[發明專利]一種利用有機廢棄物制備車用燃氣的裝置和方法

無效

• 申請號: 201110115660.0
• 申請日: 2011-04-25
• 公開（公告）號: CN102242059A
• 公開（公告）日: 2011-11-16
• 發明（設計）人: 劉林;趙明;王久沖
• 申請（專利權）人: 青島天人環境股份有限公司
• 主分類號: C12M1/107
• 分類號: C12M1/107;C12M1/02;C12P5/02;C02F11/04;C10L3/10
• 代理公司: 青島聯智專利商標事務所有限公司 37101
• 代理人: 崔濱生

技術領域

本發明屬于可再生能源領域，涉及一種車用燃氣的制備方法，尤其涉及一種利用有機廢棄物制備車用燃氣的裝置和方法。

背景技術

隨著全球經濟的高速增長，能源和環保問題日益突出，在全世界積極推動可再生能源開發和利用的背景下，利用有機廢棄物生產沼氣的模式已得到廣泛推廣應用，但是用現有模式直接產生的沼氣其含量通常為：CH450％-65％；CO₂30％-39％；以及少量的H₂S、N₂等氣體。

沼氣由于二氧化碳濃度高，在高端應用方面受到很大限制，大規模的儲存運輸并不經濟，而德國前些年95％以上的沼氣工廠的沼氣利用均用作熱電聯產(CHP)的方式，但近年來加快了沼氣凈化提純方面的工程建設和應用，近3年就建設了30多家沼氣凈化提純燃氣工廠。通過對沼氣進行凈化提純，將沼氣中的雜質氣體(主要是二氧化碳)進行去除，凈化后的沼氣的燃燒值達到車用燃氣的標準，可以直接用作車用燃氣或者城市管道燃氣使用，大大提高沼氣工程的經濟效益和沼氣的深度利用前景。

目前，在國際上普遍應用的沼氣制備車用燃氣的方法主要有：1、變壓吸附法，即在加壓條件下，使CO₂吸附在活性炭、分子篩等吸附劑表面實現氣體分離脫除二氧化碳。是一種新型氣體吸附分離技術，它有如下優點：(1)一般可在室溫和不高的壓力下工作，床層再生時不用加熱，節能經濟。(2)設備簡單，操作、維護簡便。(3)無廢水產生，環保性能好。2、壓力水洗法，該法脫除二氧化碳是物理吸收過程，根據沼氣中主要組分甲烷和二氧化碳在水中的溶解度不同而實現氣體分離，在整個過程溫度變化不大的條件下，甲烷在水中的溶解度隨壓力變化不大，二氧化碳和硫化氫在較高壓力下在水中溶解度大，在較低壓力工況下因二氧化碳和硫化氫在水中的溶解度小而釋放出來，從而實現對二氧化碳氣體分離完成沼氣的凈化提純。但是，上述兩種方法較本專利涉及到的方法均具有其不足之處：(1)上述兩種方法得到的沼氣中甲烷的純度較低，純度最高僅能達到96％；(2)上述兩種方法對甲烷的損失率大，一般損失率能夠達到6％-8％，造成大量的浪費；(3)上述兩種方法的技術系統結構復雜，不便于操作，實現推廣；(4)上述兩種方法工作壓力較高，變壓吸附法的工作壓力為0.6-0.8Mpa，壓力水洗法的工作壓力為0.8-1.2Mpa；(5)壓力水洗法在使用的過程中會產生大量的廢水，污染環境。

發明內容

針對現有技術中制備車用燃氣存在的上述缺陷和不足，本發明提供了一利用有機廢棄物制備車用燃氣的裝置和方法，它可以解決目前我國有機廢棄物產生的的沼氣無法用作車用燃氣的的技術問題，用本發明方法制備的車用燃氣純度高、甲烷損失率小、操作簡單方便、工作條件溫和且不會污染環境。

為實現上述發明目的，本發明采用以下技術方案予以實現：

一種利用有機廢棄物制備車用燃氣的裝置，其特征在于它包括預處理池、進料泵、加熱裝置、一次厭氧發酵裝置、二次厭氧發酵裝置、脫硫裝置、吸收塔、再生塔、冷卻裝置、干燥裝置、壓縮裝置、加氣柱、火炬裝置和柔性氣柜，所述預處理池的出料口與進料泵的進料口連接，所述進料泵的出料口與一次厭氧發酵裝置連接，所述一次厭氧發酵裝置內設有攪拌裝置、物料溢流口和第一出氣口，所述加熱裝置通過管道對一次厭氧發酵裝置進行加熱，所述物料溢流口通過管道與二次厭氧發酵裝置連接，所述第一出氣口通過管道與二次厭氧發酵裝置連接，所述二次厭氧發酵裝置設有第二出氣口，所述第二出氣口通過管道與脫硫裝置的進氣口連接，所述脫硫裝置的出氣口通過管道與吸收塔進氣口連接，吸收塔的出氣口通過管道與冷卻裝置進氣口連接，吸收塔通過富液泵與再生塔連接，再生塔通過貧液泵與吸收塔連接，冷卻裝置出氣口與干燥裝置連接，所述干燥裝置通過干式柔性雙模氣柜與壓縮裝置連接，壓縮裝置與加氣柱連接。

對技術方案的進一步改進：所述脫硫裝置為生物脫硫裝置或者干式脫硫裝置，所述干式脫硫裝置的填料為氧化鐵。

對技術方案的進一步改進：所述二次發酵裝置上設有具有儲存氣體功能的柔性氣柜。

本發明還提供一種制備車用燃氣的方法，它包括以下步驟：

1)對有機廢棄物進行預處理，將大塊物質破碎同時將無機物去除；調配有機廢棄物使其為固體質量含量8％-12％的發酵物；

2)將所述發酵物輸送至一次厭氧發酵裝置內，對發酵物進行高溫或者中溫厭氧發酵產生沼氣，所述高溫發酵溫度為53℃-57℃，發酵周期15～20天，所述中溫發酵溫度為31℃-35℃，發酵周期20～25天，兩種發酵方式的pH值均要控制在6.8～7.4之間；