[实用新型]一种利用发电装置的生物质甲烷的制备装置

说明书

技术领域

本实用新型属于能源利用领域，尤其涉及包括换热器的甲烷制备系统，属于换热器及其 应用领域。

背景技术

随着现代社会经济的高速发展，人类对能源的需求量越来越大。然而煤、石油、天然气 等传统能源储备量不断减少、日益紧缺，造成价格的不断上涨，同时常规化石燃料造成的环 境污染问题也愈加严重，这些都大大限制着社会的发展和人类生活质量的提高。沼气是低成 本可再生能源，但实际中通常需要对沼气进行提纯，产生甲烷，以满足不同用途(比如：作 为汽车燃料)的有关技术要求。传统沼气提纯技术需要消耗大量能源，不符合当前节能减排 和保护环境的要求。

在甲烷生产的过程中，一般需要经过换热器进行冷凝，目前的换热器都是使用通用的常 见的换热器，并不能很好的适用气体的冷凝提纯，因此需要开发一种新的类型的换热器，使 其满足沼气生产过程中气体的冷凝提纯。

此外，对于甲烷的生产过程，如何提高甲烷的产出率，也是甲烷生产工艺中一直在追求 的，利用氢气提纯生物质气是提高生产生物质甲烷效率的有效方法，这一方法基于Sabatier 反应：CO₂+4H₂-CH₄+2H₂O。传统上，该反应一般使用钌(Ru)基和镍(Ni)基催化剂实 现。但是目前并没有一套成型的工艺或设备来实现氢气提出甲烷。

实用新型内容

本实用新型旨在提供一种氢气提纯生物质气中使用的换热器及其利用电能电解产生氢 气提纯生物质气是提高生产生物质甲烷效率的工艺，该工艺利用生物方法来实现Sabatier反 应。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：

一种利用发电装置的生物质甲烷的制备装置，包括厌氧发酵罐、生物反应器、发电装置 和电解水装置，所述风力发电装置与电解水装置连接，电解水装置与生物反应器连接，所述 厌氧发酵罐与生物反应器相连。

作为优选，厌氧发酵罐和生物反应器之间设置沼气洁净装置。

作为优选，所述生物反应器与冷凝器相连。

作为优选，所述冷凝器是板翅式换热器，所述板翅式换热器包括互相平行的板片，所述 板片之间设置翅片，所述翅片包括倾斜于板片的倾斜部分，在倾斜部分上通过冲压方式加工 突起，且倾斜部分两侧的流体通过倾斜部分上冲压方式形成的孔连通；所述突起从倾斜部分 沿着混合气体流动方向向外延伸。

作为优选，所述突起的延伸方向与混合物的流动方向的夹角为a，同一个倾斜部分设置 多个突起，沿着混合物的流动方向，所述的夹角a越来越小。

作为优选，厌氧发酵罐与生物反应器之间的管路上设置沼气阀门，电解水装置与生物反 应器连接的管路上设置氢气阀门。

作为优选，还包括与生物反应器相连的氢气管道、甲烷管道及其二氧化碳管道，同时每 个管道上设置阀门和速度检测装置。

作为优选，所述的发电装置是风力发电装置或者太阳能发电装置。

一种生物质甲烷的制备工艺，包括厌氧发酵罐、生物反应器、风力发电装置和电解水装 置，所述风力发电装置与电解水装置连接，以便向电解水装置输送电，电解水装置与生物反 应器连接，将产生的氢气输入到生物反应器中，所述厌氧发酵罐产生的沼气进入生物反应器， 进入生物反应器的所述沼气中含有甲烷和二氧化碳；在生物反应器中，进行合成甲烷的反应。

作为优选，生物反应器中使用的催化剂是氢营养型产甲烷菌。

作为优选，沼气在进入生物反应器之前，还经过沼气洁净装置进行净化。

作为优选，进入生物反应器的沼气，甲烷的摩尔百分含量45％以上，二氧化碳的摩尔百 分含量为30％以上。

作为优选，所述生物反应器与冷凝器相连，用于冷凝合成后的甲烷。

作为优选，厌氧发酵罐与生物反应器之间的管路上设置沼气阀门，电解水装置与生物反 应器连接的管路上设置氢气阀门，通过阀门来控制进入生物反应器中的沼气和氢气的数量。

作为优选，还包括与生物反应器相连的氢气管道、甲烷管道及其二氧化碳管道，用于向 生物反应器中输入氢气、甲烷和二氧化碳，同时每个管道上设置阀门和速度检测装置，所述 阀门和速度检测装置与控制器进行数据联接。

作为优选，所述的冷凝器为所述的换热器。

与现有技术相比较，本实用新型具有如下的优点：