沼气处理系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开一种沼气处理系统，属沼气处理领域。该系统包括：沼气储气柜与湿法脱硫单元、气水分离器、干法脱硫单元、空气过滤器及增压风机依次连接；增压风机的气体输出口与沼气压缩机、冷干机、拦截式预过滤器、初级油水分离器、精密过滤器、超精密过滤器、换热器及一级膜组依次连接；一级膜组的输出口与二级膜组、天然气压缩机及加气柱依次连接；一级膜组设有回收二氧化碳的富气口；加气柱上设有连接天然气撬装车的天然气输出口。该系统可将城市有机垃圾厌氧发酵后的沼气提纯后达到车用压缩天然气(GB18047-2000)标准，解决现有城市有机垃圾厌氧发酵后产生的沼气提纯系统存在投资及运行成本高、控制复杂、故障率高和占地面积大的问题。
【专利说明】沼气处理系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及沼气处理设备领域，特别是涉及一种能对沼气净化、提纯的沼气处理系统。
【背景技术】
[0002]目前，利用厌氧消化处理技术处理城市有机垃圾在国内外有着比较广阔的应用，特别是在欧洲，用厌氧消化的方法处理有机垃圾得到较大的发展，在日本和韩国，厌氧消化处理餐厨垃圾也得到了较大的发展。城市有机垃圾通过厌氧分解产生沼气，获得可再生的能源，实现有机废物的资源化。
[0003]在沼气中，甲烷的含量为60%?65%，二氧化碳的含量为35%?40%，以及还含有少量的硫化氢。沼气中二氧化碳的存在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二氧化碳和硫化氢进行去除。目前，沼气脱硫方法有干式脱硫方法、湿式脱硫方法、生物脱硫方法等，其中干式脱硫方法运行费用高，生物脱硫方法一次性投资成本高、成品气里的含氧量高等问题。沼气提纯工艺的方法有高压水洗法、变压吸附法、化学吸收法等，这些工艺和设备存在投资成本高、运行成本高、控制复杂、故障率高、占地面积达、不可连续调节、工作时噪音大、污染环境等问题，因此如何对沼气进行处理，以低成本对沼气进行有效利用是需要解决的问题。
实用新型内容
[0004]本实用新型要解决的技术问题是提供一种利用沼气制备车用燃气的系统，其投资及运行成本低、控制简单、故障率低，对沼气进行净化提纯高，处理后达到车用燃气标准，从而解决现有处理沼气的设备运行成本高、工作噪音大以及污染环境等问题。
[0005]为解决上述技术问题，本实用新型提供一种沼气处理系统，包括:
[0006]沼气储气柜、湿法脱硫单元、气水分离器、干法脱硫单元、空气过滤器、增压风机、沼气压缩机、冷干机、拦截式预过滤器、初级油水分离器、精密过滤器、超精密过滤器、换热器、一级膜组、二级膜组、天然气压缩机和加气柱；其中，
[0007]所述沼气储气柜与湿法脱硫单元、气水分离器、干法脱硫单元、空气过滤器及增压风机依次连接；
[0008]所述增压风机的气体输出口与所述沼气压缩机、冷干机、拦截式预过滤器、初级油水分离器、精密过滤器、超精密过滤器、换热器及一级膜组依次连接；
[0009]所述一级膜组的输出口与所述二级膜组、天然气压缩机及加气柱依次连接；
[0010]所述一级膜组设有回收二氧化碳的富气口 ；
[0011]所述加气柱上设有连接天然气撬装车的天然气输出口。
[0012]本实用新型的有益效果为:通过系统中设置的湿法脱硫单元、气水分离器、干法脱硫单元、沼气压缩机、冷干机、一级膜组、二级膜组、天然气压缩机配合依次对沼气进行处理，保证了使处理后最终输出的气体中的高位发热值、总硫、H2S, CO2, O2、水露点等指标达到车用燃气的标准。实现了以较低的投资及运行成本、较简单的控制对沼气进行净化提纯处理，使处理后的输出气体满足了车用燃气标准是要求。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例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，对于本领域的普通技术人员来讲，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附图。
[0014]图1为本实用新型实施例提供的系统结构示意图。
【具体实施方式】
[0015]下面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，都属于本实用新型的保护范围。
