基于吸附剂提纯沼气中甲烷的动态吸附分离装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于沼气提纯设备技术领域，具体涉及基于吸附剂提纯沼气中甲烷的动态吸附分离装置。
【背景技术】
[0002]中国作为能源消费大国，新能源的开发利用对国民经济的可持续发展具有重要的意义，随着农村社会经济的迅速发展，农村能源消耗也日益增大，在此背景下，沼气资源作为一项极具应用前景的新能源，其开发利用是解决能源紧张形势下农村能源供应问题的有效举措，其发展日益受到国家的重视。《2013-2017年中国沼气产业市场前瞻与投资战略规划分析报告》[6]数据显示，2000年以后，中央财政不断加大对农村沼气建设的资金投入，其中，“十一五”以来，中央累计投入农村沼气建设资金212亿元。
[0003]在中央政策引导及资金投入的支持下，中国沼气产业的规模呈现逐年递增的趋势，尤其是户用沼气池的数量增加明显，已经成为沼气产业的主力。前瞻网认为，中国农村户用沼气池近几年来逐年增加，2000年底，农村户用沼气池达到848万户，2006年底已达到2200万户，2007年底为2650万户，2008年底为2800万户，2009年底为3500万户，2010年底已经超过4000万户，可以看出，户用沼气池数量一直呈现递增的发展趋势，并以平均每年约17%的速度增长
沼气，顾名思义就是沼泽里的气体。人们经常看到，在沼泽地、污水沟或粪池里，有气泡冒出来，如果我们划着火柴，可把它点燃，这就是自然界天然发生的沼气。沼气，是各种直机■，在隔绝空气(还原条件)，并在适宜的温度、PH值下，经过微生物的发酵作用产生的一种可燃烧气体。沼气属于二次能源，并且是可再生能源。
[0004]沼气提纯是去除沼气中的杂质组分，使之成为甲烷含量高、热值和杂质气体组分品质符合天然气标准要求的高品质燃气的过程。而作为沼气提纯主流方式的变压吸附原理是在相对较高的压力下，气体混合物中的一些成分通过与多孔的固体吸附剂接触被选择性地吸附在吸附剂上，在吸附剂上吸附弱的气体体积分数就会升高，达到所需体积分数后可以进行收集，随后通过降低气体压力使被吸附的气体成分从吸附剂上解吸，吸附剂可以循环使用。
【发明内容】
[0005]本发明的目的就是要提供一种通过吸附剂来实现将沼气中的二氧化碳进行吸附后，提纯沼气中甲烷，用来提高沼气的纯度使得得以大规模的应用的基于吸附剂提纯沼气中甲烷的动态吸附分离装置。
[0006]本发明是通过以下技术方案来实现的:
基于吸附剂提纯沼气中甲烷的动态吸附分离装置，主要由质量流量计I 2、质量流量计
II16、压力表I 4、压力表II 8、吸附床6、背压阀9、收集装置11、真空栗14、Ar气钢瓶18和甲烷与二氧化碳混合气钢瓶19组成，其特征在于:所述的Ar气钢瓶18和甲烷与二氧化碳混合气钢瓶19分别与质量流量计I 2和质量流量计II 16相连接；所述的质量流量计I 2和质量流量计II 16后的气体混合后经由管道通入吸附床6中；所述的背压阀9 一端与吸附床6相连接，背压阀9另一端还连接有收集装置11。
[0007]所述的质量流量计I 2和质量流量计II 16管道上分别设有第一截止阀I和第二截止阀17 ;所述的连接吸附床6的管道上设有第三截止阀3、第四截止阀5和设有第五截止阀15的支路；所述的吸附床6与背压阀9之间管道上设有第六截止阀7和设有第七截止阀13的支路；所述的背压阀9和收集装置11之间管道上设有第八截止阀12和设有第九截止阀10的支路。
[0008]所述的连接吸附床6的管道上设有压力表I 4，吸附床6与背压阀9之间管道上设有压力表II 8。
[0009]所述的吸附床6与背压阀9之间管道上设有的支路上设有真空栗14。
[0010]与现有技术相比较，本发明的有益效果在于:
本发明采用的变压吸附原理是在相对较高的压力下，气体混合物中的一些成分通过与多孔的固体吸附剂接触被选择性地吸附在吸附剂上，在吸附剂上吸附弱的气体体积分数就会升高，达到所需体积分数后可以进行收集，随后通过降低气体压力使被吸附的气体成分从吸附剂上解吸，吸附剂可以循环使用。提纯后的沼气能够大规模应用于多种用途，给使用者带来了极大的方便。
【附图说明】
[0011]图1为本发明的整体结构示意图。
[0012]图中:第一截止阀1、质量流量计I 2、第三截止阀3、压力表I 4、第四截止阀5、吸附床6、第六截止阀7、压力表II 8、背压阀9、第九截止阀10、收集装置11、第八截止阀12、第七截止阀13、真空栗14、第五截止阀15、质量流量计II 16、第二截止阀17、Ar气钢瓶18、甲烷与二氧化碳混合气钢瓶19。
【具体实施方式】
[0013]下面结合附图对本发明做进一步描述:
