一种车载式沼气压缩分离液化罐装机转让专利

申请号 : CN201710009125.4

文献号 : CN106675681B

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发明人 : 张永北张爱诚罗靖

申请人 : 海南北鸥生物能源开发有限公司

摘要 :

本发明为一种车载式沼气压缩分离液化罐装机,包括:运载车、罐装机机组,所述罐装机机组安装在所述运载车上,所述罐装机机组包括脱硫塔、脱碳水洗罐、脱水罐、沼气液化罐、高压注水泵,通过管道依次串联形成主气路;所述罐装机机组还包括压缩机,所述压缩机为四或五级压缩机,其第一组压缩机串联在所述脱硫塔、脱碳水洗罐之间,将沼气压缩至8MPa,获得干燥生物燃气和液化二氧化碳;第二组串联在所述脱水罐、沼气液化罐之间,经两级压缩,将所获干燥生物燃气压缩之25MPa,最后在液化罐内与液化助剂混合液化,产生液化生物燃气;本发明解决了在完成沼气的净化、分离、提纯、罐装,实现设备小型化并可车载的关键技术难题。

权利要求 :

1.一种车载式沼气压缩分离液化罐装机,包括:运载车(1)、罐装机机组(10),所述罐装机机组(10)安装在所述运载车(1)的平台上,其特征在于:所述罐装机机组(10)包括脱硫塔(3)、水洗脱碳罐(4)、脱水罐(5)、沼气液化罐(6),通过管道依次串联构成;

所述罐装机机组(10)还包括压缩机(2),所述压缩机(2)分为两组,第一组串联在所述脱硫塔(3)、水洗脱碳罐(4)之间,第二组串联在所述脱水罐(5)、沼气液化罐(6)之间;

所述水洗脱碳罐(4)为立式隔板式水洗罐,其为封闭罐体,内部竖直设置有纵隔板(49)将罐体内分为前后两个半区,所述纵隔板(49)一侧与所述水洗脱碳罐(4)内壁连接固定封死,另一侧与所述水洗脱碳罐(4)内壁留有间隙(410);所述水洗脱碳罐(4)罐体内沿上下方向水平设置有多个水洗脱碳罐横隔板(48),相邻横隔板之间区域被纵隔板隔开两半,每个所述水洗脱碳罐横隔板(48)均设置有开口,上下相邻的所述水洗脱碳罐横隔板开口分置于前后半区,且所述开口设置于所述纵隔板(49)封死端;所述水洗脱碳罐(4)底部设置有水洗脱碳罐排液口(42),顶部设置有水洗脱碳罐排气口(41),侧壁上方设置有水洗脱碳罐进液口(43),所述水洗脱碳罐进液口(43)外接纯净水水源,罐体侧壁下方设置有水洗脱碳罐进气口(44),所述水洗脱碳罐进气口(44)为水平插入罐体的长管,其插入的里端头封闭,插入段长管上设置有通气微孔(47),并外接第一组所述压缩机出气端。

2.根据权利要求1所述的一种车载式沼气压缩分离液化罐装机,其特征在于:所述压缩机(2)为五级压缩机,一二三级压缩机 串联后为所述第一组压缩机,四五级压缩机 串联后为所述第二组压缩机;经过所述的第一组压缩机压缩后的脱硫沼气气体压力至7-8MPa进入所述水洗脱碳罐(4);经过所述的第二组压缩机压缩后的脱水甲烷气体压力至25MPa进入所述沼气液化罐(6)。

3.根据权利要求1或2所述的一种车载式沼气压缩分离液化罐装机,其特征在于:所述脱硫塔(3)、水洗脱碳罐(4)并排设置于所述运载车(1)平台前方并固定于支架上,卧式的所述沼气液化罐(6)、所述脱水罐(5)各均为两台并前后平行设置于所述运载车(1)后方,两台所述脱水罐(5)通过支架(100)悬于所述沼气液化罐(6)正上方设置,所述压缩机(2)置于所述脱硫塔(3)与沼气液化罐(6)之间;

所述脱硫塔(3)上部的进气口(31)外接沼气源,其下部出气口(32)通过脱硫沼气管道(8)连接所述第一组压缩机的进气端,所述第一组压缩机的出气端与所述水洗脱碳罐(4)下部的进气口(44)通过第一组压缩气管道一(91)连接,所述水洗脱碳罐(4)顶部排气口(41)通过第一组压缩气管道二(92)并联连接两个所述脱水罐(5)一端的脱水罐进气口(52),两个所述脱水罐(5)另一端的脱水罐出气口(51)并联后通过第一组压缩气管道三(93)连接所述第二组压缩机的进气端,所述第二组压缩机的出气端通过第二组压缩气管道(101)连接所述沼气液化罐(6)顶部的高压输气管入口(65)。

4.根据权利要求2所述的一种车载式沼气压缩分离液化罐装机,其特征在于:所述脱硫塔(3)为立式的封闭罐体,内置数个横隔板,相邻横隔板交错设置缺口,并略向缺口端下倾,其塔体内填充脱硫剂,并设置有进气口(31)、出气口(32)、进料口(33)、出料口(34),所述脱硫塔的进气口(31)外接沼气源,所述出气口(32)连接所述第一组压缩机进气端;所述进气口(31)、出气口(32)为长管插接而成,所述进料口(33)位于罐体顶部竖直设置,所述进料口(33)侧壁上水平插接并连通所述进气口(31),所述出料口(34)位于罐体底部竖直设置,所述出料口(34)侧壁上水平插接连通所述出气口(32)。

5.根据权利要求1或2所述的一种车载式沼气压缩分离液化罐装机,其特征在于:所述脱水罐(5)为卧式的封闭罐体,其内部纵向竖直设置有竖隔板(58)将罐体内分为前后两个半区,所述竖隔板(58)顶部与罐体内壁连接固定,底部与罐体内壁留有间隙,所述脱水罐(5)内部填充脱水吸附剂并沿左右方向相互平行且竖直设置有多个脱水罐横隔板(57),相邻横隔板之间区域被纵隔板隔开两半,每个所述脱水罐横隔板(57)顶部均设置有开口,相邻所述脱水罐横隔板(57)的开口分置于前后两个半区,所述脱水罐(5)左右两端分别设置有脱水罐进气口(52)、脱水罐出气口(51),所述脱水罐进气口(52)连接所述水洗脱碳罐排气口(41),所述脱水罐出气口(51)连接所述压缩机(2)的第二组压缩机进气端,顶部设置有脱水罐进料口(53)、底部设置有脱水罐出料口(54);所述脱水罐(5)为并联的两台交替使用,相邻所述脱水罐横隔板(57)之间均设置有所述脱水罐进料口(53)、脱水罐出料口(54),相邻所述脱水罐进料口(53)分置于所述脱水罐上方并被横隔板(58)隔开前后半区并列排布。

