CN101037628A - 利用沼气生产汽车燃气新工艺 - Google Patents

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孙法雄
张仁江
杨留成
陈有良
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孙法雄
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本发明公开了一种利用沼气生产汽车燃气新工艺,该工艺主要由沼气采集系统,沼气输送系统,沼气净化系统及沼气压缩、加气系统组成,其特征在于,将沼气净化系统进行改进,采用碱性液体和螺旋管处理沼气中的CO2、H2S;首先使沼气从底部进气口进入注满碱性液体的螺旋管中,使沼气中CO2、H2S充分地与碱性液体接触、被碱性液体吸收,并通过调节碱性储液罐阀门不断地使碱性液体匀速注入螺旋管中,以使碱性液体浓度保持稳定;同时使螺旋管中的碱性液体以一定的速度由下排出口排出,排出的碱性液体经沉降后,由地泵压入碱性性储液罐中,实现碱性液体的循环利用;然后将净化后的沼气经输出口注入除湿器中,除湿后注入储气罐中,经压气泵泵入汽车钢瓶中。采用该工艺制得的沼气用作汽车燃气达到了较好的使用效果,可以替代车用天然气,具有很好的应用前景,对改善农村的生活环境,促进生态平衡,开发农村新能源,发展农村经济起到了推进作用。

