多级膜分离沼气净化装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种多级膜分离沼气净化装置，包括多级腔体、中空纤维气体分离膜、壳体、密封层、渗透气出口组成的多级膜组件和进气口、出气口，所述的密封层将壳体分隔成多个腔体，每一级膜组件的壳体上设置有渗透气出口；第一级膜组件一端设置有进气口，所述进气口与所述中空纤维气体分离膜内腔一端连通；最后一级膜组件一端设置有出气口，所述出气口与所述中空纤维气体分离膜内腔另一端连通。采用本实用新型专利技术的多级膜分离沼气净化装置对沼气进行净化提纯，具有能耗低、投资省、操作简单、维护方便等特点。

Multistage membrane separation methane purifying device

The utility model discloses a multistage membrane separation biogas purification device, including multi cavity, hollow fiber membrane, shell, sealing layer, permeability gas export consists of multistage membrane assembly and the inlet and outlet, the sealing layer of the shell is divided into a plurality of cavities, each level of shell membrane. Is provided with a permeable outlet; the first stage membrane component is provided with an air inlet, the air inlet and the hollow fiber membrane for gas separation chamber is communicated with the setting; last stage membrane assembly end is provided with an air outlet, the air outlet and the hollow fiber membrane for gas separation is communicated with the other end of the inner cavity. The utility model has the advantages of low energy consumption, low investment, simple operation, convenient maintenance, etc. the utility model has the advantages of low energy consumption, low investment, simple operation and convenient maintenance.

