[发明专利]一种沼气提纯系统及其沼气提纯工艺

说明书

技术领域

 本发明涉及一种沼气提纯系统，特别涉及一种对包括植物、动物及其排泄物、垃圾及有机废水等几大类环境所产生沼气的进行沼气提纯的系统，以及利用该系统进行提纯的工艺方法。

背景技术

 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进行去除。目前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，存在投资成本高、运行成本高、故障率高、维护费用高、不可连续调节、工作时噪音大、污染环境等问题。且这些传统的沼气提纯工艺方法只能去除沼气中的一部分杂质，未能较为彻底的对沼气进行提纯。

发明内容

本发明提供了一种沼气提纯系统及其沼气提纯工艺，解决了现有系统存在的投资成本高、运行成本高、故障率高和提纯纯度低的问题。

本发明是通过以下技术方案解决以上技术问题的：

一种沼气提纯系统，包括厌氧罐，在厌氧罐上连接有颗粒过滤器，在颗粒过滤器上连接有干燥塔，在干燥塔上连接有脱硫塔，在脱硫塔上连接有气柜，在气柜上连接有汽水分离器，在汽水分离器上连接有低压沼气压缩机，在低压沼气压缩机上连接有拦截式预过滤器，在拦截式预过滤器上连接有冷冻式干燥机，在冷冻式干燥机上连接有聚结式过滤器，在聚结式过滤器上连接有油水分离过滤器，在油水分离过滤器上连接有精密终端过滤器，在精密终端过滤器上连接有加热器，加热器的气体输出口与第一CO₂/CH₄高效分离膜的输入口连通，第一CO₂/CH₄高效分离膜的输出口与第二CO₂/CH₄分离膜的输入口连通，第二CO₂/CH₄分离膜的输出口与沼气储罐的输入口连通，沼气储罐的输出口通过中压沼气压缩机与加气柜连通，在加气柜上分别连接有天然气车和加臭柜。

第一CO₂/CH₄高效分离膜的富气口与二氧化碳提纯装置连通，在二氧化碳提纯装置上连接有二氧化碳储罐，在第二CO₂/CH₄分离膜的富气口与低压沼气压缩机的输入口连通。

一种沼气提纯工艺，包括以下步骤：

第一步、将从厌氧罐产生的沼气首先输入到颗粒过滤器中，待颗粒物与冷凝物进行分离后，再入到干燥塔中进行水分脱除；

第二步、经干燥的沼气进入脱硫塔进行脱硫，经脱硫后的沼气再进入气柜；

第三步、气柜中的沼气经汽水分离器后进入低压沼气压缩机，经压缩后的沼气进入沼气净化系统，沼气经过拦截式预过滤器、冷冻式干燥机、聚结式过滤器、油水分离过滤器、精密终端过滤器后进入加热器进行加热；

第四步、经加热后的沼气在28℃～55℃的温度下进入第一CO₂/CH₄高效分离膜进行二氧化碳与甲烷高效分离，分离后的二氧化碳气体经第一CO₂/CH₄高效分离膜富气口进入二氧化碳提纯装置提纯后进入到二氧化碳储罐中；

第五步、经第一CO₂/CH₄高效分离膜分离后的沼气进入到第二CO₂/CH₄分离膜进一步进行甲烷与二氧化碳分离，经第二CO₂/CH₄分离膜的富气口排放的气体回到压缩机前进行重新循环提纯，经第二CO₂/CH₄分离膜膜输出口排出的沼气进入沼气储罐；

第六步、沼气储罐中的沼气经中压沼气压缩机进行加压到40帕，并经加臭柜进行加臭后进入加气柜对天然气车进行加气。

本发明涉及到的沼气提纯工艺具有以下优点：沼气提纯率高，可有效的去除沼气中的二氧化碳，提纯后的沼气浓度可达99.6%以上；采用两级膜组进行沼气提纯，利用两级膜组的吸附性能不同对二氧化碳进行去除，并可对CO₂/CH₄高效分离膜的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分离膜的回流气进行汇流重新加以利用，其回收率可高达95%；膜法沼气提纯工艺具有占地面积小、各种气体成分在线监测、运行成本低、故障率低、维护费低、可连续调节、工作噪音低等特点。