[0016]图1所示为本实用新型提供的沼气处理系统，可以对包括餐厨垃圾、城市粪便、市政污泥、厨余垃圾等城市有机垃圾通过厌氧发酵产生的沼气的进行净化提纯处理，处理后的输出气体能满足车用燃气标准的要求，该系统包括:沼气储气柜1、湿法脱硫单元2、气水分离器3、干法脱硫单元4、空气过滤器5、增压风机6、沼气压缩机8、冷干机9、拦截式预过滤器10、初级油水分离器11、精密过滤器12、超精密过滤器13、换热器14、一级膜组15、二级膜组16、天然气压缩机17和加气柱18 ；
[0017]其中，沼气储气柜I与湿法脱硫单元2、气水分离器3、干法脱硫单元4、空气过滤器5及增压风机6依次连接；
[0018]增压风机6的气体输出口与沼气压缩机8、冷干机9、拦截式预过滤器10、初级油水分离器11、精密过滤器12、超精密过滤器13、换热器14及一级膜组15依次连接；具体的，增压风机6的气体输出口与沼气压缩机8的输入口连接，沼气压缩机8的输出口与冷干机
9、拦截式预过滤器10、初级油水分离器11、精密过滤器12、超精密过滤器13、换热器14及一级膜组15依次连接；
[0019]一级膜组15的输出口与二级膜组16、天然气压缩机17及加气柱18依次连接；具体的，一级膜组15的输出口与二级膜组16的输入口连接，二级膜组16的输入口与天然气压缩机17及加气柱18依次连接；
[0020]一级膜组15设有回收二氧化碳的富气口 ；
[0021]加气柱18上设有连接天然气撬装车19的天然气输出口。
[0022]上述沼气处理系统还包括:二氧化碳提纯装置20和二氧化碳储罐21 ;其中，
[0023]二氧化碳提纯装置20与一级膜组15的富气口连通，二氧化碳提纯装置20的出气口与二氧化碳储罐21连通。通过二氧化碳提纯装置20与二氧化碳储罐21配合，可对一级膜组15中的富气(废气)二氧化碳进行回收利用，避免对空排放造成大气污染。且对CO2/CH4分离膜组的回流气进行汇流重新加以利用，其回收率可高达95% ；
[0024]上述沼气处理系统还包括:火炬7，与增压风机6的气体输出口连通，具体可在增压风机6的气体输出口上设置紧急排气口，通过紧急排气口与火炬7连接，并在增压风机6的气体输出口上设置检修口，这样通过使增压风机6气体输出口一路与火炬7连接，保证系统在检修维护在紧急情况下，多余的气体由火炬7燃烧处理，保证了系统安全、稳定以及方便检修维护。
[0025]上述沼气处理系统还包括:回流管，连接在二级膜组16的富气口与沼气压缩机8的输入口之间。
[0026]该沼气处理系统通过设置的湿法脱硫单元2、气水分离器3、干法脱硫单元4、沼气压缩机8、冷干机9、一级膜组15、二级膜组16、天然气压缩机17配合对沼气依次进行处理，以及通过两级膜组件对沼气进行提纯，每级膜组件可并列设置多根，从而可有效去除沼气中的二氧化碳，提纯后的沼气纯度可达97%以上，保证了最终处理后输出的气体中的高位发热值、总硫、氏3、0)2、02、水露点等指标达到车用燃气的标准。该系统具有占地面积小、各种气体成分在线监测、可连续调节、运行成本低、故障率低、维护费低、工作噪音低等特点。
[0027]下面结合具体实施例对本实用新型的系统作进一步说明。
[0028]如图1所示，本实用新型实施例提供一种能对沼气净化提纯后制备车用燃气的利用沼气制备车用燃气的系统，该系统包括:依次连接的沼气储气柜1、湿法脱硫单元2、气水分离器3、干法脱硫单元4、空气过滤器5、增压风机6、增压风机6的气体输出口与沼气压缩机8输入口连接，通过沼气压缩机8压缩后，依次通过冷干机9、拦截式预过滤器10、初级油水分离器11、精密过滤器12、超精密过滤器13、换热器14、一级膜组15，一级膜组15输出口与二级膜组16的输入口连通、二级膜组16输出口通过天然气压缩机17与加气柱18连通、在加气柱18上连接天然气撬装车19。
[0029]一级膜组15的 富气口与二氧化碳提纯装置20连通，在二氧化碳提纯装置20上连接有二氧化碳储罐21。二级膜组16的富气口通过回流管与沼气压缩机8的输入口连通。
[0030]增压风机6的气体输出口一路与火炬7连接，保证系统在检修维护在紧急情况下，多余的气体由火炬7燃烧处理。
[0031]利用本实用新型实施例提供的沼气处理系统对沼气净化提纯制备车用燃气的过程，包括以下步骤:
[0032]第一步、沼气储气柜I内储存的沼气输送到湿法脱硫单元2进行粗脱硫、将H2S含量降到200mg/m3以内。
