机7和分离机10，分别向中间储罐7和水罐9内输送冷水，将内循环反应器5内的温度控制在5摄氏度，然后启动输送泵13和中央控制器32，把水罐9内配有添加剂的水泵入内循环反应器5内，当内循环反应器5内的水位超过隔板18时，打开内循环反应器5顶部的排浆阀，并调节其开度，并控制输送泵13的排量，使水经过排浆阀、中间储罐8、分离机10和水罐9形成稳定的水循环；然后沼气从内循环反应器5的底部进入气流分布器16，并通过气流分布器16分别进入每根反应管束17，沼气的气压控制在5Mpa，然后启动制冷机7和储冷器14，持续向内循环反应器5内供入冷冻剂，带走内循环反应器5内的反应热，气-水混合物在反应管束17内自下而上流动并发生反应生成水合物，反应一段时间后，通过逻辑控制器19控制四个控制阀门22的开启状态，并在泵20和变送器21的作用下改变水流方向，使内循环反应器5内的水流自上而下流动，形成气-水逆流循环，以调节多相体系的停留时间，由此气-水就会稳定地生成水合物，形成浆料，浆料不断在内循环反应器5的上部聚集，在气体的剧烈鼓泡作用下流态化，进一步反应，进一步生成水合物，没有完全反应的气体汇集在内循环反应器5内的顶部，形成回压，可通过内循环反应器5顶部的排压口12来调节其内部压力。通过调晶器15的设置可以对水合物形貌和多相体系停留时间加以调节，提高水合物产量。水合物通过内循环反应器5上部的排浆阀进入中间储罐8，中间储罐8上部的水合物浆料自动浓集后送入分离机10，在分离机10内进行固液分离获得可燃冰，分离出的水进入水罐9，与补充的新鲜水和添加剂混合后由输送泵13送入内循环反应器5内。

在一种优选地实施方式中，沼气预处理装置2包括通过气体管路顺次连接的脱硫塔24、脱水罐25、沼气压缩机26、冷干机27和过滤器28，厌氧发酵罐1与脱硫塔24连接的气体管路上设有风机23，过滤器28出气端通过气体管路与膜提纯装置3连接。

沼气在风机23的作用下通过气体管路进入脱硫塔24内进行反应，将沼气中的硫化氢脱除，在脱除硫化氢时可采用生物脱硫、酸精制、碱精制等方式，此处为现有技术，不再赘述；然后沼气通过气体管路进入脱水罐25，在脱水罐25内脱除沼气内的水蒸气，此处优选采用分子筛吸附法脱除水蒸气；然后沼气进入沼气压缩机26，沼气压缩机26用于为沼气加压，使其压力不低于1MPa，优选为1.3MPa，然后通过干冷机27干燥，过滤器28过滤掉固体颗粒、油和其它杂物后送入膜提纯装置3。

进一步，膜提纯装置3包括膜处理组件29、成品罐30和废气罐31，过滤器28的出气端通过气体管路与膜处理组件29的进气端连接，膜处理组件29的出气端通过气体管路与成品罐30的进气端连接，成品罐30的出气端通过气体管路与内循环反应器5底部的沼气入口11连接；膜处理组件29上的废气口通过气体管路与废气罐31连接，废气罐31通过气体管路与沼气压缩机26的进气端连接。

所述膜处理组件29为现有技术，可直接购买获得，用于将沼气中甲烷的成分提升到90％甚至更高，以符合制作可燃冰的需求。

以上依据图式所示的实施例详细说明了本实用新型的构造、特征及作用效果，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，但本实用新型不以图面所示限定实施范围，凡是依照本实用新型的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本实用新型的保护范围内。