6.根据权利要求1或2所述的一种车载式沼气压缩分离液化罐装机,其特征在于:所述沼气液化罐(6)为立式封闭罐体,罐体内底部填充有液化助剂(67),所述沼气液化罐(6)底部设置有液料进出口(64),顶部设置有高压输气管入口(65),所述高压输气管入口(65)为内置的高压输气管,所述高压输气管由顶部竖直设置的一段单管和由其底部分出左右两路竖直设置的高压输气管支管(651)构成,所述高压输气管支管的底端浸在所述液化助剂(67)中并连通横向设置的水平高压输气管支管(652),所述水平高压输气管支管(652)上设置有高压微孔,所述液料进出口(64)为L型通道且其开口朝向水平方向,其竖直通道内设置进液料管(641),所述进液料管(641)底端为进液口位于所述竖直通道外,所述进出液料管(641)顶端延至所述沼气液化罐(6)内的顶部,所述进出液料管上部设置有高压微孔,所述高压输气管入口(65)连接所述压缩机(2)的第二组压缩机的出气端,所述沼气液化罐(6)顶部设置有安全阀、压力表,所述沼气液化罐(6)为两台并联交替使用,所述沼气液化罐(6)为两台并联交替使用。

7.根据权利要求6所述的一种车载式沼气压缩分离液化罐装机,其特征在于:所述液化助剂为五碳以上烷烃或者烯烃液化助剂,体积占罐体溶积1/5-2/5,所述液化助剂为2,2二甲基丙烷和异构十二烷或2-甲基丁烷和异构十二烷的混合物中的一种,所述的混合物中2,

2二甲基丙烷和异构十二烷重量份数比为5~10:5~0,所述的混合物中2-甲基丁烷和异构十二烷重量份数比为5~10:5~0。

8.一种权利要求1所述的车载式沼气压缩分离液化罐装机的车载式沼气压缩分离液化方法,其特征在于:各步骤如下,以下各步骤在常温下进行:

步骤一:将待处理的沼气通过进气口(31)通入脱硫塔(3)内,所述脱硫塔(3)内填充的脱硫剂与待处理的沼气进行反应吸附脱硫,沼气被脱硫净化;

步骤二:将步骤一脱硫后的沼气通过所述脱硫塔的出气口(32)排出并通入压缩机的第一组压缩机,压缩后气体压力为8.0MPa,沼气被第一组压缩后增压;

步骤三:将步骤二中增压后的沼气通过水洗脱碳罐进气口(44)通入所述水洗脱碳罐(4)内,通过所述水洗脱碳罐进液口(43)通入纯净水,沼气与纯净水在所述水洗脱碳罐(4)内混合反应,与纯净水混合反应后得到的二氧化碳的水溶液,通过所述水洗脱碳罐排液口(42)排出,经脱碳分离后的沼气即是生物燃气通过水洗脱碳罐排气口(41)排出;

步骤四:将步骤三中脱碳后排出的生物燃气通过脱水罐进气口(52)通入所述脱水罐(5)内,与其内填充的脱水吸附剂进行吸附脱水反应,脱水反应后获得的干燥生物燃气通过所述脱水罐出气口(51)排出;

步骤五:将步骤四排出的生物燃气通过所述压缩机的第二组压缩机进一步加压,压缩后气体压力为25MPa,生物燃气被第二组压缩后加压;

步骤六:将步骤五中加压后的干燥生物燃气再通过高压输气管入口(65)通入所述沼气液化罐(6)内,干燥生物燃气与液化助剂(67)进行混合后,生物燃气被液化储存;

所述液化助剂为五碳以上烷烃或者烯烃液化助剂,体积占罐体溶积1/5-2/5,所述液化助剂为2,2二甲基丙烷和异构十二烷或2-甲基丁烷和异构十二烷的混合物中的一种,2,2二甲基丙烷和异构十二烷或2-甲基丁烷和异构十二烷混合物的重量份数比均为5~10:5~0。

说明书 :

一种车载式沼气压缩分离液化罐装机

技术领域

[0001] 本发明涉及能够驱使移动到沼气产地,就地将沼气净化、压缩、分离、液化、罐装,产出液态二氧化碳和液化甲烷的装置,具体是指一种车载式沼气压缩分离液化罐装机。

背景技术

[0002] 我国当前沼气生产已有较坚实的基础。农村沼气普及率较高,大型沼气开发也积累了一定的基础。充分利用资源量巨大的农林废弃物转化为沼气,发展生物燃气产业,可直接用于汽车燃料,技术成熟,操作简便,成本较低,燃烧热值较高,效果较好,有希望大规模发展。沼气净化提纯的生物燃气,主要成分为甲烷,与天然气完全相同,用于汽车燃料原理与天然气完全一致,技术已相当成熟,国际上已在北欧一些国家如瑞典普及。我国天然气汽车已在许多地区推广普及,为生物燃气开车奠定了良好基础。
[0003] 但是,农林秸秆废弃物转化车用生物燃气,同样也要面对农林废弃物资源高度分散所带来的规模化转化系列难题。大规模集中处理农林废弃物,发展大型集约化工厂生产,存在资源高度分散、季节过于集中、收储运困难等导致产业盈利能力弱,成为无法可持续发展的局限性。因此,人们在探讨集成联网式大型沼气工程(CN101724659A),转变大型集约化的方式,以分散就地处理的适度规模沼气发酵装置(CN105087655A),就地将农林废弃物转化沼气,采用管网系统收集、输送沼气至加工点,再配以车载式沼气加工装置(CN101949633A),实现沼气加工流动作业,沼渣就地还田,从而大幅度节省沼气工程设施投入,减少沼气工程运营成本,提高沼气生产效率。
[0004] 在这套大型沼气工程系统中,其核心技术的车载式沼气提纯、液化罐装设备,需要配置深冷设备及其隔热保温设备体积大、造价高。所以亟需一种车载式沼气压缩分离液化罐装机,来解决在完成沼气的净化、分离、提纯、罐装的基础上,实现设备小型化、造价低并可车载的技术问题。