Description

利用沼气生产汽车燃气新工艺
技术领域
本发明涉及能源再利用生产新工艺,尤其涉及一种汽车燃气生产新工艺。
背景技术
车用汽油属于不可再生资源,我国属于贫油国,石油资源匮乏,目前我国的石油拥有量与日益增加的车用汽油消费量之间矛盾突出,且汽车所排尾气对大气已造成严重环境污染,含铅、苯等致癌物质,对人体健康危害很大。为此,开发新的环保型替代能源已迫在眉睫。目前已有环保型燃气比如天然气作为汽油燃料的替代品,但天燃气加气站数量有限,城市时常出现汽车排队加气现象,而且在没有天然气加气站的广大农村,由于气源的限制,难以推广双燃气料汽车,为此,开发新型环保型汽车用燃气具有重要意义。
沼气在目前属潜在的环保待开发利用能源,其含有可燃性气体甲烷,而且甲烷占沼气主要成分的50%-70%,二氧化碳为30%-40%,还有少量的氧气(O2)、氮气(N2)、氢气(H2)和硫化氢(H2S),来源不同成分稍有差异。若能经过处理,具有潜在的汽车燃气利用价值。而且沼气属于一种可再生资源,原料来源广泛,只要有人类活动的地方、动物粪便产生的地方及废弃物秸秆,在太阳光的热合作用下就可以产生沼气,目前在政府的大力扶持下农村修建了大量的小型沼气池,其所产沼气已能满足日常生活所需,如做饭、洗衣、照明等,但当气温升高,产气增多不能用尽时,多被排入空气对大气造成新的污染,所以开发利用沼气作为汽车燃气已势在必行,不仅可以缓解城市汽车用气难的局面,还可以在广大农村很好地推广双燃料汽车,将废物变废为宝,缓解能源紧张的局面,并减少环境污染,这对改善农村的生活环境,促进生态平衡,开发农村新能源,发展农村经济起到了推进作用。
发明内容
本发明目的在于提供一种利用沼气生产汽车燃气新工艺,由此开发出一种新型环保型汽车燃气,缓解汽车用天然气紧张局面,并促进燃气汽车在广大农村的推广普及。
为实现本发明目的,技术方案如下:
该工艺主要由沼气采集系统,沼气输送系统,沼气净化系统及沼气压缩、加气系统组成,其特征在于,对沼气净化系统进行改进,因为沼气净化后入室燃烧很重要。净化是为了清除沼气中的不利成份CO2,它占沼气中1/3左右(甚至更多)。另外需脱除沼气中的硫化氢,它在沼气中含量虽然少,但是对发动机的影响大,燃烧后产生“SO3”酸根,腐蚀发动机零部件特别是气盖、气缸、活塞环及轴瓦等,减少发动机寿命。所以为提高沼气在汽车发动机上的燃用效果及长期可靠的燃用沼气,沼气在进入发动机之前必须经过净化-----从沼气中脱除CO2、H2S和水。
实践证明,N2+CO2的含量愈低,则沼气热值增加,着火温度降低,燃烧速度愈快,对沼气燃烧作功有利。反之,沼气中甲烷含量低,N2+CO2的含量高,沼气的热值降低,着火温度升高,燃烧速度慢,且发动机高难度气系数降低,容积高效率降低,则沼气在发动机上燃用效果差。
该沼气净化系统采用碱性液体和螺旋管处理沼气中的CO2、H2S;首先使沼气从底部进气口进入注满碱性液体的螺旋管中,使沼气中CO2、H2S充分地与碱性液体接触、被碱性液体吸收,并通过调节碱性性储液罐阀门不断地使碱性液体匀速注入螺旋管中,以使碱性液体浓度保持稳定;同时使螺旋管中的碱性液体以一定的速度由下排出口排出,排出的碱性液体经沉降后,由地泵压入碱性性储液罐中,实现碱性液体的循环利用;然后将净化后的沼气经输出口注入除湿器中,除湿后注入储气罐中,经压气泵泵入汽车钢瓶中。
所述的碱性液体为氢氧化钙或氢氧化钠;除湿器中除湿剂为氯化钙或氧化钙及干燥分子筛。
采用本发明净化工艺,通过氢氧化钠或氢氧化钙碱性液体循环过滤,使CO2、H2S与碱性液体在螺旋管中充分接触反应,达到了较好的去除效果。经过该工艺处理的沼气达到目前国家认可的车用天然气使用标准,可用于汽车燃气。经本工艺处理后沼气与车用天然气气体成分对比表如下:
经科学试验及实践证明,CH4含量超过50%的CH4和CO2混合气体就可以代替汽油作为汽车燃料,且更为安全。
本发明技术创新处在于,采用碱性液体在常温常压下一次性处理沼气中CO2、H2S并循环利用碱性液体;将净化除杂管道设计为螺旋型管道,并使沼气由下进气口进入,增加了气体与碱性液体的接触时间,使CO2、H2S与碱性液体充分反应,取得较好的净化效果。
另外,含甲烷的工业废气也可以采用该净化工艺进行处理。
该工艺有以下优点:净化工艺流程简单、设备数量少;环形螺旋管净化装置看似简单易行,但确能很好保证气液对流,延长接触时间,使气液得以充分反应,气体得到很好净化;节能、环保、废物利用,生产利用可再生能源;占地面积小,投资小见效快。
附图说明
图为本发明工艺流程图。
具体实施方式
为对该工艺进行更好的说明,举实施例如下:
沼气能源可从农业有机废物,人畜粪便,工业有机废水和废物,城镇地下水道污水、污泥的发酵处理以及城市垃圾堆埋的发酵获得。本发明将获得的沼气经沼气采集系统,沼气输送系统,进入本发明沼气净化系统,首先使沼气从底部进气口进入注满碱性液体的螺旋管中,使沼气中CO2、H2S充分地与碱性液体接触反应、被碱性液体吸收,此时,通过调节碱性性储液罐阀门不断地使碱性液体匀速注入螺旋管中,以使碱性液体浓度保持稳定;同时使螺旋管中的碱性液体以一定的速度由下排出口排出,排出的碱性液体经沉降后,由地泵压入碱性性储液罐中,使碱性液体的循环利用;然后将净化后的沼气经输出口注入除湿器中,除湿后注入储气罐中,经压气泵泵入汽车钢瓶中。
将净化后的沼气加压注入压力容器中,注入双燃料长安汽车气瓶中,启动、加速、运行一切正常,性能良好,经处理后的壹立方气体(常温常压下)在平坦的省一级公路上行驶20km,与汽油天然气相比,无异常现象,尾气中无黑烟排出,经尾气检测,与天然气汽车尾气相比无任何差异,试验气车型号:sc6330s,数量:10辆。
在同等条件下,将壹立方的天然气进行试验,行驶距离为19km。
采用该工艺制得的沼气用作汽车燃气达到了较好的使用效果,可以替代车用天然气,具有很好的应用前景。

Claims (2)

1、利用沼气生产汽车燃气新工艺,该工艺主要由沼气采集系统,沼气输送系统,沼气净化系统及沼气压缩、加气系统组成,其特征在于,将沼气净化系统进行改进,采用碱性液体和螺旋管处理沼气中的CO2、H2S;首先使沼气从底部进气口进入注满碱性液体的螺旋管中,使沼气中CO2、H2S充分地与碱性液体接触、被碱性液体吸收,并通过调节碱性性储液罐阀门不断地使碱性液体匀速注入螺旋管中,以使碱性液体浓度保持稳定;同时使螺旋管中的碱性液体以一定的速度由下排出口排出,排出的碱性液体经沉降后,由地泵压入碱性性储液罐中,实现碱性液体的循环利用;然后将净化后的沼气经输出口注入除湿器中,除湿后注入储气罐中,经压气泵泵入汽车钢瓶中。
2、利用沼气生产汽车燃气新工艺,其特征在于,所述的碱性液体为氢氧化钙或氢氧化钠;除湿器中除湿剂为氯化钙或氧化钙及干燥分子筛。
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