【技术实现步骤摘要】

本技术属于沼气净化提纯生产生物天然气
，具体涉及一种多级膜分离沼气净化装置。
技术介绍
沼气是有机物质（如人畜粪便、作物秸秆、杂草、垃圾、污泥及城市生活污水和工业有机废水等）经厌氧发酵产生的以甲烷（CH4）为主要成分的可燃性混合气体，主要成分为甲烷和二氧化碳，其中甲烷占55%~65%，二氧化碳占30%~45%，其余为少量的硫化氢、水蒸气、一氧化碳、氢气和氮气等。沼气利用是一个双向清洁的过程，以各种有机废弃物生产沼气作为能源，在消除环境污染的同时可以减少二氧化碳的排放，还可以避免未利用的沼气（甲烷）排放到环境中造成温室效应。沼气作为一种可再生的绿色能源，其利用有非常好的经济、社会和环境效应。沼气经净化去除CO2、H2S和水等杂质，使甲烷纯度达到97-98%，与天然气成分相同，净化后的甲烷再经压缩（CompressedBiogas，CBG）就得到车用甲烷，如同CNG（CompressedNaturalGas，CNG）一样供汽车使用或输入城市天然气管网使用，1标准立方米的车用甲烷相当于1.1升汽油。甲烷作为运输燃料最环保，与汽油、柴油、乙醇相比释放出的温室气体最低。但沼气在净化提纯之前，由于其硫化氢和二氧化碳含量高，以及较高的含水量和较多的杂质，粗沼气品质低下、热值低，不符合车用燃气和城市管道燃气标准，加上存储和输送较困难，不适合大规模商业化利用，若将普通沼气商业化利用既不安全也不环保。因此，将沼气用作汽车燃料或输入天然气管网使用等规模化、工业化应用之前，必须先进行脱碳、脱硫和脱水等净化提纯处理，除去沼气中的杂质，提高其纯度和热值，制成符合相应标准的生物天然气，经压缩后才可以用作车用燃气和管道燃气。沼气净化主要是脱除CO2和少量H2O、H2S，应用于沼气净化提纯的方法主要有物理法、化学法和物理化学相结合的方法。目前，国内外沼气净化提纯的方法普遍采用溶剂吸收法和固体吸附法，常用的方法有变压吸附法（分子筛或活性炭吸附法）、水洗法、醇胺法（单乙醇胺、二乙醇胺、二甘醇胺等）、碱性溶液法（如热钾碱法）和砜胺法（环丁砜、聚乙二醇二甲醚等）。固体吸附法存在的问题是吸附剂的动态吸附量受限制，处理大气量情况时，需要庞大的装置，投资成本大幅增加，且维护费用高，特别是对于沼气净化工程，就显得投资大、设备复杂、工艺麻烦。容剂吸收法往往采用碱性溶液做吸收剂分离气体，其特点是技术操作较复杂、吸收剂再生费用较高、能耗大，而且容易产生废水污染。综上所述，现有大多数方法的普遍特点是投资大、能耗大、环保性差，具有占地面积大、不可移动、工艺复杂等缺点，且需频繁更换吸收剂，运营成本高。膜分离技术是气体分离领域新发展起来的高新技术。其原理是利用混合气体中各气体组分对膜的亲和力差异而产生有选择性的溶解扩散现象，不同气体组分由于对膜的渗透速率不同而实现分离的目的。就甲烷和二氧化碳、硫化氢系统，在具有选择性的高分子膜分离材料中，各组分气体的渗透速度相差将近10-150倍，利用该原理，可以将沼气中的甲烷（CH4）和二氧化碳（CO2）、硫化氢（H2S）分离，从而达到净化提纯沼气的目的。该方法突出优点是投资省、运营成本低、日常维护方便，比溶剂吸收法和固体吸附法等分离方法更具经济性，近几年在沼气净化提纯领域逐渐发展应用，是一项具有很好发展潜力的新技术。目前，国内膜分离技术在沼气净化有一些应用，如中国专利申请，公开号为101028579，公开一种膜分离技术净化沼气的方法，采用两个单级膜组件进行两级串联的方式来进行沼气净化，增加了膜组件数量和气体回流量，增加运行电费；中国专利申请，公开号为104745260A，提供了一种沼气净化方法和设备，采用膜分离加变压吸附组合的方式，其公开一种膜分离装置，包括采用聚偏氟乙烯作为薄膜，MEDA溶液作为吸收液，为一级膜装置；中国专利公开了一种大型沼气膜净化分离装置，公开号为203741294U，装置包括净化罐、分子膜、循环再生罐、循环泵等，净化罐中分子膜下部装有氢氧化钙溶液，该装置结构较为复杂，且用碱溶液进行沼气净化，易产生废液污染且运行费用高；中国专利公开号为203342628U，公开了一种集装箱式沼气净化膜法提纯系统，包括脱硫脱水单元、压缩机、净化单元、热交换器和膜组提纯制气单元，其膜装置为包括至少两级依次连接的膜组件，每级膜组件并列设置多根的形式构成多级膜组，增加了膜组件数量和气体回流量，增加运行电费。以上公开的膜装置系统，其膜组件单元多为单级的形式，分离效率低、回收率低，要保持高回收率，需要增加膜组件并/串联组成多级膜，且需加大气体回流量，提高了投资成本和运行费用。因此，开发一种高效率、回收率高、运行能耗低的沼气净化膜分离装置，对降低沼气净化提纯成本具有重要意义。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术不足，提供一种多级膜分离沼气净化装置，包括多级串联膜分离组件，设计采用前一级膜组件长度大于后一级膜组件长度，控制沼气分离效率和甲烷回收率，无需渗透气回流，具有能耗低、投资省、操作简单、处理成本低、维护简单方便等特点。为解决上述技术问题，本技术提供一种多级膜分离沼气净化装置，包括多级腔体、中空纤维气体分离膜、壳体、密封层、渗透气出口组成的膜组件和进气口、出气口，所述的密封层将壳体分隔成多个腔体，每一级膜组件的壳体上设置有渗透气出口；第一级膜组件一端设置有进气口，所述进气口与所述中空纤维气体分离膜内腔一端连通；最后一级膜组件一端设置有出气口，所述出气口与所述中空纤维气体分离膜内腔另一端连通。进一步的，所述壳体为不透气的不锈钢、碳钢、合金钢、铝合金、镍合金和钛合金中的任一种金属材质。进一步的，所述壳体为不透气的工程塑料、有机玻璃、搪瓷、陶瓷、不透性石墨中的任一种非金属材质。进一步的，所述密封层为不透气的树脂粘合剂密封圈。进一步的，所述壳体、密封层、腔体、中空纤维气体分离膜、渗透气出口组成的膜组件为3~6级，前一级膜组件长度大于后一级膜组件长度。本技术具有如下优点：1.根据粗沼气甲烷浓度设置各级膜组件的长度，提高气体分离效率和甲烷回收率，无需回流渗透气，降低能耗。2.采用多级膜组件式设计，针对不同的处理量可灵活组装，安装及维护简单方便。3.具有工艺简单，占地面积小，投资省，操作简单方便等特点。4.该装置净化提纯工艺不用额外添加试剂，不产生废水等二次污染。附图说明图1为本技术多级膜分离沼气净化装置结构剖面示意图图2为本技术多级膜分离沼气净化装置结构不同截面示意图图中：1-壳体，2-进气口，3-出气口，4-密封层，5-腔体，6-腔体，7-腔体，8-中空纤维气体分离膜，9-渗透气出口，10-渗透气出口，11-渗透气出口。具体实施方式下面结合附图对本技术进一步说明。如图1和图2所示，本技术多级膜分离沼气净化装置，包括多级腔体5、6、7，中空纤维气体分离膜8、壳体1、密封层4、渗透气出口9、10、11组成的膜组件和进气口2、出气口3，所述的密封层4将壳体1分隔成多个腔体5、6、7，每一级膜组件的壳体1上设置有渗透气出口9、10、11；第一级膜组件一端设置有进气口2，所述进气口2与所述中空纤维气体分离膜8内腔一端连通；最后一级膜组件一端设置有出气口3，所述出气口3与所述中空纤维气体分离膜8内本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多级膜分离沼气净化装置，包括多级腔体（5、6、7）、中空纤维气体分离膜（8）、壳体（1）、密封层（4）、渗透气出口（9、10、11）组成的多级膜组件和进气口（2）、出气口（3），所述的密封层（4）将壳体（1）分隔成多个腔体（5、6、7），每一级膜组件的壳体（1）上设置有渗透气出口（9、10、11）；第一级膜组件一端设置有进气口（2），所述进气口（2）与所述中空纤维气体分离膜（8）内腔一端连通；最后一级膜组件一端设置有出气口（3），所述出气口（3）与所述中空纤维气体分离膜（8）内腔另一端连通。

【技术特征摘要】
2016.05.17 CN 20162044258231.一种多级膜分离沼气净化装置，包括多级腔体（5、6、7）、中空纤维气体分离膜（8）、壳体（1）、密封层（4）、渗透气出口（9、10、11）组成的多级膜组件和进气口（2）、出气口（3），所述的密封层（4）将壳体（1）分隔成多个腔体（5、6、7），每一级膜组件的壳体（1）上设置有渗透气出口（9、10、11）；第一级膜组件一端设置有进气口（2），所述进气口（2）与所述中空纤维气体分离膜（8）内腔一端连通；最后一级膜组件一端设置有出气口（3），所述出气口（3）与所述中空纤维气体分离膜（8...

【专利技术属性】
技术研发人员：周权能，
申请(专利权)人：广西恒一生物能源科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广西;45