发明内容

[0005] 本发明的目的在于提供一种车载式沼气压缩分离液化罐装机,来解决在完成沼气的净化、分离、提纯、罐装的基础上,实现设备小型化并可车载的技术问题。
[0006] 本发明采用以下的技术方案:
[0007] 一种车载式沼气压缩分离液化罐装机,包括:运载车(1)、罐装机机组(10),所述罐装机机组(10)安装在所述运载车(1)的平台上,其特征在于:所述罐装机机组(10)包括脱硫塔(3)、水洗脱碳罐(4)、脱水罐(5)、沼气液化罐(6),通过管道依次串联构成;
[0008] 所述罐装机机组(10)还包括压缩机(2),所述压缩机(2)分为两组,第一组串联在所述脱硫塔(3)、水洗脱碳罐(4)之间,第二组串联在所述脱水罐(5)、沼气液化罐(6)之间。
[0009] 所述压缩机(2)为五级压缩机,一二三级压缩串联后为所述第一组压缩机,四五级压缩串联后为所述第二组压缩机;经过所述的第一组压缩机(2)压缩后的脱硫沼气气体压力至7-8MPa进入所述水洗脱碳罐(4);经过所述的第二组压缩机(2)压缩后的脱水甲烷气体压力至25MPa进入所述沼气液化罐(6)。
[0010] 所述脱硫塔(3)、水洗脱碳罐(4)并排设置于所述运载车(1)平台前方并固定于支架上,卧式的所述沼气液化罐(6)、所述脱水罐(5)各均为两台并前后平行设置于所述运载车(1)后方,两台所述脱水罐(5)通过支架(100)悬于所述沼气液化罐(6)正上方设置,所述压缩机(2)置于所述脱硫塔(3)与沼气液化罐(6)之间;
[0011] 所述脱硫塔(3)上部的进气口(31)外接沼气源,其下部出气口(32)通过脱硫沼气管道(8)连接所述第一组压缩机(2)的进气端,所述第一组压缩机(2)的出气端与所述水洗脱碳罐(4)下部的进气口(44)通过第一组压缩气管道一(91)连接,所述水洗脱碳罐(4)顶部排气口(41)通过第一组压缩气管道二(92)并联连接两个所述脱水罐(5)一端的脱水罐进气口(52),两个所述脱水罐(5)另一端的脱水罐出气口(51)并联后通过第一组压缩气管道三(93)连接所述第二组压缩机(2)的进气端,所述第二组压缩机(2)的出气端通过第二组压缩气管道(101)连接所述沼气液化罐(6)顶部的高压输气管入口(65)。
[0012] 所述脱硫塔(3)为立式的封闭罐体,内置数个横隔板,相邻横隔板交错设置缺口,并略向缺口端下倾,其塔体内填充脱硫剂,并设置有进气口(31)、出气口(32)、进料口(33)、出料口(34),所述脱硫塔的进气口(31)外接沼气源,所述出气口(32)连接所述第一组压缩机(2)进气端;所述进气口(31)、出气口(32)为长管插接而成,所述进料口(33)位于罐体顶部竖直设置,所述进料口(33)侧壁上水平插接并连通所述进气口(31),所述出料口(34)位于罐体底部竖直设置,所述出料口(34)侧壁上水平插接连通所述出气口(32)。
[0013] 所述水洗脱碳罐(4)为立式隔板式水洗罐,其为封闭罐体,内部竖直设置有纵隔板(49)将罐体内分为前后两个半区,所述纵隔板(49)一侧与所述水洗脱碳罐(4)内壁连接固定封死,另一侧与所述水洗脱碳罐(4)内壁留有间隙(410);所述水洗脱碳罐(4)罐体内沿上下方向水平设置有多个水洗脱碳罐横隔板(48),相邻横隔板之间区域被纵隔板隔开两半,每个所述水洗脱碳罐横隔板(48)均设置有开口,上下相邻的所述水洗脱碳罐横隔板开口分置于前后半区,且所述开口设置于所述纵隔板(49)封死端;所述水洗脱碳罐(4)底部设置有水洗脱碳罐排液口(42),顶部设置有水洗脱碳罐排气口(41),侧壁上方设置有水洗脱碳罐进液口(43),所述水洗脱碳罐进液口(43)外接纯净水水源,罐体侧壁下方设置有水洗脱碳罐进气口(44),所述水洗脱碳罐进气口(44)为水平插入罐体的长管,其插入的里端头封闭,插入段长管上设置有通气微孔(47),并外接第一组所述压缩机(2)出气端。
[0014] 所述脱水罐(5)为卧式的封闭罐体,其内部纵向竖直设置有竖隔板(58)将罐体内分为前后两个半区,所述竖隔板(58)顶部与罐体内壁连接固定,底部与罐体内壁留有间隙,所述脱水罐(5)内部填充脱水吸附剂并沿左右方向相互平行且竖直设置有多个脱水罐横隔板(57),相邻横隔板之间区域被纵隔板隔开两半,每个所述脱水罐横隔板(57)顶部均设置有开口,相邻所述脱水罐横隔板(57)的开口分置于前后两个半区,所述脱水罐(5)左右两端分别设置有脱水罐进气口(52)、脱水罐出气口(51),所述脱水罐进气口(52)连接所述水洗脱碳罐排气口(41),所述脱水罐出气口(51)连接所述压缩机(2)的第二组压缩机进气端,顶部设置有脱水罐进料口(53)、底部设置有脱水罐出料口(54);所述脱水罐(5)为并联的两台交替使用,相邻所述脱水罐横隔板(57)之间均设置有所述脱水罐进料口(53)、脱水罐出料口(54),相邻所述脱水罐进料口(53)分置于所述脱水罐上方并被横隔板(58)隔开前后半区并列排布。
