原理为:
[0030]沼气中通常含有硫化氢和有机硫，容易造成设备和管线腐蚀；而且沼气提纯的产品需要满足《GB17820-2012天然气》或《GB 18047-2000车用压缩天然气》等国家标准，其均对总硫和硫化氢有指标要求。因此必须进行脱硫处理。本实用新型中，对硫化氢设计值为200ppm脱除目标1ppm (<15mg/m3)。脱硫工艺采用干法脱硫技术，首先采用氧化铁脱除沼气中的硫化氢，再采用活性炭对沼气进一步纯化，达到脱硫净化后沼气中H2S〈10ppm。此外，氧化铁脱硫剂可以通过通空气再生。
[0031](2)经脱硫后的沼气进入到压缩单元进行压缩，沼气压缩机采用活塞式无油压缩机，经过三级压缩将沼气从接近常压压缩到ISbarg ;
[0032](3)随后压缩气体进入干燥单元进行干燥处理，脱除沼气中的水份，以避免膜分离过程中水蒸气在膜组件上发生冷凝形成液膜影响分离性能。
[0033](4)随后，经干燥的气体进入过滤单元，过滤掉沼气中的颗粒。
[0034](5)随后，过滤后的气体进入到加热单元，将沼气温度加热到进膜要求的温度后，满足进膜条件后向一级膜组输出。
[0035]其中，在加热器到一级膜组之间安装有压力检测传感器、温度检测传感器和湿度检测传感器，当通过压力检测传感器、温度检测传感器和湿度检测传感器，检测到加热器排出的气体符合进膜条件时，打开加热器到一级膜组之间的第I电动阀门，使沼气进入到一级膜组；而如果检测到加热器排出的气体不符合进膜条件时，关闭第I电动阀门，打开第2电动阀门，使加热气排出的气体回流到混合罐，重新进行压缩和干燥等净化过程，由此保证只有满足条件的气体可进入到一级膜组，提高一级膜组的效率。其中，第I电动阀门为安装在加热单元到膜分离系统之间输气管道的阀门。第2电动阀门指:从所述加热单元的排气口到压缩单元进气口之间输气管道的阀门。
[0036](6) 一级膜组和二级膜组
[0037]经压缩及预处理后，无油、无液态水的沼气进入一级膜组，原料气从一级膜组上端顶部封头进入膜组件内，沿膜组件长度在膜丝内流动，在纤维膜管的内外压差推动下，一级膜组膜丝外部的壳程(低压侧)得到富含二氧化碳的渗透气，并排放到二氧化碳储罐；沼气流动到膜丝管内的另一端(高压侧)后形成富含甲烷的非渗透气，进入二级膜组。二级膜组低压侧得到的气体中因含有较多的甲烷，所以回流到压缩机入口循环回系统，继续进行回收，二级膜组高压侧得到的富含甲烷非渗透气，作为产品气进入到缓冲罐，然后进入到甲火元储触。
[0038]由此可见，本实用新型提供的用于沼气处理的两级分离膜系统具有以下优点:
[0039](I)设置两级膜组，并且，第二级膜组的渗透口反馈到位于沼气压缩机前面的混合罐中，既保证二氧化碳和甲烷的高效分离，又保证提取到数量较多的甲烷，提高了沼气利用率。
[0040](2)整体设备具有使用简单、成本低以及使用寿命长的优点。
[0041]以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种用于沼气处理的两级分离膜系统，其特征在于，包括:脱硫单元、压缩单元、干燥单元、过滤单元、加热单元和膜分离系统；其中，所述膜分离系统包括一级膜处理单元和二级膜处理单元； 所述脱硫单元的进气口与沼气厌氧罐的排气口连通，所述脱硫单元的排气口与所述压缩单元的进气口连通；所述压缩单元的排气口与所述干燥单元的进气口连通；所述干燥单元的排气口与所述过滤单元的进气口连通；所述过滤单元的排气口与所述加热单元的进气口连通；所述加热单元的排气口与所述一级膜处理单元的进气口连通；所述一级膜处理单元的渗透口与二氧化碳收集罐连通；所述一级膜处理单元的非渗透口与所述二级膜处理单元的进气口连通；所述二级膜处理单元的非渗透口与甲烷收集罐连通；所述二级膜处理单元的渗透口反馈连接到所述压缩单元的进气口。2.根据权利要求1所述的用于沼气处理的两级分离膜系统，其特征在于，所述压缩单元为活塞式无油压缩机。3.根据权利要求1所述的用于沼气处理的两级分离膜系统，其特征在于，所述干燥单元为冷干机过滤器。4.根据权利要求1所述的用于沼气处理的两级分离膜系统，其特征在于，所述过滤单元包括串联的粗颗粒过滤器、除油器和超精密颗粒过滤器。5.根据权利要求1所述的用于沼气处理的两级分离膜系统，其特征在于，所述一级膜处理单元和二级膜处理单元的结构相同，均由若干个并联的膜处理模块组成； 其中，每个所述膜处理模块均包括外壳，所述外壳的左端配置进气口，所述外壳的右端配置非渗透口 ；在所述外壳的内部自左向右横向配置有中空纤维丝，并且，所述中空纤维丝的左端通过左密封圈安装在所述外壳的左部，所述中空纤维丝的右端通过右密封圈安装在所述外壳的右部；在所述外壳的上部配置渗透口。
【专利摘要】本实用新型提供一种用于沼气处理的两级分离膜系统，包括：脱硫单元、压缩单元、干燥单元、过滤单元、加热单元和膜分离系统；其中，所述膜分离系统包括一级膜处理单元和二级膜处理单元。优点为：设置两级膜组，并且，第二级膜组的渗透口反馈到位于沼气压缩机前面的混合罐中，既保证二氧化碳和甲烷的高效分离，又保证提取到数量较多的甲烷，提高了沼气利用率。
【IPC分类】C10L3/10, B01D53/22
【公开号】CN204848791
【申请号】CN201520530960
【发明人】施军营, 陈磊, 杨力, 何清玉, 王友东
【申请人】贵阳贝尔蓝德科技有限公司
【公开日】2015年12月9日
【申请日】2015年7月21日