S分离硫化氢出口，C02分离二氧化碳出口，SCl硫化氢-二氧化碳混合物流，LN液氮进口，NGAS冷氮气物流，N2氮气排出口，LNG液化天然气产品，A-E为沼气主物流。
【具体实施方式】
[0020]以下结合实施例及说明书附图对本实用新型做进一步说明。然而应当理解，附图的提供仅为了更好地理解本实用新型，它们不应该理解成对本实用新型的限制。
[0021]如图1所示，本实用新型由脱水干燥单元1、净化提纯单元2和甲烷液化单元3组成。
[0022]其中，脱水干燥单元I包括沼气压缩机11、沼气-冷水换热器12和气水分离器13，沼气压缩机11的进口与沼气源通过管线连接，其出口与沼气-冷水换热器12的热流体进口通过管线连接。沼气-冷水换热器12的热流体出口与气水分离器13的进口通过管线连接，其冷流体进口与冷却水源通过管线连接，其冷流体出口与冷却水循环系统通过管线连接。气水分离器13的液体出口与沼气脱除水处理装置或环境水体通过管线连接。
[0023]净化提纯单，2包括沼气-冷氮换热器21、回冷换热器22、甲烷分离器23、二氧化碳-硫化氢膨胀阀24和二氧化碳-硫化氢分离器25，沼气-冷氮换热器21的热流体进口与气水分离器13的气体出口通过管线连接，其热流体出口与回冷换热器22的热流体进口通过管线连接，其冷流体出口与氮气回收处理装置或大气通过管线连接。回冷换热器22的热流体出口与甲烷分离器23的进口通过管线连接，其冷流体出口通过管线和二氧化碳-硫化氢膨胀阀24与二氧化碳-硫化氢分离器25的进口连接。二氧化碳-硫化氢分离器25的液体出口与硫化氢收集利用装置通过管线连接，其固体出口与干冰收集利用装置通过传送带连接。甲烷分离器23的液体出口与回冷换热器22的冷流体进口通过管线连接。
[0024]甲烷液化单元3包括液氮-甲烷换热器31，液氮-甲烷换热器31的热流体进口与甲烷分离器23的气体出口通过管线连接，其热流体出口与LNG收集利用装置通过管线连接，其冷流体进口与液氮源通过管线连接，其冷流体出口与沼气-冷氮换热器21的冷流体进口通过管线连接。
[0025]在一个优选的实施例中，沼气-冷水换热器12、沼气-冷氮换热器21、回冷换热器22和液氮-甲烷换热器31为板式换热器，甲烷分离器23为低温气液分离器，二氧化碳-硫化氢膨胀阀24为低温膨胀阀，二氧化碳-硫化氢分离器25为低温固液离心分离器。
[0026]本实用新型在工作时，其各单元的工作流程如下:
[0027]1、脱水干燥单元I
[0028]常压沼气经由管线进入沼气压缩机11，压力提升至约8bar，然后经管线进入冷水-沼气换热器12，使水汽遇冷冷凝。冷却后的沼气通过管线进入气水分离器13进行气液分离，分离其中水分。
[0029]2、净化提纯单元2
[0030]干燥后的沼气进入沼气-冷氮换热器21，被冷氮冷却，再经管线进入回冷换热器22进一步冷却，其中二氧化碳与硫化氢冷凝析出。冷却后的沼气通过管线进入甲烷分离器23进行气液分离，二氧化碳与硫化氢与作为液相被分离，通过管线进入回冷换热器22回收部分冷能，再通过管线进入二氧化碳-硫化氢膨胀阀24，经节流膨胀，压力下降至Ibar左右，成为硫化氢液体与干冰混合浆体。浆体经管线进入二氧化碳-硫化氢分离器25进行固液分离，分离出干冰与硫化氢液体。
[0031]3、甲烷液化单元3
[0032]经过甲烷分离器23的气相部分为净化后的甲烷，其纯度可达95%以上。净化甲烷进管线进入液氮-甲烷换热器31，与液氮换热并被液化为LNG，可进行收集利用。换热后的液氮作为冷氮通过管线进入沼气-冷氮换热器21回收剩余冷量。
[0033]以上仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。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前提下的若干改进和润饰，应视为本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种利用深冷分离的沼气提纯与生物天然气液化装置，其特征在于，该装置包括由脱水干燥单元、净化提纯单元和甲烷液化单元组成； 所述脱水干燥单元包括沼气压缩机、沼气-冷水换热器和气水分离器，所述沼气压缩机的进口与沼气源通过管线连接，其出口与所述沼气-冷水换热器的热流体进口通过管线连接；所述沼气-冷水换热器的热流体出口与所述气水分离器的进口通过管线连接，其冷流体进口与冷却水源通过管线连接，其冷流体出口与冷却水循环系统通过管线连接；所述气水分离器的液体出口与沼气脱除水处理装置或环境水体通过管线连接； 所述净化提纯单包括沼气-冷氮换热器、回冷换热器、甲烷分离器、二氧化碳-硫化氢膨胀阀和二氧化碳-硫化氢分离器，所述沼气-冷氮换热器的热流体进口与所述气水分离器的气体出口通过管线连接，其热流体出口与所述回冷换热器的热流体进口通过管线连接，其冷流体出口与氮气回收处理装置或大气通过管线连接；所述回冷换热器的热流体出口与所述甲烷分离器的进口通过管线连接，其冷流体出口通过管线和所述二氧化碳-硫化氢膨胀阀与所述二氧化碳-硫化氢分离器的进口连接；所述二氧化碳-硫化氢分离器的液体出口与硫化氢收集利用装置通过管线连接，其固体出口与干冰收集利用装置通过传送带连接；所述甲烷分离器的液体出口与所述回冷换热器的冷流体进口通过管线连接； 所述甲烷液化单元包括液氮-甲烷换热器，所述液氮-甲烷换热器的热流体进口与所述甲烷分离器的气体出口通过管线连接，其热流体出口与LNG收集利用装置通过管线连接，其冷流体进口与液氮源通过管线连接，其冷流体出口与所述沼气-冷氮换热器的冷流体进口通过管线连接。2.如权利要求1所述的一种利用深冷分离的沼气提纯与生物天然气液化装置，其特征在于，所述沼气-冷水换热器、沼气-冷氮换热器、回冷换热器和液氮-甲烷换热器为板式换热器，所述甲烷分离器为低温气液分离器，所述二氧化碳-硫化氢膨胀阀为低温膨胀阀，所述二氧化碳-硫化氢分离器为低温固液离心分离器。
【专利摘要】本实用新型涉及一种利用深冷分离的沼气提纯与生物天然气液化装置，其特征在于，该装置包括由脱水干燥单元、净化提纯单元和甲烷液化单元组成；脱水干燥单元利用沼气各组分在特定压力下液化点的不同，通过变压冷却脱除常压沼气中的水分；净化提纯单元利用冷氮的剩余冷量同时冷冻脱除干燥后的沼气中的硫化氢与二氧化碳并加以进一步分离回收；甲烷液化单元利用液氮液化提纯的甲烷气体，同时制取生物LNG。本实用新型适用范围广，运行可靠，可用于实现大中型沼气项目的产品的高值利用。
【IPC分类】C10L3/10
【公开号】CN204752650
【申请号】CN201520388346
【发明人】江克运, 刘生峰, 王燕纺, 寻克荣, 赵银胜
【申请人】江克运
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2015年6月8日