[0015] 所述沼气液化罐(6)为立式封闭罐体,罐体内底部填充有液化助剂(67),所述沼气液化罐(6)底部设置有液料进出口(64),顶部设置有高压输气管入口(65),所述高压输气管入口(65)为内置的高压输气管,所述高压输气管由顶部竖直设置的一段单管和由其底部分出左右两路竖直设置的高压输气管支管(651)构成,所述高压输气管支管的底端浸在所述液化助剂(67)中并连通横向设置的水平高压输气管支管(652),所述水平高压输气管支管(652)上设置有高压微孔,所述液料进出口(64)竖直设置进出液料管(641),所述进出液料管(641)顶端延至所述沼气液化罐(6)内的顶部,所述进出液料管上部设置有高压微孔,所述高压输气管入口(65)连接所述压缩机(2)的第二组压缩机的出气端,所述沼气液化罐(6)顶部设置有安全阀、压力表,所述沼气液化罐(6)为两台并联交替使用,所述沼气液化罐(6)为两台并联交替使用。
[0016] 所述液化助剂为五碳以上烷烃或者烯烃液化助剂,体积占罐体溶积1/5-2/5,所述液化助剂为2,2二甲基丙烷和异构十二烷或2-甲基丁烷和异构十二烷的混合物中的一种,所述的混合物中2,2二甲基丙烷和异构十二烷重量份数比为5~10:5~0,所述的混合物中2-甲基丁烷和异构十二烷重量份数比为5~10:5~0。
[0017] 各步骤入如下,以下各步骤在常温下进行:
[0018] 步骤一:将待处理的沼气通过进气口(31)通入脱硫塔(3)内,所述脱硫塔(3)内填充的脱硫剂与待处理的沼气进行反应吸附脱硫,沼气被脱硫净化;
[0019] 步骤二:将步骤一脱硫后的沼气通过所述脱硫塔的出气口(32)排出并通入压缩机的第一组压缩机,压缩后气体压力为8.0MPa,沼气被第一组压缩后增压;
[0020] 步骤三:将步骤二中增压后的沼气通过水洗脱碳罐进气口(44)通入所述水洗脱碳罐(4)内,通过所述水洗脱碳罐进液口(43)通入纯净水,沼气与纯净水在所述水洗脱碳罐(4)内混合反应,与纯净水混合反应后得到的二氧化碳的水溶液,通过所述水洗脱碳罐排液口(42)排出,经脱碳分离后的沼气即是生物燃气通过水洗脱碳罐排气口(41)排出;
[0021] 步骤四:将步骤三中脱碳后排出的生物燃气通过所述脱水罐进气口(52)通入所述脱水罐(5)内,与其内填充的脱水吸附剂进行吸附脱水反应,脱水反应后获得的干燥生物燃气通过所述脱水罐出气口(51)排出;
[0022] 步骤五:将步骤四排出的生物燃气通过所述压缩机的第二组压缩机进一步加压,压缩后气体压力为25MPa,生物燃气被第二组压缩后加压;
[0023] 步骤六:将步骤五中加压后的干燥生物燃气再通过所述高压输气管入口(65)通入所述沼气液化罐(6)内,干燥生物燃气与液化助剂(67)进行混合后,生物燃气被液化储存。
[0024] 所述液化助剂为五碳以上烷烃或者烯烃液化助剂,体积占罐体溶积1/5-2/5,所述液化助剂为2,2二甲基丙烷和异构十二烷或2-甲基丁烷和异构十二烷的混合物中的一种,2,2二甲基丙烷和异构十二烷或2-甲基丁烷和异构十二烷混合物的重量份数比均为5~10:
5~0。
[0025] 本发明的优点如下:
[0026] 1.本车载式沼气压缩分离液化罐装机,实现了沼气的净化、分离、提纯、罐装,并采用了压缩液化的方法,取消了配置深冷设备及其隔热保温设备。实现了设备的小型化并可车载。具备灵活机动的作业能力、体积小、造价低、高度集成化、效率高等优点。
[0027] 2.采用液化助剂方法,实现常温条件下将提纯生物燃气、二氧化碳压缩液化,实现生物燃气液化罐装,所获液化产品为二氧化碳-水及甲烷-液化助剂混合物,比深冷液化大幅度减少能耗。
[0028] 3.经过缓冲罐提取,最终利用的仍然为纯净的二氧化碳和甲烷气体。经缓冲罐减压提取后,水、液化助剂仍为液体,并可重复回收利用。而缓冲罐提取后的甲烷、二氧化碳,不影响其较高标准的应用要求,如车用生物燃气要求。
[0029] 4.设备随车移动,就地运行,使沼气加工可在广阔田野上,任何能够到达的地点运行,使得车用生物燃气产业开发,避免农林秸秆废弃物收集、运输、加工等系列难题,不受运输半径的限制,极大扩展秸秆原料的利用范围。
[0030] 5.车载型设备,避免了原料输入和废渣输出的巨大运量,只需运输成品,运输效率极高;从而避免了秸秆运输效率低,收集难度大等系列难题,极大地减少了运输成本,提高了产业效益。
[0031] 6.避免长途运输原料和废渣,可节省车队投入,降低运费成本。这些降低成本的优点,使得沼气低效益行业成为能够盈利的可行产业。附图说明:
[0032] 图1为本发明的整体流程示意图;
[0033] 图2为本发明的俯视结构示意图;
[0034] 图3为本发明的主视结构示意图;
[0035] 图4为本发明脱硫塔内部结构示意图;
[0036] 图5为本发明脱碳水洗罐内部结构置示意图;
[0037] 图6为本发明脱碳水洗罐内部横隔板开口布置示意图;
[0038] 图7为本发明脱碳水洗罐内部基于图5相邻横隔板开口布置示意图;
[0039] 图8为本发明脱水罐内部结构示意图;
[0040] 图9为本发明脱水罐横隔板开口布置示意图;
[0041] 图10为本发明脱水罐内部基于图8相邻脱水罐横隔板开口布置示意图;
[0042] 图11为本发明的立式沼气液化罐内部结构示意图;
[0043] 图12为本发明的卧式沼气液化罐内部结构示意图;
[0044] 图13为本发明的缓冲罐内部结构示意图;

