生物天然氣制備裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了生物天然氣制備裝置，該裝置包括順次通過管道連接第一螺桿壓縮機、第一凈化罐、氣體緩沖罐及第一膜組件系統(tǒng)，第一膜組件系統(tǒng)的高壓出口連接產(chǎn)品氣體輸送管道，低壓出口通過管道依次連接第二螺桿壓縮機、第二凈化罐及第二膜組件系統(tǒng)，第二膜組件系統(tǒng)的高壓出口連接氣體緩沖罐，低壓出口接廢氣排放管道。該方法包括：將原始氣體經(jīng)第一螺桿壓縮機加壓后進入第一凈化罐及第一膜組件系統(tǒng)，高壓產(chǎn)品氣經(jīng)產(chǎn)品氣體輸送管道輸出，低壓氣體進入第二螺桿壓縮機加壓后順次進入第二凈化罐及第二膜組件系統(tǒng)，濃縮氣回流進入氣體緩沖罐，剩余廢氣排出。本實用新型采用兩級壓縮及兩級膜分離，在減小壓縮機功率同時減少膜用量，處理成本低。
【專利說明】生物天然氣制備裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及天然氣制備領(lǐng)域，具體涉及生物天然氣制備裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]沼氣及垃圾填埋氣通過提純?yōu)樯锾烊細馔瑫r銷售天然氣或制備壓縮天然氣(Compressed Natural Gas, CNG)進行銷售。沼氣在提純過程中用到氣體膜分離技術(shù)。氣體膜分離技術(shù)是近年來被應(yīng)用于制備生物天然氣的最前沿技術(shù)，被廣泛應(yīng)用于沼氣及垃圾填埋氣制備生物天燃氣市場。該技術(shù)與傳統(tǒng)的其他脫碳工藝(胺洗法、變壓吸附法、高壓水洗)有明顯的優(yōu)勢，比如:操作運行簡單，占地省、無任何污染及運行費用低。
[0003]現(xiàn)有的生物天然氣制備方法:經(jīng)過脫硫后的沼氣，進入氣體緩沖罐，然后被壓縮機加壓，通過預(yù)處理部分，即氣體干燥裝置、活性炭過濾器、過濾罐及恒溫裝置后，去除氣體中的水蒸氣及壓縮機產(chǎn)生的油脂及氣體中的顆粒，在溫度控制范圍內(nèi)進入膜組件系統(tǒng)，通過兩級直接串聯(lián)的膜組件分離產(chǎn)生三個出口氣。第一部分為直接生成產(chǎn)品氣，氣體在高壓狀態(tài)，第二部分為回流氣，在低壓狀態(tài)，該部分回流氣與進氣合并經(jīng)緩沖罐進入壓縮機，第三部分在低壓，是富集二氧化碳氣體被排除。
[0004]現(xiàn)有的利用沼氣制備生物天然氣的裝置，所得到的生物天然氣處理氣體的成本較聞。
實用新型內(nèi)容
[0005]在下文中給出關(guān)于本實用新型的簡要概述，以便提供關(guān)于本實用新型的某些方面的基本理解。應(yīng)當理解，這個概述并不是關(guān)于本實用新型的窮舉性概述。它并不是意圖確定本實用新型的關(guān)鍵或重要部分，也不是意圖限定本實用新型的范圍。其目的僅僅是以簡化的形式給出某些概念，以此作為稍后論述的更詳細描述的前序。
[0006]本實用新型實施例的目的是針對上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種處理成本低的生物天然氣制備裝置。
[0007]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采取的技術(shù)方案是:
[0008]一種生物天然氣制備裝置，包括順次通過管道連接第一螺桿壓縮機、第一凈化罐，所述第一凈化罐通過管道連接氣體緩沖罐，所述氣體緩沖罐通過管道連接第一膜組件系統(tǒng)，所述第一膜組件系統(tǒng)的高壓出口連接產(chǎn)品氣體輸送管道，所述第一膜組件系統(tǒng)的低壓出口通過管道連接第二螺桿壓縮機，所述第二螺桿壓縮機通過管道連接第二凈化罐，所述第二凈化罐通過管道連接第二膜組件系統(tǒng)，所述第二膜組件系統(tǒng)的高壓出口連接氣體回流管的一端，所述氣體回流管的另一端連氣體緩沖罐，所述第二膜組件系統(tǒng)的低壓出口連接廢氣排放管道。
[0009]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果是:
[0010]1.本實用新型采用兩級壓縮及兩級膜分離技術(shù)，因為大大降低了氣體的回流比，與傳統(tǒng)工藝相比氣體回流比減少一倍，大大減小壓縮機總裝機功率，同時也減少膜用量，與傳統(tǒng)工藝相比減少40%膜用量。使產(chǎn)品在一次性投資及運行成本上都大大降低，與傳統(tǒng)工藝相比減少30-40%。
