一种沼气液化装置及其方法与流程

本发明具体涉及一种沼气液化装置及其方法。

背景技术：

1、沼气是有机物质(如人畜粪便、作物秸秆、污泥等)经厌氧发酵产生的以甲烷为主要成分的可燃性混合气体，沼气作为一种可再生的绿色能源，其利用有非常好的经济、社会和环境效应。沼气经净化去除二氧化碳、硫化氢和水等杂质，使甲烷纯度达到99％以上，再经液化制成lng作为工业原料及燃料使用。但沼气在净化提纯之前，由于其硫化氢和二氧化碳含量高，以及较高的含水量和较多的杂质，粗沼气品质低下、热值低，不符合液化天然气标准，因此，将沼气在液化前，必须先进行脱碳、脱硫和脱水等净化提纯处理，制成符合相应标准的生物天然气，经液化后得到lng。

2、现有技术一专利号cn208356461u公开一种基于中空纤维膜分离法净化沼气的装置，包括中空纤维膜分离器、第一管段及压缩机，所述压缩机的出口端与中空纤维膜分离器的入口端通过第一管段相连，还包括串联在所述第一管段上的水分离器及加热装置，所述水分离器位于加热装置的前端；现有技术二专利号cn206121466u公开一种多级膜分离沼气净化装置，包括多级腔体、中空纤维气体分离膜、壳体、密封层、渗透气出口组成的多级膜组件和进气口、出气口，所述的密封层将壳体分隔成多个腔体，每一级膜组件的壳体上设置有渗透气出口。

3、现有技术一提供的技术方案中，沼气净化基于串联的两级中空纤维膜分离器，首先二级中空纤维膜分离器分离出的气体返回压缩机入口，可能会因导致压缩机入口压力过高对前后端设备产生损害；现有技术二提供的技术方案中，多级膜分离沼气净化装置为一个装置内分为3个腔体，沼气通过装置内的3个腔体中完成沼气净化，但在沼气气量较大时，可能会导致装置净化效果差、产品气不合格，为此我们提出一种沼气液化装置及其方法。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种沼气液化装置及其方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种沼气液化装置，包括：

3、发酵单元，所述发酵单元一端连接有对沼气脱硫的脱硫单元；

4、一级压缩单元，设置于脱硫单元的一端以对沼气增压；

5、一级膜胺分离单元，设置于一级压缩单元的一端，且所述一级膜胺分离单元的一端设置有二级压缩单元，所述二级压缩单元的一端设置有对沼气脱碳的二级膜胺分离单元；

6、脱水单元，设置于二级膜胺分离单元一端以对沼气脱水，且所述脱水单元一端设置有液化单元。

7、优选地，所述液化单元一端连接有在液化时以进行冷却的mrc制冷单元，所述液化单元另一端设置有向外部槽车进行排出的管道。

8、优选地，所述一级膜胺分离单元另一端设置有在脱碳时以对胺液再生的胺液再生单元，且所述胺液再生单元也与二级膜胺分离单元通过管道联通。

9、优选地，所述一级膜胺分离单元包括筒体、管束、中空纤维膜管、胺液出口及折流板，所述筒体内侧通过管束固定有中空纤维膜管，且所述中空纤维膜管内侧设置有供沼气流动的空腔，所述筒体上设置有胺液出口，所述沼气进口设置于筒体的下表面，所述筒体两端设置有密封盖。

10、优选地，所述密封盖设置有两处，其中一处所述密封盖上设置有沼气进口，另一处所述密封盖下表面设置有沼气出口。

11、优选地，所述筒体下表面固定有支座。

12、优选地，所述筒体内侧设置有对胺液导流的折流板，且所述折流板沿筒体轴向均布有多个。

13、一种沼气液化装置的方法，包括如下步骤：

14、步骤a：将来自发酵单元的沼气通入脱硫单元中，在脱硫单元中脱除硫化氢后送入一级压缩单元中进行增压；

15、步骤b：增压后送往一级膜胺分离单元对沼气中的二氧化碳进行分离，分离出二氧化碳的沼气通入二级压缩单元进行第二次增压，然后送入二级膜胺分离单元进行再次对二氧化碳分离；

