一种利用有机废弃物制备车用燃气的装置制造方法
【专利摘要】本发明提供了一种利用有机废弃物制备车用燃气的装置，包括预处理装置、进料泵、加热装置、一次厌氧发酵罐装置、二次厌氧发酵装置、脱硫装置、沼气压缩机、缓冲罐、三级过滤器、膜分离装置、CNG压缩机、加气柱或加气机以及连接管道。经本装置制备的沼气可以直接作为CNG汽车车用燃料使用，提高了沼气的附加值。
【专利说明】一种利用有机废弃物制备车用燃气的装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种利用有机废弃物制备车用燃气的装置，属于环保领域。
技术背景
[0002]随着全球经济的高速增长，能源和环保问题日益突出，在全世界积极推动可再生能源开发和利用的背景下，利用有机废弃物生产沼气的模式已得到广泛推广应用，但是用现有模式直接产生的沼气其含量通常为=CH4 50%-65% ；C02 30%-39%;以及少量的％5、队等气体。
[0003]沼气由于二氧化碳浓度高，在高端应用方面受到很大限制，大规模的储存运输并不经济，而德国前些年95%以上的沼气工厂的沼气利用均用作热电联产(CHP)的方式，但近年来加快了沼气净化提纯方面的工程建设和应用，近3年就建设了 30多家沼气净化提纯燃气工厂。通过对沼气进行净化提纯，将沼气中的杂质气体(主要是二氧化碳)进行去除，净化后的沼气的燃烧值达到车用燃气的标准，可以直接用作车用燃气或者城市管道燃气使用，大大提高沼气工程的经济效益和沼气的深度利用前景。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种利用有机废弃物制备车用燃气的装置，制备的车用燃气纯度高、甲烷损失率小、操作简单方便、工作条件温和且不会污染环境。
[0005]本发明的一种利用有机废弃物制备车用燃气的装置，包括预处理装置、进料泵、加热装置、一次厌氧发酵罐装置、二次厌氧发酵装置、脱硫装置、沼气压缩机、缓冲罐、三级过滤器、膜分离装置、CNG压缩机、加气柱或加气机以及连接管道；所述预处理池的出料口与进料泵的进料口连接，所述进料泵的出料口与一次厌氧发酵装置连接，所述一次厌氧发酵装置内设有物料溢流口和第一出气口，所述加热装置通过管道对一次厌氧发酵装置进行加热，所述物料溢流口通过管道与二次厌氧发酵装置连接，所述第一出气口通过管道与二次厌氧发酵装置连接，所述二次厌氧发酵装置设有第二出气口，所述第二出气口通过管道与脱硫装置的进气口连接，所述脱硫装置的出气口与沼气压缩机的进气口连接，所述沼气压缩机的出气口与缓冲罐的进气口连接，所述缓冲罐的出气口与过滤器的进气口连接，所属过滤器的出气口与加热器的进气口连接，所述加热器的出气口与膜分离组件的进气口连接，所述膜组件的出气口与CNG压缩机的进气口连接，CNG压缩机的出气口与加气机或加气柱连接。
[0006]进一步的，所述预处理装置中设置粉碎装置和除砂装置。
[0007]进一步的，所述二次发酵装置上设有具有储存气体功能的柔性气柜。
[0008]进一步的，所述脱硫装置为生物脱硫装置或者干式脱硫装置，所述干式脱硫装置的填料为氧化铁。
[0009]进一步的，所述一次厌氧发酵装置内设有搅拌装置。
[0010]进一步的，所述沼气压缩机为无油润滑压缩机。[0011]进一步的，所述三级过滤器中第一级过滤精度是3微米，第二级过滤精度是I微米，第三级过滤精度是0.01微米。[0012]进一步的，所述膜分离装置为三级分离，所述一级膜分离组件的进料口与加热器的出料口连接，所述一级膜分离组件的顶端出料口与二级膜分离组件的进料口连接，所述一级膜分离组件的底端出料口与三级膜分离组件的进料口连接，所述二级膜分离组件的出料口与三级膜分离组件的出料口会合与CNG压缩机的进料口连接。
