[發(fā)明專利]一種同步分離純化沼氣中甲烷與二氧化碳的膜裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110366049.5
• 申請日: 2011-11-17
• 公開（公告）號: CN102872684A
• 公開（公告）日: 2013-01-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 梁素鈺;劉濱凡;田松巖;劉鐵男;李二平;王文帆;其他發(fā)明人請求不公開姓名
• 申請（專利權(quán)）人: 黑龍江省森林工程與環(huán)境研究所
• 主分類號: B01D53/22
• 分類號: B01D53/22;C01B31/20;C07C9/04;C07C7/144
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域：本發(fā)明涉及一種同步分離純化沼氣中甲烷與二氧化碳的膜裝置，所屬技術(shù)領(lǐng)域?yàn)樯镔|(zhì)能源。它是對沼氣分離純化裝置進(jìn)行的結(jié)構(gòu)與功能改進(jìn)。它主要通過壓力調(diào)節(jié)器5、91、92，可控溫加熱裝置9和膜分離控制裝置10的連接轉(zhuǎn)換，從膜分離裝置的不同出口獲得不同濃度的甲烷與二氧化碳，以滿足不同民用與工業(yè)用途需求。該裝置整體也可以設(shè)置在可移動的撬板上，以備方便快捷使用。

背景技術(shù)：沼氣未經(jīng)處理時的成分主要由50％～70％甲烷和30％～50％二氧化碳等氣體組成，熱值一般在20.16MJ/m³～28.98MJ/m³之間，能量密度低，長期以來只能作為民用能源使用。高純度甲烷(99％～100％)的熱值為38.22MJ/m³，可作為石油替代品直接用作發(fā)動機(jī)燃料。若能從普通沼氣與垃圾填埋氣中獲得高純度甲烷，則可拓寬我國可再生能源沼氣的應(yīng)用領(lǐng)域，解決汽車燃油短缺等現(xiàn)實(shí)問題。若獲得高純度二氧化碳，則可用于工業(yè)領(lǐng)域。該裝置將低碳理念和循環(huán)經(jīng)濟(jì)完美結(jié)合，考慮到不同純度的甲烷和二氧化碳有不同的用途，通過設(shè)計(jì)的調(diào)控裝置，可實(shí)現(xiàn)不同純度的甲烷和二氧化碳的分離純化。

本發(fā)明裝置就是針對沼氣純化利用過程中，副產(chǎn)品二氧化碳不能有效進(jìn)行利用而直接被排入大氣這一不足之處，而提供一種同步分離純化沼氣中甲烷與二氧化碳的膜裝置，它主要是利用多個單元膜組件并聯(lián)構(gòu)成單元膜組塊，膜組塊間通過串聯(lián)組成多級膜組塊，再通過壓力調(diào)節(jié)器、可控溫加熱裝置和，對進(jìn)入膜組件氣體的壓力、溫度與流量進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)從膜分離器的不同出口獲得沼氣中甲烷與二氧化碳的不同純度高品質(zhì)分別分離純化與回收的目的，它主要是由氣體壓縮系統(tǒng)、精密過濾系統(tǒng)、可控溫加熱裝置、膜分離控制裝置等部分組成，其主要技術(shù)特點(diǎn)是膜分離裝置中的膜塊分離組件可根據(jù)氣體流量與氣體回收率，進(jìn)行多個單元膜組件的多級串聯(lián)與并聯(lián)，配以壓力調(diào)節(jié)器和可控溫加熱裝置和氣體管路控制轉(zhuǎn)換器，實(shí)現(xiàn)不同純度的甲烷和二氧化碳的同步分離純化。

發(fā)明內(nèi)容：本發(fā)明設(shè)計(jì)目的是設(shè)計(jì)并提供一種沼氣純化處理關(guān)鍵部件裝置，通過分級復(fù)合設(shè)計(jì)，利用多個單元膜組件并聯(lián)構(gòu)成單元膜組塊，膜組塊間通過串聯(lián)組成多級膜組塊，再通過壓力調(diào)節(jié)器、可控溫加熱裝置和氣體管路控制轉(zhuǎn)換器，對進(jìn)入膜組件氣體的壓力、溫度與流量進(jìn)行控制，兼顧回收效率與分離效率，考慮多級滲余氣與滲透氣中甲烷和二氧化碳的百分含量適宜比，進(jìn)行多級膜回流重脫工藝方案設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)沼氣中甲烷與二氧化碳的不同純度高品質(zhì)分別分離純化與回收。利用本裝置可以將甲烷含量最高提高至98％，二氧化碳含量也可提高至95％以上。該裝置整體也可以設(shè)置在可移動的撬板上，以備方便快捷使用。

本發(fā)明用于大中型沼氣工程、垃圾填埋氣中甲烷與二氧化碳提純用，具有如下的有益效果、優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn)：

1、合理的單元膜組件并聯(lián)與串聯(lián)設(shè)計(jì)，可以滿足不同氣流量和不同氣體回收純度的需要。

2、用此部件進(jìn)行純化前，氣體只需要簡單除雜、脫水、脫硫；

3、可根據(jù)需要，進(jìn)行不同純度的甲烷與二氧化碳的分離與回收；

4、可以實(shí)現(xiàn)甲烷高純度回收用以做車用燃料；

5、清潔衛(wèi)生，無環(huán)境污染。

附圖說明：

圖1：本發(fā)明裝置的工作流程圖；

圖2：本發(fā)明裝置的膜單元組件結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3：本發(fā)明裝置的膜分離控制組件工作示意說明圖。