[0011]2.由于膜組件材料優(yōu)質(zhì)特性省略傳統(tǒng)工藝中繁瑣預(yù)處理設(shè)備，本實用新型不需要氣體干燥器、活性炭過濾罐、恒溫裝置等裝置，與傳統(tǒng)工藝相比使工藝路線更簡單，便于操作維護。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0013]圖1為本實用新型實施例提供的生物天然氣制備裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]附圖標記:
[0015]1-第一螺桿壓縮機；2_廢氣排放管道；3_第一凈化罐；4_氣體緩沖罐；5_第一膜組件系統(tǒng)；6_產(chǎn)品氣體輸送管道；7_第二螺桿壓縮機；8_第二凈化罐；9_第二膜組件系統(tǒng)；10-氣體回流管。

【具體實施方式】
[0016]為使本實用新型實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。在本實用新型的一個附圖或一種實施方式中描述的元素和特征可以與一個或更多個其它附圖或?qū)嵤┓绞街惺境龅脑睾吞卣飨嘟Y(jié)合。應(yīng)當注意，為了清楚的目的，附圖和說明中省略了與本實用新型無關(guān)的、本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的部件和處理的表示和描述?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├?，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有付出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0017]參見圖1，一種生物天然氣制備裝置，包括順次通過管道連接第一螺桿壓縮機I及第一凈化罐3，第一凈化罐3通過管道連接氣體緩沖罐4，氣體緩沖罐4通過管道連接第一膜組件系統(tǒng)5，第一膜組件系統(tǒng)5的高壓出口連接有產(chǎn)品氣體輸送管道6，第一膜組件系統(tǒng)5的低壓出口通過管道連接第二螺桿壓縮機7，第二螺桿壓縮機7通過管道連接第二凈化罐8，第二凈化罐8通過管道連接第二膜組件系統(tǒng)9，第二膜組件系統(tǒng)9的高壓出口連接氣體回流管10的一端，氣體回流管10的另一端連氣體緩沖罐4，第二膜組件系統(tǒng)9的低壓出口連接廢氣排放管道2。
[0018]本實用新型的生物天然氣制備裝置通過兩級壓縮及兩級膜分離，生產(chǎn)的產(chǎn)品氣成本低。高壓出口指出口氣體壓力為10-12個大氣壓，低壓出口指出口氣體壓力為I個大氣壓。高壓和低壓是指兩個相對而言。
[0019]本實施例在上述實施例的基礎(chǔ)上，第一螺桿壓縮機1、第一凈化罐3、氣體緩沖罐4、第一膜組件系統(tǒng)5、第二螺桿壓縮機7、第二凈化罐8及第二膜組件系統(tǒng)9設(shè)置在集裝箱內(nèi)。
[0020]本實用新型的設(shè)備占地省，所有設(shè)備都撬裝在集裝箱內(nèi)，安裝方便，同時可根據(jù)實際運行負荷調(diào)整系統(tǒng)使用量，最大節(jié)省能耗。適合偏遠地區(qū)安裝。
[0021]本實施例在上述實施例的基礎(chǔ)上，本實用新型的第一凈化罐和第二凈化罐均包括依次設(shè)置的主管路過濾機、油霧過濾器及微油霧過濾器，通過第一凈化罐凈化后使氣體中粉塵含量小于0.3um,油霧小于0.0lppm0第二凈化罐凈化處理去除氣體通過第二螺桿壓縮機加壓后帶來的油及雜質(zhì)，通過第二凈化罐的處理后氣體中粉塵小于0.3um,油霧小于
0.0lppm0
[0022]本實施例在上述實施例的基礎(chǔ)上，第一膜組件系統(tǒng)8和第二膜組件系統(tǒng)9均包括兩個以上并聯(lián)連接的膜組件，所述膜組件包括膜及外殼，所述膜安裝在所述外殼內(nèi)。
[0023]本實用新型的裝置通過多個膜組件并聯(lián)的方式，實現(xiàn)對氣體的膜分離。
[0024]優(yōu)選的，膜為聚醚醚酮樹脂膜。
[0025]本實用新型的膜采用工程塑料聚醚醚酮(PEEK)樹脂為原料制備的膜，聚醚醚酮(PEEK)樹脂是一種性能優(yōu)異的特種工程塑料，膜在抗腐蝕性，抗高溫及液態(tài)水上有著非常突出的特征，沼氣前凈化只需要對粉塵及殘留油需要處理，處理達到粉塵小于0.3UM，油脂含量小于0.0lppm，對水，烴類及溫度沒有預(yù)處理要求，所以與傳統(tǒng)膜預(yù)處理工藝相比，省略了除水干燥裝置、去除烴的活性炭凈化罐及保護膜效率的恒溫裝置三個設(shè)備及步驟，大大節(jié)約生產(chǎn)成本。
[0026]本實施例在上述實施例的基礎(chǔ)上，第一膜組件系統(tǒng)8與第二膜組件系統(tǒng)9中的膜的總面積的比例為4-5:1。即第一膜組件系統(tǒng)8中膜的總面積為第二膜組件系統(tǒng)9中膜的總面積的4-5倍，這種比例設(shè)置可以使沼氣提純到一級天然氣標準，甲烷含量大于95%。