具体实施方式

[0045] 下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步说明。
[0046] 以下实施例仅是为清楚说明本发明所作的举例,而并非对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在下述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化或变动,而这些属于本发明精神所引出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。
[0047] 一种车载式沼气压缩分离液化罐装机,包括:运载车1、罐装机机组10,所述罐装机机组10安装在所述运载车1的平台上,所述罐装机机组10包括脱硫塔3、水洗脱碳罐4、脱水罐5、沼气液化罐6,通过管道依次串联构成;
[0048] 所述罐装机机组10还包括压缩机2,所述压缩机2分为两组,第一组串联在所述脱硫塔3、水洗脱碳罐4之间,第二组串联在所述脱水罐5、沼气液化罐6之间。
[0049] 所述压缩机2为五级压缩机,一二三级压缩串联后为所述第一组压缩机,四五级压缩串联后为所述第二组压缩机;经过所述的第一组压缩机2压缩后的脱硫沼气气体压力至7-8MPa进入所述水洗脱碳罐4;经过所述的第二组压缩机2压缩后的脱水甲烷气体压力至
25MPa进入所述沼气液化罐6。
[0050] 所述脱硫塔3、水洗脱碳罐4并排设置于所述运载车1平台前方并固定于支架上,卧式的所述沼气液化罐6、所述脱水罐5各均为两台并前后平行设置于所述运载车1后方,两台所述脱水罐5通过支架100悬于所述沼气液化罐6正上方设置,所述压缩机2置于所述脱硫塔3与沼气液化罐6之间;
[0051] 所述脱硫塔3上部的进气口31外接沼气源,其下部出气口32通过脱硫沼气管道8连接所述第一组压缩机2的进气端,所述第一组压缩机2的出气端与所述水洗脱碳罐4下部的进气口44通过第一组压缩气管道一91连接,所述水洗脱碳罐4顶部排气口41通过第一组压缩气管道二92并联连接两个所述脱水罐5一端的脱水罐进气口52,两个所述脱水罐5另一端的脱水罐出气口51并联后通过第一组压缩气管道三93连接所述第二组压缩机2的进气端,所述第二组压缩机2的出气端通过第二组压缩气管道101连接所述沼气液化罐6顶部的高压输气管入口65。
[0052] 所述脱硫塔3为立式的封闭罐体,内置数个横隔板,相邻横隔板交错设置缺口,并略向缺口端下倾,其塔体内填充脱硫剂,并设置有进气口31、出气口32、进料口33、出料口34,所述脱硫塔的进气口31外接沼气源,所述出气口32连接所述第一组压缩机2进气端;所述进气口31、出气口32为长管插接而成,所述进料口33位于罐体顶部竖直设置,所述进料口
33侧壁上水平插接并连通所述进气口31,所述出料口34位于罐体底部竖直设置,所述出料口34侧壁上水平插接连通所述出气口32。
[0053] 所述水洗脱碳罐4为立式隔板式水洗罐,其为封闭罐体,内部竖直设置有纵隔板49将罐体内分为前后两个半区,所述纵隔板49一侧与所述水洗脱碳罐4内壁连接固定封死,另一侧与所述水洗脱碳罐4内壁留有间隙410;所述水洗脱碳罐4罐体内沿上下方向水平设置有多个水洗脱碳罐横隔板48,相邻横隔板之间区域被纵隔板隔开两半,每个所述水洗脱碳罐横隔板48均设置有开口,上下相邻的所述水洗脱碳罐横隔板开口分置于前后半区,且所述开口设置于所述纵隔板49封死端;所述水洗脱碳罐4底部设置有水洗脱碳罐排液口42,顶部设置有水洗脱碳罐排气口41,侧壁上方设置有水洗脱碳罐进液口43,所述水洗脱碳罐进液口43外接纯净水水源,罐体侧壁下方设置有水洗脱碳罐进气口44,所述水洗脱碳罐进气口44为水平插入罐体的长管,其插入的里端头封闭,插入段长管上设置有通气微孔47,并外接第一组所述压缩机2出气端。
[0054] 所述脱水罐5为卧式的封闭罐体,其内部纵向竖直设置有竖隔板58将罐体内分为前后两个半区,所述竖隔板58顶部与罐体内壁连接固定,底部与罐体内壁留有间隙,所述脱水罐5内部填充脱水吸附剂并沿左右方向相互平行且竖直设置有多个脱水罐横隔板57,相邻横隔板之间区域被纵隔板隔开两半,每个所述脱水罐横隔板57顶部均设置有开口,相邻所述脱水罐横隔板57的开口分置于前后两个半区,所述脱水罐5左右两端分别设置有脱水罐进气口52、脱水罐出气口51,所述脱水罐进气口52连接所述水洗脱碳罐排气口41,所述脱水罐出气口51连接所述压缩机2的第二组压缩机进气端,顶部设置有脱水罐进料口53、底部设置有脱水罐出料口54;所述脱水罐5为并联的两台交替使用,相邻所述脱水罐横隔板57之间均设置有所述脱水罐进料口53、脱水罐出料口54,相邻所述脱水罐进料口53分置于所述脱水罐上方并被横隔板58隔开前后半区并列排布。
[0055] 所述沼气液化罐6为立式封闭罐体,罐体内底部填充有液化助剂67,所述沼气液化罐6底部设置有液料进出口64,顶部设置有高压输气管入口65,所述高压输气管入口65为内置的高压输气管,所述高压输气管由顶部竖直设置的一段单管和由其底部分出左右两路竖直设置的高压输气管支管651构成,所述高压输气管支管的底端浸在所述液化助剂67中并连通横向设置的水平高压输气管支管652,所述水平高压输气管支管652上设置有高压微孔,所述液料进出口64竖直设置进出液料管641,所述进出液料管641顶端延至所述沼气液化罐6内的顶部,所述进出液料管上部设置有高压微孔,所述高压输气管入口65连接所述压缩机2的第二组压缩机的出气端,所述沼气液化罐6顶部设置有安全阀、压力表,所述沼气液化罐6为两台并联交替使用,所述沼气液化罐6为两台并联交替使用。
[0056] 所述液化助剂为五碳以上烷烃或者烯烃液化助剂,体积占罐体溶积1/5-2/5,所述液化助剂为2,2二甲基丙烷和异构十二烷或2-甲基丁烷和异构十二烷的混合物中的一种,所述的混合物中2,2二甲基丙烷和异构十二烷重量份数比为5~10:5~0,所述的混合物中2-甲基丁烷和异构十二烷重量份数比为5~10:5~0。
[0057] 各步骤入如下,以下各步骤在常温下进行:
