一種生物質(zhì)甲烷的制備裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型屬于能源利用領(lǐng)域，尤其設(shè)及一種換熱器及包括換熱器的甲燒制備工 藝和系統(tǒng)，屬于換熱器及其應(yīng)用領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著現(xiàn)代社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，人類對(duì)能源的需求量越來(lái)越大。然而煤、石油、天 然氣等傳統(tǒng)能源儲(chǔ)備量不斷減少、日益緊缺，造成價(jià)格的不斷上漲，同時(shí)常規(guī)化石燃料造成 的環(huán)境污染問(wèn)題也愈加嚴(yán)重，運(yùn)些都大大限制著社會(huì)的發(fā)展和人類生活質(zhì)量的提高。沼氣 是低成本可再生能源，但實(shí)際中通常需要對(duì)沼氣進(jìn)行提純，產(chǎn)生甲燒，W滿足不同用途（比 如:作為汽車燃料）的有關(guān)技術(shù)要求。傳統(tǒng)沼氣提純技術(shù)需要消耗大量能源，不符合當(dāng)前節(jié) 能減排和保護(hù)環(huán)境的要求。
[0003] 在甲燒生產(chǎn)的過(guò)程中，一般需要經(jīng)過(guò)換熱器進(jìn)行冷凝，目前的換熱器都是使用通 用的常見(jiàn)的換熱器，并不能很好的適用氣體的冷凝提純，因此需要開(kāi)發(fā)一種新的類型的換 熱器，使其滿足沼氣生產(chǎn)過(guò)程中氣體的冷凝提純。
[0004] 此外，對(duì)于甲燒的生產(chǎn)過(guò)程，如何提高甲燒的產(chǎn)出率，也是甲燒生產(chǎn)工藝中一直在 追求的，利用氨氣提純生物質(zhì)氣是提高生產(chǎn)生物質(zhì)甲燒效率的有效方法，運(yùn)一方法基于 Sabatier反應(yīng):0)2+4也-邸4+2也0。傳統(tǒng)上，該反應(yīng)一般使用釘(Ru)基和儀(Ni)基催化劑實(shí) 現(xiàn)。但是目前并沒(méi)有一套成型的工藝或設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)氨氣提出甲燒。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005] 本實(shí)用新型旨在提供一種氨氣提純生物質(zhì)氣中利用氨氣提純生物質(zhì)氣是提高生 產(chǎn)生物質(zhì)甲燒效率的裝置，該裝置利用生物方法來(lái)實(shí)現(xiàn)Sabatier反應(yīng)。
[0006] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下：
[0007] -種生物質(zhì)甲燒的制備裝置，包括厭氧發(fā)酵罐、生物反應(yīng)器、氣化爐、壓縮機(jī)、膜分 離器和冷凝器，所述厭氧發(fā)酵罐連接生物反應(yīng)器，氣化爐依次經(jīng)過(guò)壓縮機(jī)、膜分離器和冷凝 器后連接生物反應(yīng)器，在生物反應(yīng)器中，進(jìn)行合成甲燒的反應(yīng)。
[000引作為優(yōu)選，厭氧發(fā)酵罐通過(guò)沼氣潔凈裝置連接生物反應(yīng)器;氣化爐通過(guò)合成氣潔 凈裝置連接壓縮機(jī)。
[0009] 作為優(yōu)選，壓縮機(jī)、膜分離器和冷凝器分別是兩個(gè)，所述氣化爐依次經(jīng)過(guò)第一級(jí)壓 縮機(jī)、第一級(jí)膜分離器、第一級(jí)冷凝器、第二級(jí)壓縮機(jī)、第二級(jí)膜分離器和第二級(jí)冷凝器后 連接生物反應(yīng)器。