[0013]进一步的，所述CNG压缩机配置调压阀。
[0014]本发明产生的有益效果为，相对于现有技术中制备车用燃气物料形式单一的缺陷，本发明的装置可将农村和城市有机废弃物等多种原料通过厌氧发酵的方式产生沼气，制得的沼气中甲烷的含量> 97%，甲烷的纯度达到99%以上，甲烷的损失率低于0.1%，完全满足我国车用天然气的标准，提高了沼气的附加值，摒弃现有技术中沼气作为户用或者发电使用的效率低的缺点。
【具体实施方式】
[0015]本发明的一种利用有机废弃物制备车用燃气的装置，包括预处理装置、进料泵、加热装置、一次厌氧发酵罐装置、二次厌氧发酵装置、脱硫装置、沼气压缩机、缓冲罐、三级过滤器、膜分离装置、CNG压缩机、加气柱或加气机以及连接管道；所述预处理池的出料口与进料泵的进料口连接，所述进料泵的出料口与一次厌氧发酵装置连接，所述一次厌氧发酵装置内设有物料溢流口和第一出气口，所述加热装置通过管道对一次厌氧发酵装置进行加热，所述物料溢流口通过管道与二次厌氧发酵装置连接，所述第一出气口通过管道与二次厌氧发酵装置连接，所述二次厌氧发酵装置设有第二出气口，所述第二出气口通过管道与脱硫装置的进气口连接，所述脱硫装置的出气口与沼气压缩机的进气口连接，所述沼气压缩机的出气口与缓冲罐的进气口连接，所述缓冲罐的出气口与过滤器的进气口连接，所属过滤器的出气口与加热器的进气口连接，所述加热器的出气口与膜分离组件的进气口连接，所述膜组件的出气口与CNG压缩机的进气口连接，CNG压缩机的出气口与加气机或加气柱连接。
[0016]将畜禽粪便:40吨/天，人类粪便:240吨/天，屠宰垃圾:2吨/天，厨余垃圾:12吨/天，污水:200吨/天，工业有机废弃物:2吨/天，以及其他有机废弃物2吨/天，按上述有机废弃物的投入量投入到预处理池中，通过加污水或回流的沼液调配物料的总浓度，当固体含量浓度达到8%-12%时即可。预处理池中具有粉碎和除砂装置，粉碎装置需要对大颗粒有机物进行粉碎至颗粒小于4_，以便于输送和发酵；同时除砂装置对物料里的无机物进行去除。
[0017]将上述物料送入一次厌氧发酵罐及二次厌氧发酵罐，所述一次厌氧发酵罐为主发酵罐，大部分沼气在主发酵罐中产生，所述二次厌氧发酵罐是将一次发酵罐中未发酵完全的剩余物进行再次发酵，产生少量沼气。通过流体切割泵将上述调配好的物料进行进一步的破碎至粒径均小于3mm，所述CSTR厌氧发酵装置内设有搅拌装置对物料进行搅拌以利于充分发酵，同时使用加热装置配合热储罐对CSTR厌氧发酵装置内的温度进行加热，使其温度维持在高温55±2°，每天重复步骤(1)，多余的物料会通过溢流口自动溢流至二次发酵池中，高温发酵时物料停留15天，CSTR厌氧发酵装置中和二次发酵池中共可以产生14000Nm3/d沼气。此时沼气中主要成分为:CH4 50%_65%，CO2 30%_39%，H2S含量约为2000PPm,以及少量的其他杂质气体。
[0018]所述脱硫装置为生物脱硫装置或填料为氧化铁的干式脱硫装置，脱硫后得到较纯净的沼气中硫化氢的含量在50ppm左右。
[0019]所述沼气压缩机为无油润滑压缩机，可以减少润滑油对沼气的污染。
[0020]将具有上述压力的沼气送入缓冲罐进行缓冲，可以保证后续膜组件的分离过程维持稳定的运行压力。
[0021]所述三级过滤器可以将沼气中的固体杂质和油去除掉；其中过滤器中第一级过滤精度是3微米，第二级过滤精度是I微米，第三级过滤精度是0.01微米，过滤后最大残余油份含量为0.01ppm w/w。
