一種利用有機廢棄物制備車用燃氣的裝置制造方法
【專利摘要】本發明提供了一種利用有機廢棄物制備車用燃氣的裝置，包括預處理裝置、進料泵、加熱裝置、一次厭氧發酵罐裝置、二次厭氧發酵裝置、脫硫裝置、沼氣壓縮機、緩沖罐、三級過濾器、膜分離裝置、CNG壓縮機、加氣柱或加氣機以及連接管道。經本裝置制備的沼氣可以直接作為CNG汽車車用燃料使用，提高了沼氣的附加值。
【專利說明】一種利用有機廢棄物制備車用燃氣的裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種利用有機廢棄物制備車用燃氣的裝置，屬于環保領域。
技術背景
[0002]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=CH4 50%-65% ；C02 30%-39%;以及少量的％5、隊等氣體。
[0003]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。

【發明內容】

[0004]本發明的目的是提供一種利用有機廢棄物制備車用燃氣的裝置，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。
[0005]本發明的一種利用有機廢棄物制備車用燃氣的裝置，包括預處理裝置、進料泵、加熱裝置、一次厭氧發酵罐裝置、二次厭氧發酵裝置、脫硫裝置、沼氣壓縮機、緩沖罐、三級過濾器、膜分離裝置、CNG壓縮機、加氣柱或加氣機以及連接管道；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與沼氣壓縮機的進氣口連接，所述沼氣壓縮機的出氣口與緩沖罐的進氣口連接，所述緩沖罐的出氣口與過濾器的進氣口連接，所屬過濾器的出氣口與加熱器的進氣口連接，所述加熱器的出氣口與膜分離組件的進氣口連接，所述膜組件的出氣口與CNG壓縮機的進氣口連接，CNG壓縮機的出氣口與加氣機或加氣柱連接。
[0006]進一步的，所述預處理裝置中設置粉碎裝置和除砂裝置。
[0007]進一步的，所述二次發酵裝置上設有具有儲存氣體功能的柔性氣柜。
[0008]進一步的，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。
[0009]進一步的，所述一次厭氧發酵裝置內設有攪拌裝置。
[0010]進一步的，所述沼氣壓縮機為無油潤滑壓縮機。[0011]進一步的，所述三級過濾器中第一級過濾精度是3微米，第二級過濾精度是I微米，第三級過濾精度是0.01微米。[0012]進一步的，所述膜分離裝置為三級分離，所述一級膜分離組件的進料口與加熱器的出料口連接，所述一級膜分離組件的頂端出料口與二級膜分離組件的進料口連接，所述一級膜分離組件的底端出料口與三級膜分離組件的進料口連接，所述二級膜分離組件的出料口與三級膜分離組件的出料口會合與CNG壓縮機的進料口連接。
[0013]進一步的，所述CNG壓縮機配置調壓閥。
[0014]本發明產生的有益效果為，相對于現有技術中制備車用燃氣物料形式單一的缺陷，本發明的裝置可將農村和城市有機廢棄物等多種原料通過厭氧發酵的方式產生沼氣，制得的沼氣中甲烷的含量> 97%，甲烷的純度達到99%以上，甲烷的損失率低于0.1%，完全滿足我國車用天然氣的標準，提高了沼氣的附加值，摒棄現有技術中沼氣作為戶用或者發電使用的效率低的缺點。
【具體實施方式】
[0015]本發明的一種利用有機廢棄物制備車用燃氣的裝置，包括預處理裝置、進料泵、加熱裝置、一次厭氧發酵罐裝置、二次厭氧發酵裝置、脫硫裝置、沼氣壓縮機、緩沖罐、三級過濾器、膜分離裝置、CNG壓縮機、加氣柱或加氣機以及連接管道；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與沼氣壓縮機的進氣口連接，所述沼氣壓縮機的出氣口與緩沖罐的進氣口連接，所述緩沖罐的出氣口與過濾器的進氣口連接，所屬過濾器的出氣口與加熱器的進氣口連接，所述加熱器的出氣口與膜分離組件的進氣口連接，所述膜組件的出氣口與CNG壓縮機的進氣口連接，CNG壓縮機的出氣口與加氣機或加氣柱連接。
[0016]將畜禽糞便:40噸/天，人類糞便:240噸/天，屠宰垃圾:2噸/天，廚余垃圾:12噸/天，污水:200噸/天，工業有機廢棄物:2噸/天，以及其他有機廢棄物2噸/天，按上述有機廢棄物的投入量投入到預處理池中，通過加污水或回流的沼液調配物料的總濃度，當固體含量濃度達到8%-12%時即可。預處理池中具有粉碎和除砂裝置，粉碎裝置需要對大顆粒有機物進行粉碎至顆粒小于4_，以便于輸送和發酵；同時除砂裝置對物料里的無機物進行去除。