[0010] 作為優(yōu)選，在冷凝器和生物反應(yīng)器之間的管路上設(shè)置第一閥口，在厭氧發(fā)酵罐和 生物反應(yīng)器的管路上設(shè)置第二閥口。
[0011] 作為優(yōu)選，所述冷凝器為板翅式冷凝器，板翅式冷凝器包括互相平行的板片，所述 板片之間設(shè)置翅片，所述翅片包括傾斜于板片的傾斜部分，在傾斜部分上通過(guò)沖壓方式加 工突起，從而使傾斜部分兩側(cè)的流體通過(guò)傾斜部分上沖壓方式形成的孔連通;所述突起從 傾斜部分沿著混合氣體流動(dòng)方向向外延伸。
[0012] 作為優(yōu)選，所述突起的延伸方向與混合物的流動(dòng)方向的夾角為a,同一個(gè)傾斜部分 設(shè)置多個(gè)突起，沿著混合物的流動(dòng)方向，所述的夾角a越來(lái)越小。
[0013] 作為優(yōu)選，在冷凝器和生物反應(yīng)器之間的管路上設(shè)置二氧化碳濃度檢測(cè)裝置、氨 氣濃度檢測(cè)裝置和流速檢測(cè)裝置中的至少一個(gè)，在厭氧發(fā)酵罐和生物反應(yīng)器的管路上設(shè)置 甲燒濃度檢測(cè)裝置、二氧化碳濃度檢測(cè)裝置中的至少一個(gè)。
[0014] 作為優(yōu)選，所述生物反應(yīng)器設(shè)置甲燒菌移植通道。
[0015] -種混合氣體冷凝使用的板翅式換熱器，所述板翅式換熱器包括互相平行的板 片，所述板片之間設(shè)置翅片，所述翅片包括傾斜于板片的傾斜部分，其特征在于，在傾斜部 分上通過(guò)沖壓方式加工突起，從而使傾斜部分兩側(cè)的流體通過(guò)傾斜部分上沖壓方式形成的 孔連通;所述突起從傾斜部分沿著混合氣體流動(dòng)方向向外延伸。
[0016] 作為優(yōu)選，所述突起的延伸方向與混合物的流動(dòng)方向的夾角為a,同一個(gè)傾斜部分 設(shè)置多個(gè)突起，沿著混合物的流動(dòng)方向，所述的夾角a越來(lái)越小。
[0017] -種生物質(zhì)甲燒的制備工藝，包括厭氧發(fā)酵罐、生物反應(yīng)器、氣化爐、壓縮機(jī)、膜分 離器和冷凝器，所述厭氧發(fā)酵罐產(chǎn)生的沼氣進(jìn)入生物反應(yīng)器，進(jìn)入生物反應(yīng)器的所述沼氣 中含有甲燒和二氧化碳;氣化爐產(chǎn)生的合成氣依次經(jīng)過(guò)壓縮機(jī)、膜分離器和冷凝器后，進(jìn)入 生物反應(yīng)器，進(jìn)入生物反應(yīng)器中的合成氣含有氨氣，在生物反應(yīng)器中，進(jìn)行合成甲燒的反 應(yīng)：C02+4 出-CH4+2出0;
[0018] 生物反應(yīng)器中使用的催化劑是氨營(yíng)養(yǎng)型產(chǎn)甲燒菌。
[0019] 作為優(yōu)選，沼氣在進(jìn)入生物反應(yīng)器之前，還經(jīng)過(guò)沼氣潔凈裝置進(jìn)行凈化;氣化爐產(chǎn) 生的合成氣經(jīng)過(guò)合成氣潔凈裝置后進(jìn)入壓縮機(jī)。
[0020] 作為優(yōu)選，包括兩級(jí)壓縮、膜分離和冷凝過(guò)程，所述合成氣依次經(jīng)過(guò)第一級(jí)壓縮 機(jī)、第一級(jí)膜分離器、第一級(jí)冷凝器、第二級(jí)壓縮機(jī)、第二季膜分離器和第二級(jí)冷凝器后進(jìn) 入生物反應(yīng)器。
[0021] 作為優(yōu)選，進(jìn)入生物反應(yīng)器的沼氣，甲燒的摩爾百分含量45% W上，二氧化碳的摩 爾百分含量為30% W上，進(jìn)入生物反應(yīng)器的合成氣的氨氣的摩爾百分含量為70% W上。
