CN206308320U - 一种高效节能沼气纯化与增压一体化装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种高效节能沼气纯化与增压一体化装置，采用脱硫罐将升压后沼气中的H₂S进行有效分离，采用一台五级活塞式压缩机3增压，沼气经由1、2级气缸压缩，经由缓冲罐、干燥机、精密过滤器，抑制脉动并去除沼气中的油和水，再经由一级膜分离装置、二级膜分离装置对过滤后的沼气进行纯化，分离出其中的CO₂等气体，纯化后的沼气大部分经由3、4、5级气缸压缩增压，另有小部分沼气经过回流管道再次进入五级活塞式压缩机。本实用新型实现了可靠的稳定性和安全性，具有多级压缩、变频节能、容量调节、结构紧凑、性能可靠等诸多特点。

Description

一种高效节能沼气纯化与增压一体化装置

技术领域

本实用新型涉及一种高效节能沼气纯化与增压一体化装置。

背景技术

沼气增压装置是专门针对沼气而设计的成套装备系统，集沼气提纯和增压于一体，提高沼气品质，改善沼气压力不足的现象，广泛用于各类沼气池和远距离输送沼气。中国石油、天然气和煤炭将在50年、100年和200年内消耗殆尽，且化石能源使用会带来的环境污染和温室气体排放，沼气是一种清洁能源，政府对沼气建设始终给予了高度的重视和大力支持，经过20多年的努力建设，在农村已取得了举世瞩目的成就，规模和技术水平都取得了很大的发展，在工业应用领域，沼气依然也是一种极具优势的清洁能源，该领域势必会迎来更大的发展契机，沼气行业对增压提纯装置的需求也将会越来越高，更高的压力、更齐全的配置、更安全的设计、更小的占地面积，是沼气增压装置的发展方向。

目前市场上的沼气提纯增压普遍采用一套较为庞大的系统，主要采用风机做一级初步增压，然后脱硫，再经过二级活塞压缩机或螺杆压缩机增压至中间压力，经提纯后经三级活塞压缩机增压至工作压力，其二级、三级增压采用两台压缩机，每台压缩机配置单独的电机，整个系统占地面积大，效率低，而我公司的新型高效节能沼气纯化与增压一体化装置，在初步增压后只需要采用一台五级活塞式压缩机，配置一台变频电机，所有设备集成设计组装，具有高效节能、占地面积小的优点，顺应行业发展需要。

实用新型内容

本实用新型提出一种高效节能沼气纯化与增压一体化装置，通过一体化设计、整体焊接、模块化组装成撬，具有多级压缩、变频节能、容量调节、紧凑可靠、占地面积小等诸多特点，实现可靠的稳定性和安全性。

本实用新型具体是通过以下技术方案来实现的：

一种高效节能沼气纯化与增压一体化装置，包括底座上安装的罗茨鼓风机、脱硫罐、五级活塞式压缩机、第一排气缓冲罐、干燥机、精密过滤器、一级膜分离装置、二级膜分离装置、三级进气缓冲罐、第三排气缓冲罐、一级风冷沼气冷却器、二级风冷沼气冷却器、三级风冷沼气冷却器、四级风冷沼气冷却器、五级风冷沼气冷却器，所述罗茨鼓风机将升压后的沼气通过排气管接入脱硫罐，所述脱硫罐通过管道将沼气接入五级活塞式压缩机一级进气口，所述五级活塞式压缩机一级排气口设置一级风冷沼气冷却器，一级风冷沼气冷却器后接五级活塞式压缩机二级进气口，所述五级活塞式压缩机二级排气口接入二级风冷沼气冷却器，所述二级风冷沼气冷却器后接有第一排气缓冲罐；所述二级排气缓冲罐通过管道依次连接干燥机、精密过滤器、一级膜分离装置、二级膜分离装置和三级进气缓冲罐；所述三级进气缓冲罐通过管道连接五级活塞式压缩机三级进气口、五级活塞式压缩机三级排气口连接三级风冷沼气冷却器、三级风冷沼气冷却器连接五级活塞式压缩机四级进气口，五级活塞式压缩机四级排气口连接四级风冷沼气冷却器、四级风冷沼气冷却器连接五级活塞式压缩机五级进气口，五级活塞式压缩机五级排气口连接五级风冷沼气冷却器，所述五级风冷沼气冷却器连接至第三排气缓冲罐。