16、步骤c：脱碳后的沼气送入脱水单元脱水，然后经液化单元将气态沼气进行液化，最后通过槽车向外部运输。

17、优选地，在所述步骤a中，通过一级压缩单元进行的增压至1.0mpa，在所述步骤b中，通过二级压缩单元的二次增压至4.0mpa。

18、优选地，在所述步骤b中，胺液从胺液进口流入到筒体内侧，处于中空纤维膜管的外部，然后通过脱水单元对胺液导流，沼气从沼气进口进入到中空纤维膜管内部，胺液对中空纤维膜管内部流动沼气的二氧化碳进行吸收，最后净化的沼气从沼气出口排出，最后胺液从一级膜胺分离单元排放到胺液再生单元，经胺液再生单元对胺液再生以进行循环利用。

19、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

20、本发明主要采用两端膜胺分离，主要由一级膜胺分离单元、二级膜胺分离单元构成，配合胺液对沼气进行净化，净化时可通过的二氧化碳气体增加，双重的净化效果好，也不会产生分离出的气体返回压缩机，导致对设备的损坏，通过胺液易于对沼气中的二氧化碳进行吸收，且能够对胺液进行再生，实现胺液的循环利用，降低了成本，提高了装置的实用性。

技术特征：

1.一种沼气液化装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种沼气液化装置，其特征在于：所述液化单元(8)一端连接有在液化时以进行冷却的mrc制冷单元(9)，所述液化单元(8)另一端设置有向外部槽车进行排出的管道。

3.根据权利要求1所述的一种沼气液化装置，其特征在于：所述一级膜胺分离单元(4)另一端设置有在脱碳时以对胺液再生的胺液再生单元(10)，且所述胺液再生单元(10)也与二级膜胺分离单元(6)通过管道联通。

4.根据权利要求1所述的一种沼气液化装置，其特征在于：所述一级膜胺分离单元(4)包括筒体(11)、管束(16)、中空纤维膜管(19)、胺液出口(14)及折流板(15)，所述筒体(11)内侧通过管束(16)固定有中空纤维膜管(19)，且所述中空纤维膜管(19)内侧设置有供沼气流动的空腔，所述筒体(11)上设置有胺液出口(14)，所述沼气进口(13)设置于筒体(11)的下表面，所述筒体(11)两端设置有密封盖(12)。

5.根据权利要求4所述的一种沼气液化装置，其特征在于：所述密封盖(12)设置有两处，其中一处所述密封盖(12)上设置有沼气进口(13)，另一处所述密封盖(12)下表面设置有沼气出口(17)。

6.根据权利要求4所述的一种沼气液化装置，其特征在于：所述筒体(11)下表面固定有支座(1101)。

7.根据权利要求4所述的一种沼气液化装置，其特征在于：所述筒体(11)内侧设置有对胺液导流的折流板(15)，且所述折流板(15)沿筒体(11)轴向均布有多个。

8.根据权利要求1所述的一种沼气液化装置的方法，其特征在于：包括如下步骤：

9.根据权利要求8所述的一种沼气液化装置的方法，其特征在于：在所述步骤a中，通过一级压缩单元(3)进行的增压至1.0mpa，在所述步骤b中，通过二级压缩单元(5)的二次增压至4.0mpa。

10.根据权利要求8所述的一种沼气液化装置的方法，其特征在于：在所述步骤b中，胺液从胺液进口(18)流入到筒体(11)内侧，处于中空纤维膜管(19)的外部，然后通过脱水单元(7)对胺液导流，沼气从沼气进口(13)进入到中空纤维膜管(19)内部，胺液对中空纤维膜管(19)内部流动沼气的二氧化碳进行吸收，最后净化的沼气从沼气出口(17)排出，最后胺液从一级膜胺分离单元(4)排放到胺液再生单元(10)，经胺液再生单元(10)对胺液再生以进行循环利用。

技术总结
本发明公开了一种沼气液化装置及其方法，包括：发酵单元，所述发酵单元一端连接有对沼气脱硫的脱硫单元；一级压缩单元，设置于脱硫单元的一端以对沼气增压；一级膜胺分离单元，设置于一级压缩单元的一端，且所述一级膜胺分离单元的一端设置有二级压缩单元，所述二级压缩单元的一端设置有对沼气脱碳的二级膜胺分离单元；本发明主要采用两端膜胺分离，主要由一级膜胺分离单元、二级膜胺分离单元构成，配合胺液对沼气进行净化，双重的净化效果好，也不会产生分离出的气体返回压缩机，导致对设备的损坏，通过胺液易于对沼气中的二氧化碳进行吸收，且能够对胺液进行再生，实现胺液的循环利用，降低了成本。

技术研发人员：张留瑜,薛永攀,郑江,丁志,齐发,胡飞,杨美蓉,孙义澍
受保护的技术使用者：合肥万豪能源设备有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/8/13