[0022]将过滤后洁净干燥的沼气经过加热器加热至50°C，送入到膜组件中对沼气进行脱碳分离，膜分离装置为三级分离，所述一级膜分离组件的进料口与加热器的出料口连接，所述一级膜分离组件的顶端出料口与二级膜分离组件的进料口连接，所述一级膜分离组件的底端出料口与三级膜分离组件的进料口连接，所述二级膜分离组件的出料口与三级膜分离组件的出料口会合与CNG压缩机的进料口连接，分离出的杂质气体排放出该系统。
[0023]所述CNG压缩机配置调压阀，使最终的气体输出压力适用不同的用气压力。
[0024] 本发明生产出的纯净的沼气成份为甲烷含量> 97%，二氧化碳气体< 3%，硫化氢含量< lOppm，含水率< 0.2g/Nm3。
【权利要求】
1.一种利用有机废弃物制备车用燃气的装置，其特征在于:包括预处理装置、进料泵、加热装置、一次厌氧发酵罐装置、二次厌氧发酵装置、脱硫装置、沼气压缩机、缓冲罐、三级过滤器、膜分离装置、CNG压缩机、加气柱或加气机以及连接管道；所述预处理池的出料口与进料泵的进料口连接，所述进料泵的出料口与一次厌氧发酵装置连接，所述一次厌氧发酵装置内设有物料溢流口和第一出气口，所述加热装置通过管道对一次厌氧发酵装置进行加热，所述物料溢流口通过管道与二次厌氧发酵装置连接，所述第一出气口通过管道与二次厌氧发酵装置连接，所述二次厌氧发酵装置设有第二出气口，所述第二出气口通过管道与脱硫装置的进气口连接，所述脱硫装置的出气口与沼气压缩机的进气口连接，所述沼气压缩机的出气口与缓冲罐的进气口连接，所述缓冲罐的出气口与过滤器的进气口连接，所属过滤器的出气口与加热器的进气口连接，所述加热器的出气口与膜分离组件的进气口连接，所述膜组件的出气口与CNG压缩机的进气口连接，CNG压缩机的出气口与加气机或加气柱连接。
2.根据权利要求1所述的一种利用有机废弃物制备车用燃气的装置，其特征在于:所述预处理装 置中设置粉碎装置和除砂装置。
3.根据权利要求1所述的一种利用有机废弃物制备车用燃气的装置，其特征在于:所述二次发酵装置上设有具有储存气体功能的柔性气柜。
4.根据权利要求1所述的一种利用有机废弃物制备车用燃气的装置，其特征在于:所述脱硫装置为生物脱硫装置或者干式脱硫装置，所述干式脱硫装置的填料为氧化铁。
5.根据权利要求1所述的一种利用有机废弃物制备车用燃气的装置，其特征在于:所述一次厌氧发酵装置内设有搅拌装置。
6.根据权利要求1所述的一种利用有机废弃物制备车用燃气的装置，其特征在于:所述沼气压缩机为无油润滑压缩机。
7.根据权利要求1所述的一种利用有机废弃物制备车用燃气的装置，其特征在于:所述三级过滤器中第一级过滤精度是3微米，第二级过滤精度是I微米，第三级过滤精度是0.01微米。
8.根据权利要求1所述的一种利用有机废弃物制备车用燃气的装置，其特征在于:所述膜分离装置为三级分离，所述一级膜分离组件的进料口与加热器的出料口连接，所述一级膜分离组件的顶端出料口与二级膜分离组件的进料口连接，所述一级膜分离组件的底端出料口与三级膜分离组件的进料口连接，所述二级膜分离组件的出料口与三级膜分离组件的出料口会合与CNG压缩机的进料口连接。
9.根据权利要求1所述的一种利用有机废弃物制备车用燃气的装置，其特征在于:所述CNG压缩机配置调压阀。
【文档编号】C12M1/107GK103667024SQ201310581966
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年11月20日 优先权日:2013年11月20日
【发明者】赵明, 刘林 申请人:青岛天人环境股份有限公司