[0022] 作為優(yōu)選，所述從合成氣潔凈裝置中出來(lái)的合成氣分為兩股氣流，分別是第二氣 流和第十氣流，第十氣流直接用于發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電，第二路氣流進(jìn)入第一級(jí)壓縮機(jī)進(jìn)行壓 縮，從壓縮機(jī)出來(lái)的氣流進(jìn)入第一級(jí)膜分離器，從膜分離器分理出來(lái)的兩股氣流，分別是第 四氣流和第五氣流，第四氣流用于發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電，第五氣流進(jìn)入第一級(jí)冷凝器，在冷凝器 中將第五氣流中的水分進(jìn)行冷凝，W排除其中的水分，從第一級(jí)冷凝器出來(lái)的氣流進(jìn)入第 二級(jí)壓縮機(jī)，壓縮后的氣流進(jìn)入第二級(jí)膜分離器，從第二級(jí)膜分離器分理出兩股氣流，一股 氣流用于發(fā)電機(jī)發(fā)電，一股經(jīng)過(guò)第二級(jí)冷凝器冷凝后進(jìn)入生物反應(yīng)器。
[0023] 作為優(yōu)選，第二氣流和第十氣流連接的位置設(shè)置Ξ通閥，所述Ξ通閥與控制系統(tǒng) 進(jìn)行數(shù)據(jù)連接，控制系統(tǒng)控制Ξ通閥的開(kāi)閉方向及其開(kāi)度的大小。
[0024] 作為優(yōu)選，所述的冷凝器就是前面所提到的換熱器。
[0025] 與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本實(shí)用新型具有如下的優(yōu)點(diǎn)：
[0026] 1)開(kāi)發(fā)了一種適應(yīng)氣體的冷凝提純的換熱器，可W提高冷凝提出的效率。
[0027] 2)本實(shí)用新型通過(guò)設(shè)置生物反應(yīng)器，通過(guò)生物方法來(lái)實(shí)現(xiàn)甲燒的生產(chǎn)，加大的提 高了甲燒的生產(chǎn)效率。
[0028] 3)本實(shí)用新型提出了一種全新的生產(chǎn)生物質(zhì)甲燒的工藝方法和裝置，將厭氧發(fā)酵 和生物質(zhì)氣化過(guò)程結(jié)合起來(lái)，降低沼氣提純過(guò)程耗能的同時(shí)，大幅增加甲燒產(chǎn)量，從而提高 厭氧發(fā)酵和生物質(zhì)氣化的整體效率。
[0029] 4)本實(shí)用新型的膜分離器是采用中空纖維和Ma化imid聚合材料制成的，是一種像 玻璃一樣的聚合膜。通過(guò)膜分離器的作用，分離可W達(dá)到分子級(jí)。
【附圖說(shuō)明】
[0030] 圖1是本實(shí)用新型的制備生物質(zhì)甲燒的工藝流程圖；
[0031 ]圖2是本實(shí)用新型一種板翅式換熱器換熱板片結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032] 圖3是本實(shí)用新型一個(gè)板翅單元的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033] 圖4是本實(shí)用新型設(shè)置突起結(jié)構(gòu)傾斜部分平面的示意圖；
[0034] 圖5是本實(shí)用新型設(shè)置突起結(jié)構(gòu)傾斜部分平面的另一個(gè)示意圖；
[0035] 圖6是本實(shí)用新型的Ξ角形突起結(jié)構(gòu)示意圖；
[0036] 圖7是本實(shí)用新型Ξ角形突起流道中的切面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0037] 圖8是本實(shí)用新型的制備生物質(zhì)甲燒的另一個(gè)實(shí)施例工藝流程圖
[0038] 附圖標(biāo)記如下：
[0039] 1-12氣流，13氣化爐，14合成氣潔凈裝置，15第一級(jí)壓縮機(jī)，16第一級(jí)膜分離器，17 第一級(jí)冷凝器，18第二級(jí)壓縮機(jī)，19第二級(jí)膜分離器，20發(fā)電機(jī)，21換熱器，22第二級(jí)冷凝 器