[發明專利]基于沼氣膜提純工藝的熱量回收系統及熱量回收方法

有效

• 申請號: 201710911239.8
• 申請日: 2017-09-29
• 公開（公告）號: CN107474888B
• 公開（公告）日: 2023-09-26
• 發明（設計）人: 浦鵬;陳子香;白云峰;初煒;蘇珊;李偉;姜文騰
• 申請（專利權）人: 國峰清源生物能源有限責任公司
• 主分類號: C10L3/00
• 分類號: C10L3/00;B01D53/22;F28D21/00
• 代理公司: 北京市浩天知識產權代理事務所(普通合伙) 11276
• 代理人: 劉云貴;金衛文

本發明公開了一種基于沼氣膜提純工藝的熱量回收系統，包括依次連接的多級壓縮換熱單元，各級壓縮換熱單元分別包括壓縮單元和換熱器，所述壓縮單元與所述換熱器連接，所述壓縮單元用于將待提純的沼氣進行壓縮增壓，所述換熱器用于接收來自所述壓縮單元增壓后的沼氣，并將沼氣與來自沼氣發酵罐的循環熱水回水進行熱量交換。該熱量回收系統能夠在使用較少投資的情況下，將沼氣膜提純工藝過程中產生的能量進行回收利用，作為沼氣鍋爐的加熱水源進行再次利用，并進行加熱后來作為發酵罐的加熱水源，從而實現沼氣膜提純工藝與沼氣生產的能量循環利用過程，避免了能量的浪費，產生了較大的經濟效益。該發明還提供一種基于沼氣膜提純工藝的熱量回收方法。

技術領域

本發明涉及沼氣工程技術領域，尤其涉及一種基于沼氣膜提純工藝的熱量回收系統及熱量回收方法。

背景技術

對于沼氣工程，為維持合適的發酵溫度，其發酵罐往往需要加熱，對于大型中型的沼氣工程，其用熱量很大。對于加熱方式，一般為采用沼氣鍋爐生產的熱水通入發酵罐的加熱盤管，利用對流傳熱的形式對罐內物料加熱。為了生產足夠的熱水，往往需要消耗大量的沼氣。為了減少沼氣消耗，生產工段的熱量回收非常重要。對于沼氣膜提純生產生物天然氣的工藝過程，為了維持足夠的操作壓力(約1.3～1.5MPa)，沼氣必須先經過壓縮過程，在由微正壓壓縮至操作壓力時會產生大量的熱，如果將此熱量加以回收利用，可以減少沼氣鍋爐的沼氣消耗。

目前關于沼氣膜提純系統的熱量回收有利用熱泵方式實現的，此工藝利用熱泵技術，消耗一部分高品位能源電能來回收低品位的能源熱能，其能效比(COP)可達到3～4，即產生的熱量是消耗的電能的3～4倍。雖然可回收全部熱量，但消耗了部分高品位的電能，且設備整體投資較大，動設備多，故障率高。因此在經濟及其它方面并不是很理想。

發明內容

有鑒如此，本發明提供一種投資少、熱回收效率高，能夠實現能量回收以及循環利用的基于沼氣膜提純工藝的熱量回收系統及熱量回收方法，以解決現有技術中存在的問題。

根據本發明的第一方面，提供一種基于沼氣膜提純工藝的熱量回收系統，包括依次連接的多級壓縮換熱單元，

各級壓縮換熱單元分別包括壓縮單元和換熱器，所述壓縮單元與所述換熱器連接，所述壓縮單元用于將待提純的沼氣進行壓縮增壓，所述換熱器用于接收來自所述壓縮單元增壓后的沼氣，并將沼氣與來自沼氣發酵罐的循環熱水回水進行熱量交換。

優選地，所述壓縮單元的出口與所述換熱器的第一介質入口連通，所述換熱器的第一介質出口與下一級壓縮換熱單元的壓縮單元的入口連通，所述換熱器的第二介質入口用于接收來自沼氣發酵罐的循環熱水回水，所述換熱器的第二介質出口用于與外部沼氣鍋爐連通。

優選地，所述壓縮換熱單元還包括風冷器，所述風冷器的入口與所述換熱器的第一介質出口連通，所述風冷器的出口與下一級壓縮換熱單元的壓縮單元的入口連通。

優選地，還包括儲氣罐，所述儲氣罐的入口用于接收待提純沼氣，出口與第一級壓縮換熱單元連通。

優選地，還包括溫度調節閥，所述溫度調節閥用于控制進入各級所述壓縮換熱單元的換熱器的第二介質入口的來自沼氣發酵罐的循環熱水回水的溫度。

優選地，還包括流量計和溫度變送器，

所述流量計用于檢測自所述溫度調節閥進入各級所述壓縮換熱單元的換熱器的第二介質入口的來自沼氣發酵罐的循環熱水回水的溫度值，并將該溫度值反饋至所述溫度調節閥，

所述溫度變送器用于檢測各級所述壓縮換熱單元的換熱器的第二介質出口的熱水溫度值，并將該熱水溫度值反饋至所述溫度調節閥。

根據本發明的第二方面，提供一種基于沼氣膜提純工藝的熱量回收方法，包括：

對待提純沼氣進行多級壓縮換熱；