优选地，所述罗茨鼓风机和脱硫罐之间设有前置换热器。

优选地，所述二级膜分离装置设置有回流管道，回流管道接入五级活塞式压缩机一级进气口。

优选地，所述五级活塞式压缩机采用一台高效电机，在一、二级压缩至13bar之后，对沼气进行纯化，然后再经三、四、五级压缩升压至250bar。

本实用新型产生的有益效果为：(1)、对传统的分离式机组系统进行集约化设计，一个设备实现原有多个设备才可实现的功能，体积小巧，占地面积小，功能齐全；(2)、使用整体底座为基础，底座全焊接结构，设备稳定性好；(3)使用一台五级活塞式压缩机搭配一台变频电机，取代以往多台压缩机、多台电机的设计，高效节能；(4)采用脱硫装置、冷干机、高精度过滤器、两级膜分离装置等多种设备提纯沼气，保证最终用气的高品质、高稳定性的要求。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型的核心概要处理结构示意图

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示一种高效节能沼气纯化与增压一体化装置，包括底座上安装的罗茨鼓风机1、脱硫罐2、五级活塞式压缩机3、第一排气缓冲罐4、干燥机5、精密过滤器6、一级膜分离装置7、二级膜分离装置8、三级进气缓冲罐9、第三排气缓冲罐10、一级风冷沼气冷却器11、二级风冷沼气冷却器12、三级风冷沼气冷却器13、四级风冷沼气冷却器14、五级风冷沼气冷却器15，所述罗茨鼓风机1将升压后的沼气通过排气管接入脱硫罐2，所述脱硫罐2通过管道将沼气接入五级活塞式压缩机3一级进气口，所述五级活塞式压缩机3一级排气口设置一级风冷沼气冷却器11，一级风冷沼气冷却器11后接五级活塞式压缩机3二级进气口，所述五级活塞式压缩机3二级排气口接入二级风冷沼气冷却器12，所述二级风冷沼气冷却器12后接有第一排气缓冲罐4；所述二级排气缓冲罐4通过管道依次连接干燥机5、精密过滤器6、一级膜分离装置7、二级膜分离装置8和三级进气缓冲罐9；所述三级进气缓冲罐9通过管道连接五级活塞式压缩机3三级进气口、五级活塞式压缩机3三级排气口连接三级风冷沼气冷却器13、三级风冷沼气冷却器13连接五级活塞式压缩机3四级进气口，五级活塞式压缩机3四级排气口连接四级风冷沼气冷却器14、四级风冷沼气冷却器14连接五级活塞式压缩机3五级进气口，五级活塞式压缩机3五级排气口连接五级风冷沼气冷却器15，所述五级风冷沼气冷却器15连接至第三排气缓冲罐10；所述罗茨鼓风机1和脱硫罐2之间设有前置换热器16，所述二级膜分离装置8设置有回流管道17，回流管道17接入五级活塞式压缩机3一级进气口。

如图2所示本实用新型的处理的核心概要图，五级活塞式压缩机采用一台高效电机20，在一、二级压缩系统18升压至13bar之后，在沼气纯化膜分离系统19对沼气进行纯化，然后再经三、四、五级压缩系统21升压至250bar，实现了一台电机取代现有多台电机才能实现的功能。其中一、二级压缩系统18包含本实施例中五级活塞式压缩机3一级、二级压缩过程，三、四、五级压缩系统21包括本实施例中的五级活塞式压缩机3三级、四级、五级压缩过程；沼气纯化膜分离系统19至少包括一级膜分离装置7、二级膜分离装置8、干燥机5、精密过滤器6等设备出去沼气中的油和水，并对沼气提纯的装置。整个压缩过程中，采用一台高效率的电机实现多级压缩的功能，取代以往多台压缩机、多台电机的设计，高效节能。