[0058] 步骤一:将待处理的沼气通过进气口31通入脱硫塔3内,所述脱硫塔3内填充的脱硫剂与待处理的沼气进行反应吸附脱硫,沼气被脱硫净化;
[0059] 步骤二:将步骤一脱硫后的沼气通过所述脱硫塔的出气口32排出并通入压缩机的第一组压缩机,压缩后气体压力为8.0MPa,沼气被第一组压缩后增压;
[0060] 步骤三:将步骤二中增压后的沼气通过水洗脱碳罐进气口44通入所述水洗脱碳罐4内,通过所述水洗脱碳罐进液口43通入纯净水,沼气与纯净水在所述水洗脱碳罐4内混合反应,与纯净水混合反应后得到的二氧化碳的水溶液,通过所述水洗脱碳罐排液口42排出,经脱碳分离后的沼气即是生物燃气通过水洗脱碳罐排气口41排出;
[0061] 步骤四:将步骤三中脱碳后排出的生物燃气通过所述脱水罐进气口52通入所述脱水罐5内,与其内填充的脱水吸附剂进行吸附脱水反应,脱水反应后获得的干燥生物燃气通过所述脱水罐出气口51排出;
[0062] 步骤五:将步骤四排出的生物燃气通过所述压缩机的第二组压缩机进一步加压,压缩后气体压力为25MPa,生物燃气被第二组压缩后加压;
[0063] 步骤六:将步骤五中加压后的干燥生物燃气再通过所述高压输气管入口65通入所述沼气液化罐6内,干燥生物燃气与液化助剂67进行混合后,生物燃气被液化储存。
[0064] 所述液化助剂为五碳以上烷烃或者烯烃液化助剂,体积占罐体溶积1/5-2/5,所述液化助剂为2,2二甲基丙烷和异构十二烷或2-甲基丁烷和异构十二烷的混合物中的一种,2,2二甲基丙烷和异构十二烷或2-甲基丁烷和异构十二烷混合物的重量份数比均为5~10:
5~0。
[0065] 如图12所示还有一种卧室沼气液化罐,罐体内底部填充有液化助剂,所述沼气液化罐底部设置有液料进出口、高压输气管入口,所述液料进出口为竖直内置设置在所述沼气液化罐内的气管,其顶部延伸至所述沼气液化罐顶部并在管体上设置有高压微孔,所述高压输气管入口包括竖直管段与水平管段,所述竖直管段插入所述沼气液化罐罐体,并且其顶部封闭,所述竖直管段的插入段水平连通相互平行设置的两根所述水平管段,所述水平管段浸在所述液化助剂内,其里端封闭并在其管体上设置有高压微孔,所述高压输气管入口连接所述压缩机的第二组压缩的出气端;所述沼气液化罐左右两端设置有安全阀,顶部设置有压力表,所述沼气液化罐为两台并联交替使用。
[0066] 其技术方案和工作原理:
[0067] 本发明的技术方案是:以助剂压缩液化法为核心,集成吸附脱硫、水洗脱碳、吸附脱水及高压液化罐装等技术,建立车载式装置,实现设备在集成联网沼气工程中流动作业,将沼气净化、分离、液化、罐装。
[0068] 1.采用助剂压缩液化技术,在常温条件下,通过沼气液化助剂的作用,实现沼液压缩液化罐装。
[0069] 2.集成吸附剂脱硫法、水洗脱碳法、吸附剂脱水法,对沼气进行处理,实现沼气净化和分离。
[0070] 3.将相应沼气压缩和预处理设备总装在车载平台中,达到设备车载化随车移动目的,实现沼气净化、分离、液化、罐装流动作业。
[0071] 所述的“助剂压缩液化法”,其工艺流程如图1所示。其原理是常温条件下,提纯沼气甲烷在任何压力下不可能液化。但在液化助剂的作用下,通过加压,可与助剂共同液化。选择合适的液化助剂,共同液化的液体,在减压条件下,甲烷气与液化助剂分离,甲烷迅速转为气体,而液化助剂在较小压力甚至常压下仍为液体。
[0072] 以上工艺流程中,各个环节所采用的设备条件和技术参数如下所述:
[0073] 第一步:吸附脱硫
[0074] 包括吸附脱硫和脱硫剂再生。采用脱硫塔充填脱硫剂,形成脱硫环节的设备和物质基础。为适应设备的车载化,本项目使用常见脱硫塔形态见图3,由脱硫罐内置数个一侧留有缺口并向缺口侧下倾的横隔板。脱硫塔的使用过程:关闭塔底的出料口,打开进料口,将脱硫剂从进料口装入,在重力作用下,脱硫剂颗粒从顶层隔壁逐层向下滑落,逐层填满塔内,关闭进料口。然后从进料口侧面的进气口输入沼气,沼气从顶层脱硫剂通过,并从上到下,逐层通过脱硫剂,最后从塔底出气口输出,沼气中的二氧化硫被脱硫剂吸附。脱硫剂使用一段时间后,需及时更换。更换脱硫剂的过程:打开塔底盲板,脱硫剂在重力作用下自动下滑,从出料口滑出。滑出的脱硫剂经过晾晒可再生利用。脱硫剂为TFC氧化铁脱硫剂。脱硫剂再生采用晾晒法完成,只需一个50㎡的耐高温晾晒场即可。耐高温晾晒场应设在公司总部开阔通风地。沼气通过输气泵输入车载式沼气压缩液化罐装机的脱硫塔进气口源源不断地注入,沼气通过脱硫塔后脱硫从出气口输出,经过第一组压缩机压缩至8MPa,并从水洗脱碳罐进气口输入。
[0075] 第二步:水洗脱碳
[0076] 脱碳水洗罐为GB713压力容器钢板材质,耐受压力为12MPa。水洗脱碳过程在脱碳水洗罐中完成。包括加水、增压、脱碳、罐装、提取、水洗、回收等过程。
[0077] 加水,步骤在常温常压下完成,通过高压注水泵将清水注入水洗罐,直至水洗罐容积1/2,留1/2空间继续增压注水。水质要求无杂质的纯净水,避免杂质沉淀,造成设备管路堵塞。
[0078] 增压,关闭所有阀门,通过高压注水泵继续将水注入罐内,直至罐内水压力升至8.0MPa,水占罐体9/10体积。留下1/10空间作为集气区。
[0079] 脱碳,将通过所述压缩机的第一组压缩机增压至8.0MPa的脱硫沼气压入水洗罐。脱硫沼气从进气口压入脱碳水洗罐后,从底部通气管微孔中喷出,与罐内水混合并沿着横隔板通过(如图5-6所示)纵隔板、横隔板逐层上升。
[0080] 在上升过程中,沼气与水混合形成气-液混合物,并有足够的行程使二氧化碳与水相互作用,二氧化碳被溶于水。当气液混合物上升至罐顶时,二氧化碳在高压条件下被水充分吸收并液化,沼气被提纯为主要成分甲烷,成为脱碳沼气——含有少量二氧化碳的甲烷。
[0081] 水洗罐顶部脱碳后的甲烷气体,通过顶部出气口、管道进入压缩机第二组压缩机增压进气口。
[0082] 罐装,为高压二氧化碳水混合溶液从甲烷气体分离后,从水洗罐底部通过减压阀门流出,并罐装在压力罐中。承装高压二氧化碳水溶液的压力罐为单独配置的压力容器,由压力容器钢板制成,耐受压力为10MPa。
