[实用新型]沼气膜法提纯加热系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及沼气提纯技术领域，具体涉及一种沼气膜法提纯加热系统。

背景技术

到2011年底，我国民用沼气池达到3400多万口，污水处理厂、食品加工厂、酒厂等大中型沼气工程达2500多处，年产沼气总计超过180亿m³，对比我国2011年天然气用量1120亿m³，这部分能源相当可观。然而，目前大量的沼气利用还是以低品位的热利用为主，主要利用方式有：①直接民用取暖、照明和炊事等；②直接燃烧产生蒸汽，用于工业供热；③内燃机发电上网等。在我国农村，沼气工程由于规模小、技术落后，基本以直接燃烧供暖、炊事等低端利用方式为主；而一般的大型污水处理厂和垃圾填埋厂等产生的沼气，一般就地燃烧供热或直接火炬燃烧。沼气供应具有非常强的区域性，输送距离有限，实际利用效率较低；另外沼气发电工程需额外负担昂贵的上网费用，再加上发电输出效率较低，因此，我国一般的沼气发电项目都很难单独盈利。

而沼气通过提纯制取天然气，不仅能提高燃气的热值，还能减轻环境污染，是一种较好的沼气利用方式。因此，沼气提纯技术在国内悄然兴起。近年来，化学吸收法、物理吸收法、变压吸附法和膜分离法等技术均得到了应用，而膜法分离技术更是因为其具有其他技术不可比拟的优势，而受到了广大用户的青睐。膜分离技术是一种利用薄膜材料对各种气体的渗透率不同来实现气体分离的技术，其主要驱动力为截留侧（中空纤维内部）和渗透侧（中空纤维外部）中间的压力差。然而，膜法分离技术需要在沼气进入膜组件之前进行预处理，即先对沼气进行冷却，以去除沼气中的水分以及其它可冷凝下来的气体，然后再进行加热，使气体的温度高于气体露点一定的温度，以确保在膜组件中不会有气体冷凝下来，进而影响膜分离的效果及膜材的使用寿命。

目前，沼气膜法提纯的加热方法一般采用外加热源进行。如图1所示的沼气膜法提纯预处理管路，沼气通过压缩机压缩后温度升高，为了保护压缩机，并满足后续工艺的要求，需要通过循环水对气体进行冷却，经压缩机冷却系统1冷却后，形成潮湿的冷沼气，再通过冷干机2进行干燥，形成的干燥冷沼气通过加装防爆的承压电加热器3加热，完成膜法沼气提纯过程的沼气预处理工序。由于是带压操作，并且是易燃易爆气体，大多外加热源需要采用承压防爆电加热器，设备投资相对于一般的加热器来讲要大，而且由于需要耗费电能，会提高整个沼气预处理系统的能耗。与此同时，气体压缩过程中会产生大量的热量，而这部分热能往往得不到利用，只能通过冷却塔散失掉，造成了能量的浪费。在散热量较大的情况下，也会对环境造成一定的热污染。

为了解决以上问题，本实用新型做了有益改进。

实用新型内容

（一）要解决的技术问题

本实用新型的目的是提供一种节能环保的沼气膜法提纯加热系统。

（二）技术方案

本实用新型是通过以下技术方案实现的：一种沼气膜法提纯加热系统，包括热量回收循环管路；所述热量回收循环管路上设有热水循环泵、设置在压缩机冷却系统上的压缩机水冷装置和用于加热沼气的换热装置。

其中，所述热量回收循环管路分为热回收管路和水循环回路；所述热回收管路将所述压缩机水冷装置中的热水输送至所述换热装置中；所述水循环回路将通过所述换热装置排出的水输送至所述压缩机水冷装置；所述水循环回路上设有冷却塔；所述热水循环泵设置在所述热回收管路上或所述水循环回路上。

优选地，所述换热装置包括储热水箱。

进一步，所述换热装置还包括设在所述储热水箱内部的内翅片管；沼气通过所述内翅片管与所述储热水箱中的热水逆流换热。

再进一步，所述储热水箱内设置有外加热源装置。

其中，所述热回收管路包括进水支路和节流支路；所述进水支路与所述换热装置连接，所述节流支路与所述冷却塔连接；所述进水支路上设有第一流量调节阀。

进一步，所述节流支路上设有第二流量调节阀。

其中，所述换热装置的沼气出口处设有第一温度传感器。

进一步，所述换热装置的出水口处设有第二温度传感器。

其中，该沼气膜法提纯加热系统还包括控制单元，所述控制单元上设有可编程逻辑控制器；所述控制单元分别与第一温度传感器、第二温度传感器、第一流量调节阀、第二流量调节阀、热水循环泵和电加热棒连接。

（三）有益效果

与现有技术和产品相比，本实用新型有如下优点：