本实施例中沼气流量500～1000Nm3/h，进气压力0.05bar.g，排气压力250bar.g，采用一台罗茨风机将0.05bar.g的沼气升压至1bar.g，采用脱硫罐将升压后沼气中的H₂S进行有效分离，采用一台五级活塞式压缩机3增压，沼气经由1、2级气缸压缩，压力自1bar.g增压至18bar.g，经由缓冲罐10、干燥机5、精密过滤器6，抑制脉动并去除沼气中的油和水，再经由一级膜分离装置7、二级膜分离装置8对过滤后的沼气进行提纯，分离出其中的CO₂等气体，纯化后的沼气大部分经由3、4、5级气缸压缩增压至250bar.g，另有小部分沼气经过回流管道17再次进入五级活塞式压缩机。

整机采用防爆变频电机，主机与电机联轴器直连，在流程区间合理配套缓冲罐用以抑制脉动，同时采用5套风冷沼气换热器，将每一级的排气温度降至40℃；采用定制的油润滑系统，搭配风冷式油冷却器，设置油温控制阀、油压控制阀、油温传感器、油位指示器、油滤差压表等以确保油路系统的稳定可靠；本实用新型通过提纯压缩一体化防爆集成设计，撬装结构，高效节能，结构紧凑，亦可采用集装箱整体撬装，配置多套温度、压力监控监视设备，控制系统高度智能化设计；本实用新型实现了可靠的稳定性和安全性，具有多级压缩、变频节能、容量调节、结构紧凑、性能可靠等诸多特点。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种高效节能沼气纯化与增压一体化装置，其特征在于，包括底座上安装的罗茨鼓风机(1)、脱硫罐(2)、五级活塞式压缩机(3)、第一排气缓冲罐(4)、干燥机(5)、精密过滤器(6)、一级膜分离装置(7)、二级膜分离装置(8)、三级进气缓冲罐(9)、第三排气缓冲罐(10)、一级风冷沼气冷却器(11)、二级风冷沼气冷却器(12)、三级风冷沼气冷却器(13)、四级风冷沼气冷却器(14)、五级风冷沼气冷却器(15)，所述罗茨鼓风机(1)将升压后的沼气通过排气管接入脱硫罐(2)，所述脱硫罐(2)通过管道将沼气接入五级活塞式压缩机(3)一级进气口，所述五级活塞式压缩机(3)一级排气口设置一级风冷沼气冷却器(11)，一级风冷沼气冷却器(11)后接五级活塞式压缩机(3)二级进气口，所述五级活塞式压缩机(3)二级排气口接入二级风冷沼气冷却器(12)，所述二级风冷沼气冷却器(12)后接有第一排气缓冲罐(4)；所述二级排气缓冲罐(4)通过管道依次连接干燥机(5)、精密过滤器(6)、一级膜分离装置(7)、二级膜分离装置(8)和三级进气缓冲罐(9)；所述三级进气缓冲罐(9)通过管道连接五级活塞式压缩机(3)三级进气口、五级活塞式压缩机(3)三级排气口连接三级风冷沼气冷却器(13)、三级风冷沼气冷却器(13)连接五级活塞式压缩机(3)四级进气口，五级活塞式压缩机(3)四级排气口连接四级风冷沼气冷却器(14)、四级风冷沼气冷却器(14)连接五级活塞式压缩机(3)五级进气口，五级活塞式压缩机(3)五级排气口连接五级风冷沼气冷却器(15)，所述五级风冷沼气冷却器(15)连接至第三排气缓冲罐(10)。

2.如权利要求1所述的一种高效节能沼气纯化与增压一体化装置，其特征在于，所述罗茨鼓风机(1)和脱硫罐(2)之间设有前置换热器(16)。

3.如权利要求1所述的一种高效节能沼气纯化与增压一体化装置，其特征在于，所述二级膜分离装置(8)设置有回流管道(17)，回流管道(17)接入五级活塞式压缩机(3)一级进气口。

4.如权利要求1所述的一种高效节能沼气纯化与增压一体化装置，其特征在于，所述五级活塞式压缩机采用一台高效电机，在一、二级压缩至13bar之后，对沼气进行纯化，然后再经三、四、五级压缩升压至250bar。