[0083] 提取,罐装在压力罐中的二氧化碳水混合溶液由于含水分,可用于大棚农业的气体肥料。将罐装二氧化碳通过管道与预留在农业大棚中的缓冲罐连接,打开阀门,将二氧化碳液体释放进(如图11所示)缓冲罐中,由于缓冲罐内液体减压至常压,二氧化碳与水分离,二氧化碳直接释放进农业大棚,增加大棚内二氧化碳浓度,促进作物增产。
[0084] 洗水回收二氧化碳与水分离后,液态水留在缓冲罐中,可回收重复利用,也可排放在农田。
[0085] 第三步:吸附脱水
[0086] 包括吸附脱水和脱水剂再生等过程。
[0087] 吸附脱水,用于沼气脱水的吸附剂主要为硅胶、氧化铝或氧化镁等材料。配套设备为脱水罐(如图7-9所示),罐内充填脱水吸附剂,罐体采用GB713压力容器钢板制造,耐受压力12MPa,工作压力8MPa。脱水罐需配备两套,以便交替使用。其中一套用于脱水时,另一套用于脱水剂再生。脱水剂再生,采用后续除水后的高压干气脱除脱水剂的水分。将后续增压至25MPa的干气从管道中分出5%左右的流量,直接通入(图2)停止脱水工作的脱水罐中,在高压干气的作用下,迅速将脱水剂吸收的水分脱除,从而将脱水剂干燥。脱水剂干燥后,关闭管道,脱水罐待用。完成脱水剂干燥后,沼气压力降低并携带水分,直接从管道(图2)通入脱碳前的沼气,进入脱碳罐继续脱碳环节。
[0088] 所述脱水剂从进料口加入并填满脱水罐,每个进料口对应一个横隔板隔离空间,每个空间的脱水剂从对应的进料口加入。脱碳沼气从进气口压入脱水罐后,沿着横隔板开口依次通过,形成足够长的路径,并在过程中与脱水剂充分接触,水分被脱水剂吸附,产生提纯干气。
[0089] 第四步:助剂液化
[0090] 包括注入液化助剂、提纯生物燃气增压和生物燃气液化等过程。
[0091] 液化助剂采用2,2-甲基丙烷或2-甲基丁烷与异构十二烷的纯液体或混合液体。2,2-甲基丙烷或2-甲基丁烷与异构十二烷比例为5-10:5-0。需配套两套沼气液化罐,以备交替使用。该液化罐为圆柱形,采用GB713压力容器钢板制成,耐受压力为30MPa,工作压力为
25MPa。罐体底部安装有无数微细小孔的管道,用来通入增压后的干沼气。
[0092] 注入液化助剂将选定的液化助剂在常压下注入液化罐中,直至占罐体溶积1/5,液面没过安装在罐底部布满微细孔的管道为止结束。
[0093] 提纯生物燃气增压需经过第二组压缩增压至25MPa。增至25MPa的提纯沼气,当脱水罐需要脱除水分时,分出5%流量用于脱水罐脱水(图2),其余95%的增压提纯生物燃气输入液化罐。脱水罐无需脱水时,则将全部增压提纯生物燃气输入液化罐。
[0094] 生物燃气液化将经第二组压缩增压后的提纯生物燃气通入两个液化罐之一(图2)的布满微细小孔的管道,高压提纯生物燃气通过微细孔注入液化助剂,同时启动与液化罐相连的注水泵,将罐内液体抽出又通过高压微孔注入,形成回流,促进生物燃气与液化助剂形成气-液混合物,并随着罐体压力不断增加,气-液混合物完全液化。罐内混合物液化后,罐体内的压力回落。当该液化罐压力稳定在25MPa时,管道自动切断,并切换到另一个液化罐中。如此交替切换。
[0095] 第五步:罐装提取
[0096] 包括液化生物燃气罐装、罐装液化生物燃气提取、液化助剂回收等过程。
[0097] 液化生物燃气罐装需配备专用高压储罐,采用GB713压力容器钢板制成,耐受压力30MPa,工作压力25MPa。当生物燃气液化罐内随着液化生物燃气注入,压力稳定在25MPa时,将高压管道接通沼气储罐,打开阀门,将液化生物燃气注入储气罐,直到储气罐内的压力与液化罐平衡,达到25MPa。
[0098] 罐装液化生物燃气提取需配备与二氧化碳提取一样的缓冲罐,采用GB713压力容器钢板制成,抗压强度为10MPa。当需要使用罐装液化生物燃气时,将高压管道连接生物燃气储罐和缓冲罐,打开阀门,将高压生物燃气减压后通入缓冲罐。当液化生物燃气通入缓冲罐内后,压力快速释放,生物燃气与液化助剂分离。液化助剂为液体,下沉并聚集在缓冲罐底部,生物燃气为气体,在压力的驱动下,输入燃烧器,供用户使用。
[0099] 液化助剂回收随着储罐内液化生物燃气不断输出,一部分液化助剂聚集在缓冲罐,另一部分则随着储罐压力减少而停留在储罐内。当储罐的生物燃气使用完毕后,将压力管从缓冲罐进气口转移至缓冲罐底部排液口,打开缓冲罐底部的阀门,将缓冲罐的液化储集回流至储罐,将液化助剂收集至储罐待回收利用。
[0100] 所述的液化助剂有多种多样,本发明主要指烷烃类、烯烃类。有些甲烷/助剂需较小的比值压力较大的条件下才能液化,有些则在较高的比值下所需压力较小还能液化。本发明优选那些比值较高的情况下不需太大的压力也能液化的助剂。这些助剂主要为2,2二甲基丙烷或2-甲基丁烷和异构十二烷,其比值(2,2二甲基丙烷或2-甲基丁烷:异构十二烷)为5~10:5~0。提纯生物燃气-甲烷在这些助剂的溶解摩尔分数占60%至80%以下的情况下,常温条件加压只需25MPa以下就能液化。而25MPa为现行压缩天然气常用的压力。
[0101] 所述的液化助剂,有些在减压至常压条件下,与生物燃气共同转化为气体,有些则仍为液体,并与沼气分离。本发明优选减压条件下仍为液体的助剂,以利于助剂回收重复利用,尽可能做到液化生物燃气在使用过程中助剂零损耗,提高液化生物燃气经济效率,节省助剂生产成本。
[0102] 所述生物燃气液化储罐,液化罐耐受压30MPa,工作压力25MPa,采用GB713压力容器钢板制造。净化后的生物燃气,通过高压输气管安全回止阀压入高压微孔排气管组,化为无数微气流,注入液化助剂,同时通过高压注水泵将液体抽出又通过高压微孔注入,形成回流,促进生物燃气与液化助剂高度混合,进而在高压作用下,溶于液化助剂,并用液化助剂共同液化。
[0103] 所述运载车(1)(图2之1所示)采用五菱荣光单排小卡,车身长4560mm,宽1610mm,高1870mm。货箱尺寸2710×1520×325mm。
[0104] 所述四或五级压缩机(2)为核心部分为产自自贡的三强卡西尼VW-0.63/250压缩机。