基于吸附剂提纯沼气中甲烷的动态吸附分离装置，包括第一截止阀1、质量流量计I 2、第三截止阀3、压力表I 4、第四截止阀5、吸附床6、第六截止阀7、压力表II 8、背压阀
9、第九截止阀10、收集装置11、第八截止阀12、第七截止阀13、真空栗14、第五截止阀15、质量流量计II 16、第二截止阀17、Ar气钢瓶18、甲烷与二氧化碳混合气钢瓶19。
[0014]如附图1所示，其中Ar气钢瓶18和甲烷与二氧化碳混合气钢瓶19分别与质量流量计I 2和质量流量计II 16相连接；质量流量计I 2和质量流量计II 16后的气体混合后经由管道通入吸附床6中；背压阀9 一端与吸附床6相连接，背压阀9另一端还连接有收集装置11。
[0015]其中质量流量计I 2和质量流量计II 16管道上分别设有第一截止阀I和第二截止阀17 ;连接吸附床6的管道上设有第三截止阀3、第四截止阀5和设有第五截止阀15的支路；吸附床6与背压阀9之间管道上设有第六截止阀7和设有第七截止阀13的支路；背压阀9和收集装置11之间管道上设有第八截止阀12和设有第九截止阀10的支路。
[0016]其中连接吸附床6的管道上设有压力表I 4，吸附床6与背压阀9之间管道上设有压力表II 8。
[0017]其中吸附床6与背压阀9之间管道上设有的支路上设有真空栗14。
[0018]本发明在具体使用时，吸附剂放入吸附床6，并使吸附床6恒温为25°。接着打开第三截止阀3、第四截止阀5、第六截止阀7和第七截止阀13，开真空栗14给吸附系统抽真空20 min，去除吸附床6及管线内的空气。关闭阀第七截止阀13，打开阀第三截止阀3、第四截止阀5、第六截止阀7、第八截止阀12和第二截止阀17使Ar气从钢瓶18中流出，吹扫吸附床6及管线去除残余空气，并给系统增压0.2MPa。当没有氮气和二氧化碳检出时关闭阀第三截止阀3、第六截止阀7，打开阀第一截止阀1、第五截止阀15、第二截止阀17，使甲烷与二氧化碳混合气与Ar气以固定比例混合，1min后关闭第五截止阀15，打开阀第三截止阀3、第六截止阀7，使气体以固定流量流过吸附床6后通过收集装置11进行收集，吸附床6后边安装背压阀9，以保证吸附床6内压力恒定。
【主权项】
1.基于吸附剂提纯沼气中甲烷的动态吸附分离装置，主要由质量流量计I(2)、质量流量计II (16)、压力表I (4)、压力表II (8)、吸附床(6)、背压阀(9)、收集装置(11)、真空栗(14)、Ar气钢瓶(18)和甲烷与二氧化碳混合气钢瓶(19)组成，其特征在于:所述的Ar气钢瓶(18)和甲烷与二氧化碳混合气钢瓶(19)分别与质量流量计I (2)和质量流量计II(16)相连接；所述的质量流量计I (2)和质量流量计II (16)后的气体混合后经由管道通入吸附床(6)中；所述的背压阀(9) 一端与吸附床(6)相连接，背压阀(9)另一端还连接有收集装置(11)。2.如权利要求1所述的基于吸附剂提纯沼气中甲烷的动态吸附分离装置，其特征在于:所述的质量流量计I (2)和质量流量计II (16)管道上分别设有第一截止阀(I)和第二截止阀(17);所述的连接吸附床(6)的管道上设有第三截止阀(3)、第四截止阀(5)和设有第五截止阀(15)的支路；所述的吸附床(6)与背压阀(9)之间管道上设有第六截止阀(7)和设有第七截止阀(13)的支路；所述的背压阀(9)和收集装置(11)之间管道上设有第八截止阀(12)和设有第九截止阀(10)的支路。3.如权利要求1所述的基于吸附剂提纯沼气中甲烷的动态吸附分离装置，其特征在于:所述的连接吸附床(6)的管道上设有压力表I (4)，吸附床(6)与背压阀(9)之间管道上设有压力表II (8)。4.如权利要求1所述的基于吸附剂提纯沼气中甲烷的动态吸附分离装置，其特征在于:所述的吸附床(6)与背压阀(9)之间管道上设有的支路上设有真空栗(14)。
【专利摘要】本发明属于沼气提纯设备技术领域，具体涉及基于吸附剂提纯沼气中甲烷的动态吸附分离装置，主要由质量流量计Ⅰ（2）、质量流量计Ⅱ（16）、压力表Ⅰ（4）、压力表Ⅱ（8）、吸附床（6）、背压阀（9）、收集装置（11）、真空泵（14）、Ar气钢瓶（18）和甲烷与二氧化碳混合气钢瓶（19）组成，其特征在于：所述的Ar气钢瓶（18）和甲烷与二氧化碳混合气钢瓶（19）分别与质量流量计Ⅰ（2）和质量流量计Ⅱ（16）相连接；所述的质量流量计Ⅰ（2）和质量流量计Ⅱ（16）后的气体混合后经由管道通入吸附床（6）中；本发明的有益效果为：吸附剂可以循环使用，提纯后的沼气能够大规模应用于多种用途，给使用者带来了极大的方便。
【IPC分类】C10L3/10, B01D53/047
【公开号】CN105112113
【申请号】CN201510539470
【发明人】李丽红
【申请人】李丽红
【公开日】2015年12月2日
【申请日】2015年8月30日