[0027]本實用新型還提供一種使用上述的生物天然氣制備裝置制備生物天然氣的方法，包括以下步驟:
[0028]將原始氣體經(jīng)第一螺桿壓縮機加壓后進入第一凈化罐進行預(yù)處理，預(yù)處理后的氣體進入第一膜組件系統(tǒng)，產(chǎn)生的高壓產(chǎn)品氣經(jīng)產(chǎn)品氣體輸送管道輸出，低壓氣體進入第二螺桿壓縮機加壓后順次進入第二凈化罐及第二膜組件系統(tǒng)，得到的濃縮氣通過氣體回流管回流進入氣體緩沖罐，剩余的低壓廢氣通過廢氣排放管道排出。
[0029]本實用新型生產(chǎn)的高壓產(chǎn)品氣經(jīng)產(chǎn)品氣體輸送管道輸出，高壓指10-12個大氣壓，低壓氣體指I個大氣壓，其余的低壓氣體進入第二螺桿壓縮機加壓后進入第二凈化罐再次進行凈化處理去除壓縮機加壓帶來的油及雜質(zhì)，然后再進入第二膜組件系統(tǒng)進行膜分離，分離后的高壓氣體通過管道回流進入氣體緩沖罐，剩余的低壓廢氣排出。本實用新型采用兩級壓縮及兩級膜分離，與傳統(tǒng)工藝比減小壓縮機功率同時減少膜用量，預(yù)處理變簡單，處理成本低。本實用新型基于氣體膜分離技術(shù)，通過兩級壓縮及兩級膜分離的方法實現(xiàn)對主要氣體甲烷和二氧化碳的分離，最終達到天然氣使用標準。
[0030]優(yōu)選地，本實用新型的原始氣體為沼氣或垃圾填埋氣，所述原始氣體進入第一螺桿壓縮機之前需要預(yù)先進行脫硫處理。本實用新型實現(xiàn)了利用沼氣和垃圾填埋氣制備生物天然氣，產(chǎn)品氣中甲烷的體積百分含量在95%以上，二氧化碳的體積百分含量在3%以下。
[0031]優(yōu)選地，第一螺桿壓縮機將原始氣體加壓后的壓力為10-12個大氣壓，經(jīng)第二螺桿壓縮機加壓后的壓力為10-12個大氣壓。
[0032]優(yōu)選地，所述原始氣體中甲烷的體積百分含量為45-60%，二氧化碳的體積百分含量為 40-50%。
[0033]下面通過一個對比例來對本實用新型做進一步的說明:
[0034]所使用的氣體及對產(chǎn)品氣的要求:
[0035]1、粗沼氣
[0036]

【權(quán)利要求】
1.一種生物天然氣制備裝置，包括順次通過管道連接第一螺桿壓縮機、第一凈化罐，其特征在于，所述第一凈化罐通過管道連接氣體緩沖罐，所述氣體緩沖罐通過管道連接第一膜組件系統(tǒng)，所述第一膜組件系統(tǒng)的高壓出口連接產(chǎn)品氣體輸送管道，所述第一膜組件系統(tǒng)的低壓出口通過管道連接第二螺桿壓縮機，所述第二螺桿壓縮機通過管道連接第二凈化罐，所述第二凈化罐通過管道連接第二膜組件系統(tǒng)，所述第二膜組件系統(tǒng)的高壓出口連接氣體回流管的一端，所述氣體回流管的另一端連氣體緩沖罐，所述第二膜組件系統(tǒng)的低壓出口連接廢氣排放管道。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物天然氣制備裝置，其特征在于，所述第一螺桿壓縮機、第一凈化罐、氣體緩沖罐、第一膜組件系統(tǒng)、第二螺桿壓縮機、第二凈化罐及第二膜組件系統(tǒng)設(shè)置在集裝箱內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物天然氣制備裝置，其特征在于，所述第一凈化罐和第二凈化罐均包括依次設(shè)置的主管路過濾機、油霧過濾器及微油霧過濾器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項所述的生物天然氣制備裝置，其特征在于，所述第一膜組件系統(tǒng)和第二膜組件系統(tǒng)均包括兩個以上并聯(lián)連接的膜組件，所述膜組件包括膜及外殼，所述膜安裝在所述外殼內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的生物天然氣制備裝置，其特征在于，所述膜為聚醚醚酮樹脂膜。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的生物天然氣制備裝置，其特征在于，所述第一膜組件系統(tǒng)與第二膜組件系統(tǒng)中的膜的總面積的比例為4-5:1。
【文檔編號】C10L3/10GK203976746SQ201420387067
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年7月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月14日
【發(fā)明者】康一群 申請人:北京海珍志闊科技有限公司