[0105] 所述的车载式沼气压缩液化罐装机,是将以上设备连同压缩机需集成安装在货箱平台上,组装后制成的机器,集成了沼气采集、净化、压缩、液化、罐装等功能,称为沼气采集液化罐装车,如图2所示。
[0106] 所述缓冲罐其意义如下,沼气液化后,采用符合GB17258-2011标准的压缩天然气钢瓶罐装储存,其耐受压30MPa,工作压力20MPa。由于助剂液化的生物燃气不是纯净的甲烷气,不能像压缩天然气那样直接减压利用,必须通过缓冲罐,将液化助剂与生物燃气分离,生物燃气转化为气体供使用,液化助剂重复回收使用。
[0107] 缓冲罐用于生物燃气提取,也用于二氧化碳提取,耐受压2MPa,工作压力0.1MPa,采用不锈钢板制造,设计为圆柱形,柱体两端球面封头,高80cm,直径36cm,如图12所示,形态与液化气瓶相似,设计为立式。罐上下两端为安全阀。上阀门同时控制进液口和出气口,进液口向罐内延伸有一条输液管直接通入罐底。下阀门用于排出集聚在瓶底的液化助剂。
[0108] 本发明的脱硫罐罐体及其结构为常规结构。
[0109] 实施例:
[0110] 以五级压缩机组为例,所述沼气压缩液化罐装机的工作流程如下见图1:
[0111] 1、机组随车整车移动至集成联网式沼气工程中的沼气集中点,可以随地安置机组,调整姿态,必须调整装置为水平姿态,以利于机器平衡运转和液化罐液体排出。
[0112] 2、通过外接电源启动随车电机组,产生动力,驱动装置。
[0113] 3、初步脱硫沼气通过输气泵输入车载式沼气压缩液化罐装机的脱硫塔进气口源源不断地注入,沼气通过脱硫塔后进一步吸附脱硫从出气口输出,经过一、二、三级压缩至8MPa,并从水洗脱碳罐进气口输入。
[0114] 4、沼气在输入水洗脱碳罐后,从水洗罐下部进气管微孔喷射出,并在水洗罐隔板蜿蜒向上绕行,在此过程中,二氧化碳被水溶解吸收,甲烷气从罐顶部出气口排出,并进入脱水罐进气口。
[0115] 水洗脱碳罐底部与二氧化碳分装罐相连,水洗脱碳罐内的二氧化碳浓度达到一定程度后,打开二氧化碳分装罐阀门,待分装罐装满二氧化碳后,关闭阀门并切换到另一个分装罐中。液化的二氧化碳水混合物回收用于大棚农业气体肥料。
[0116] 5、脱碳后的提纯生物燃气主要成分为甲烷气,从脱水罐进气口输入后,在罐体内的隔板绕行,并与脱水吸附剂充分接触,水分被脱水剂吸附后,从排气口输出。
[0117] 6、脱水后的甲烷气为干燥生物燃气,经第二组压缩后,压力达到25MPa,并输入装有1/5至2/5容积的液化助剂的液化罐,从液化罐下部进气管微孔喷射出,同时通过高压注水泵将液体抽出又通过高压微孔注入罐内,形成回流,促进生物燃气与液化助剂充分混合,并随着液化罐内的压力逐步上升转化为混合液体。
[0118] 7、将生物燃气液化分装罐与主罐接通,打开阀门,将主罐液体输入液化分装罐,此时主罐压力有所下降,待主罐压力回归到25MPa后,关闭分装罐阀门分装后的液化甲烷气用于燃料或者汽车燃料。
[0119] 由此完成沼气液化罐装过程,并回收二氧化碳-水、生物燃气-液化助剂的混合液体产品。
[0120] 以日处理5000Nm3沼气的车载式沼气压缩液化罐装机为例,日产车用燃气3000Nm3,合2151千克,约每小时184升(24小时3班倒工作制),回收液体二氧化碳3954千克。所述沼气压缩液化罐装机为助剂压缩液化系统。
[0121] 液化储罐,为沼气提纯分离后液化二氧化碳和甲烷的独立罐体。其中二氧化碳液化储罐耐受10MPa压力;甲烷液化储罐耐受30MPa压力。承接液体时采用高压软管与液化罐连接,打开阀门,液化气体输入储罐,直到储罐压力与液化罐相同时,关闭阀门。液化二氧化碳及生物燃气混合液体储存储罐。
[0122] 本发明通过脱硫、脱碳、脱水、液化等设备的改进和缩小,实现了沼气压缩液化罐装的车载模式;利用“助剂压缩法”实现了沼气分离和液化,并生产液化二氧化碳和生物燃气等产品,提高了沼气加工的经济效益;采用电驱动,实现了广阔田野上农网覆盖区,均可实施沼气加工。以上原理建造的车载式沼气压缩液化装置,具有以下优点:
[0123] (1)沼气压缩液化装置车载化,实现了沼气加工在田间地头流动作业,避免了分散在广阔农田上的农林废弃物,收集、转运、加工等系列难题,大幅度减少组建运输车队投资和农林废弃物运输成本。
[0124] (2)沼气加工在产地就地处理的生产方式,改变了大批量运输废弃物原料和废渣的低效方式,转变成为运输成品的高效模式,按秸秆沼气转化率为420L/kg·TS计算,其成品运输成本仅为运输秸秆的30.114%,可减少运输成本70%。
[0125] (3)、采用“助剂压缩液化法”分离液化沼气,除了生产占60%的甲烷(LNG)外,还回收占40%的二氧化碳。其产品收入:甲烷气为0.6Nm3,按2.5元/Nm3批发价计算,为1.5元;二氧化碳为0.4Nm3,按500元/吨批发价,为0.3954元。回收二氧化碳收入增加26.36%,大幅度增加沼气加工经济效益。
[0126] 本发明的车载型沼气压缩液化罐装机主要先进性如下:
[0127] 1、灵活、轻便、可移动、体积小、造价低。从而为沼气加工在生产地就地实施,奠定了装备条件。以此为基础,在广袤的田野上,只要道路畅通,农林废弃物的资源均可利用,最大限度扩大了农林废弃物开发利用空间范围。
[0128] 2、沼气压缩液化罐装机车载化,改变了农林废弃物生产沼气集约化方式,避免大规模运输秸秆所需组建车队的投资,减少了大批量运输秸秆原料和运输沼渣废物的运输成本和动力成本。
[0129] 3、车载型沼气压缩液化罐装机,改变现有工艺仅回收甲烷的思路,同时回收二氧化碳,不仅实现低碳农业发展,还增加了沼气加工的副产品收入,使沼气加工产业经济效益大幅度增加。
[0130] 4、以上先进性,按甲烷2.5元/Nm3、二氧化碳500元/吨价格计算,一方面增加沼气加工销售收入26.36%,另一方面减少产业运行动力成本47.91%和运输成本70%,使沼气加工利润从0.03元/Nm3增加到0.544元/Nm3,扭转了该产业以往经济效益不可行的状况。
[0131] 5、回收二氧化碳,应用于现代设施农业气体肥料,不仅可增加农作物产量70%至90%,还化解了农业低碳方式生产要求减少二氧化碳排放与人口增长需要农产品增产的矛盾。