[0033]第二步、粗脱硫后的沼气通过气水分离器3、干法脱硫单元4、空气过滤器5进行精脱硫将H2S含量降到8mg/m3以下、并除去饱和水蒸气、将气体中的颗粒物≤3 μ m等。
[0034]第三步、经除去部分杂质后的沼气利用增压风机6进行增压到lOKPa，并保证沼气压缩机8的进气压力和火炬7进气压力。增压风机6的气体输出口一路与沼气压缩机8输入口连接，通过沼气压缩机8压缩后，沼气压力达到1.3MPa。增压风机6输出口一路与火炬7连接，保证系统在检修维护在紧急情况下，多余的气体由火炬7燃烧处理。
[0035]第四步、通过压缩后的沼气依次经过冷干机9、拦截式预过滤器10、初级油水分离器11、精密过滤器12、超精密过滤器13、换热器进行进一步将压缩气体中水蒸汽凝结成液滴，从而达到减少含湿量，并将气体进一步过滤、除油、除杂等，然后进入换热器14进行加热，将气体温度保持在35-60 V之间。
[0036]第五步、进行除杂、除水、换热后的气体进入一级膜组15进行膜分离将气体中的大部分CO2除去，一级膜组15的富气废气与二氧化碳提纯装置20连通，将二氧化碳提纯后利用二氧化碳储罐21回收。一级膜组15输出口与二级膜组16的输入口连通、将利用二级膜组16进行进一步除去二氧化碳，将气体中的二氧化碳含量控制在3%以下。二级膜组16的富气进行回流，并与沼气压缩机8的输入口连通。
[0037]第六步、通过两级膜组分离后的天然气进入天然气压缩机17进行压缩达到25MPa，然后利用加气柱18将压缩车用天然气输送到天然气撬装车19。
[0038]综上所述，本实用新型实施例提供的沼气处理系统，可以将城市有机垃圾厌氧发酵后的沼气提纯后达到车用压缩天然气(GB18047-2000)的标准，解决了现有城市有机垃圾厌氧发酵后产生的沼气提纯系统存在的投资成本高、运行成本高、控制复杂、故障率高和占地面积大的问题。
[0039]以上所述，仅为本实用新型较佳的【具体实施方式】，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本【技术领域】的技术人员在本实用新型披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
【权利要求】
1.一种沼气处理系统,其特征在于,包括: 沼气储气柜(I)、湿法脱硫单元(2)、气水分离器(3)、干法脱硫单元(4)、空气过滤器(5)、增压风机(6)、沼气压缩机(8)、冷干机(9)、拦截式预过滤器(10)、初级油水分离器(11)、精密过滤器(12)、超精密过滤器(13)、换热器(14)、一级膜组(15)、二级膜组(16)、天然气压缩机(17)和加气柱(18);其中， 所述沼气储气柜(I)与湿法脱硫单元(2)、气水分离器(3)、干法脱硫单元(4)、空气过滤器(5)及增压风机(6)依次连接； 所述增压风机(6)的气体输出口与所述沼气压缩机(8)、冷干机(9)、拦截式预过滤器(10)、初级油水分离器(11)、精密过滤器(12)、超精密过滤器(13)、换热器(14)及一级膜组(15)依次连接； 所述一级膜组(15)的输出口与所述二级膜组(16)、天然气压缩机(17)及加气柱(18)依次连接； 所述一级膜组(15)设有回收二氧化碳的富气口 ； 所述加气柱(18 )上设有连接天然气撬装车(19)的天然气输出口。
2.根据权利要求1所述的沼气处理系统，其特征在于，还包括:二氧化碳提纯装置(20)和二氧化碳储罐(21);其中， 所述二氧化碳提纯装置(20)与一级膜组(15)的富气口连通，所述二氧化碳提纯装置(20)的出气口与所述二氧化碳储罐(21)连通。
3.根据权利要求1或2所述的沼气处理系统，其特征在于，还包括:火炬(7)，与所述增压风机出)的气体输出口连通。
4.根据权利要求1或2所述的沼气处理系统，其特征在于，还包括:回流管，连接在所述二级膜组(16)的富气口与沼气压缩机(8)的输入口。
5.根据权利要求1或2所述的沼气处理系统，其特征在于，还包括:天然气撬装车(19)，与所述加气柱(18)的天然气输出口连通。
【文档编号】C10L3/10GK203820739SQ201420207721
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2014年4月25日 优先权日:2014年4月25日
【发明者】代锁柱, 王亚峰, 武振恒, 孙伟伟, 何华 申请人:桑德环境资源股份有限公司