[0017]將上述物料送入一次厭氧發酵罐及二次厭氧發酵罐，所述一次厭氧發酵罐為主發酵罐，大部分沼氣在主發酵罐中產生，所述二次厭氧發酵罐是將一次發酵罐中未發酵完全的剩余物進行再次發酵，產生少量沼氣。通過流體切割泵將上述調配好的物料進行進一步的破碎至粒徑均小于3mm，所述CSTR厭氧發酵裝置內設有攪拌裝置對物料進行攪拌以利于充分發酵，同時使用加熱裝置配合熱儲罐對CSTR厭氧發酵裝置內的溫度進行加熱，使其溫度維持在高溫55±2°，每天重復步驟(1)，多余的物料會通過溢流口自動溢流至二次發酵池中，高溫發酵時物料停留15天，CSTR厭氧發酵裝置中和二次發酵池中共可以產生14000Nm3/d沼氣。此時沼氣中主要成分為:CH4 50%_65%，CO2 30%_39%，H2S含量約為2000PPm,以及少量的其他雜質氣體。
[0018]所述脫硫裝置為生物脫硫裝置或填料為氧化鐵的干式脫硫裝置，脫硫后得到較純凈的沼氣中硫化氫的含量在50ppm左右。
[0019]所述沼氣壓縮機為無油潤滑壓縮機，可以減少潤滑油對沼氣的污染。
[0020]將具有上述壓力的沼氣送入緩沖罐進行緩沖，可以保證后續膜組件的分離過程維持穩定的運行壓力。
[0021]所述三級過濾器可以將沼氣中的固體雜質和油去除掉；其中過濾器中第一級過濾精度是3微米，第二級過濾精度是I微米，第三級過濾精度是0.01微米，過濾后最大殘余油份含量為0.01ppm w/w。
[0022]將過濾后潔凈干燥的沼氣經過加熱器加熱至50°C，送入到膜組件中對沼氣進行脫碳分離，膜分離裝置為三級分離，所述一級膜分離組件的進料口與加熱器的出料口連接，所述一級膜分離組件的頂端出料口與二級膜分離組件的進料口連接，所述一級膜分離組件的底端出料口與三級膜分離組件的進料口連接，所述二級膜分離組件的出料口與三級膜分離組件的出料口會合與CNG壓縮機的進料口連接，分離出的雜質氣體排放出該系統。
[0023]所述CNG壓縮機配置調壓閥，使最終的氣體輸出壓力適用不同的用氣壓力。
[0024] 本發明生產出的純凈的沼氣成份為甲烷含量> 97%，二氧化碳氣體< 3%，硫化氫含量< lOppm，含水率< 0.2g/Nm3。
【權利要求】
1.一種利用有機廢棄物制備車用燃氣的裝置，其特征在于:包括預處理裝置、進料泵、加熱裝置、一次厭氧發酵罐裝置、二次厭氧發酵裝置、脫硫裝置、沼氣壓縮機、緩沖罐、三級過濾器、膜分離裝置、CNG壓縮機、加氣柱或加氣機以及連接管道；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與沼氣壓縮機的進氣口連接，所述沼氣壓縮機的出氣口與緩沖罐的進氣口連接，所述緩沖罐的出氣口與過濾器的進氣口連接，所屬過濾器的出氣口與加熱器的進氣口連接，所述加熱器的出氣口與膜分離組件的進氣口連接，所述膜組件的出氣口與CNG壓縮機的進氣口連接，CNG壓縮機的出氣口與加氣機或加氣柱連接。
2.根據權利要求1所述的一種利用有機廢棄物制備車用燃氣的裝置，其特征在于:所述預處理裝 置中設置粉碎裝置和除砂裝置。
3.根據權利要求1所述的一種利用有機廢棄物制備車用燃氣的裝置，其特征在于:所述二次發酵裝置上設有具有儲存氣體功能的柔性氣柜。
4.根據權利要求1所述的一種利用有機廢棄物制備車用燃氣的裝置，其特征在于: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。
5.根據權利要求1所述的一種利用有機廢棄物制備車用燃氣的裝置，其特征在于:所述一次厭氧發酵裝置內設有攪拌裝置。
6.根據權利要求1所述的一種利用有機廢棄物制備車用燃氣的裝置，其特征在于:所述沼氣壓縮機為無油潤滑壓縮機。
7.根據權利要求1所述的一種利用有機廢棄物制備車用燃氣的裝置，其特征在于:所述三級過濾器中第一級過濾精度是3微米，第二級過濾精度是I微米，第三級過濾精度是0.01微米。
8.根據權利要求1所述的一種利用有機廢棄物制備車用燃氣的裝置，其特征在于:所述膜分離裝置為三級分離，所述一級膜分離組件的進料口與加熱器的出料口連接，所述一級膜分離組件的頂端出料口與二級膜分離組件的進料口連接，所述一級膜分離組件的底端出料口與三級膜分離組件的進料口連接，所述二級膜分離組件的出料口與三級膜分離組件的出料口會合與CNG壓縮機的進料口連接。
9.根據權利要求1所述的一種利用有機廢棄物制備車用燃氣的裝置，其特征在于:所述CNG壓縮機配置調壓閥。
【文檔編號】C12M1/107GK103667024SQ201310581966
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年11月20日 優先權日:2013年11月20日
【發明者】趙明, 劉林 申請人:青島天人環境股份有限公司