一种具有调峰功能的沼气提纯系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种具有调峰功能的沼气提纯系统，它包括通过管路依次连接的沼气气柜、水分离器、脱硫塔、解吸气回收罐、沼气压缩机系统、沼气缓冲罐、循环水系统、脱水装置和天然气压缩加气系统；所述的沼气压缩机系统包括压缩机前缓冲罐、沼气压缩机、压缩机后缓冲罐；所述的循环水系统包括多级解析塔、工艺水水泵、冷水循环泵、冷却组件，所述的多级解析塔包括吸收塔、一级解析塔、二级解析塔；所述的天然气压缩加气系统包括天然气缓冲罐、天然气压缩机、加气柱、尾气回收罐。本实用新型专利技术的技术方案有效地解决了现有技术中沼气提纯系统根据额定工况进行设计，操作弹性小，无法解决停机过程中累积沼气的处理等问题。

A Biogas Purification System with Peak-shaving Function

【技术实现步骤摘要】
一种具有调峰功能的沼气提纯系统
本技术涉及沼气提纯
，具体而言，涉及一种具有调峰功能的沼气提纯系统。
技术介绍
面对世界性能源和气候危机，我国在“十二五”期间对能源结构做出重大调整。降低碳排放强度的方式是改变以煤、石油为主的能源结构，增加清洁型的可再生能源，这样从供应端就降低了碳排放强度。沼气属于清洁型的可再生能源，因此国家将统筹规划“十二五”沼气建设，把以沼气为重点的能源建设纳入国家“十二五”能源发展战略。因沼气含有大量二氧化碳和水及硫化氢，本身价值不高。传统的沼气利用方式大多为烧锅炉、发电等，附加值较低，经济效益不明显。将沼气中的无效组分二氧化碳和水及硫化氢的去除过程称为沼气提纯工艺，沼气经提纯后主要成分为甲烷，可替代汽油柴油作为车用天然气使用，具有良好的经济效益社会效益和环保效益。国家发改委拟定07年的油气比为0.75：1，即各地要按照与90号汽油零售基准价格不低于0.75：1的比价关系，提高车用天然气销售价格。（详见国家发展改革委关于调整天然气价格有关问题的通知发改电[2007]301号）一方天然气的性能相当于一升汽油，但价格相差40%，汽车改装CNG后，燃料成本大大降低。国内大部分有天然气供应的地区，出租车已改为CNG车，部分私家车也已改装。随着社会经济的发展，对电力的需求越来越大，电力供应矛盾愈加突出。将对电力需求最旺盛的时间称为“高峰”时间，其余则为“低谷”时间。国内工业用电普遍存在峰谷电价，峰谷时段的划分为：尖峰时段：18：00－22：00；高峰时段：8：00－12：00；平值时段：12：00－18：00、22：00－24：00；低谷时段：0：00－8：00。一般，大工业1-10Kv各时段的电价分别为：尖峰时段为0.813元/（千瓦时），高峰时段为0.722元/（千瓦时），平段时段为0.492元/（千瓦时），低谷时段为0.329元/（千瓦时）。由上述可知，高峰时间的电费贵，低谷时间的电费便宜。本领域的主要工艺有醇胺洗、变压吸附、膜分离、加压水洗等。与传统工业生产相比，沼气提纯系统具有独特性。沼气提纯的前端为产沼气系统，后端为天然气销售系统。产沼气系统是持续稳定产气的过程，而销售系统受市场制约，具有不确定性。因而沼气提纯系统是否可以连续运行取决于后端天然气销售系统是否通畅，只有在销路通畅的情况下，系统才能连续开启；当天然气销售环节出现问题的时候，系统必须停机，而前端的产沼气系统仍在产气，这部分气体如果不能及时处理，会造成浪费和环境污染。传统的沼气提纯工艺，都是根据额定工况进行设计，操作弹性小。无法解决停机过程中累积沼气的处理问题。
技术实现思路
本技术旨在提供一种具有调峰功能的沼气提纯系统，以解决现有技术中沼气提纯系统短停机过程中累积沼气的处理问题。本技术所采用的技术方案是这样实现的：一种具有调峰功能的沼气提纯系统，它包括通过管路依次连接的沼气气柜、水分离器、脱硫塔、解吸气回收罐、沼气压缩机系统、沼气缓冲罐、循环水系统、脱水装置和天然气压缩加气系统；所述的沼气压缩机系统包括压缩机前缓冲罐、沼气压缩机、压缩机后缓冲罐；所述的循环水系统包括多级解析塔、工艺水水泵、冷水循环泵、冷却组件；所述的多级解析塔包括吸收塔、一级解析塔、二级解析塔；所述的天然气压缩加气系统包括天然气缓冲罐、天然气压缩机、加气柱、尾气回收罐。优选的，所述尾气回收罐设置在天然气缓冲罐和天然气压缩机之间，天然气缓冲罐包含第一进气口、第二进气口、出气口，天然气缓冲罐第一进气口与脱水装置出气口相连接，天然气缓冲罐出气口与天然气压缩机进气口相连接，尾气回收罐进气口与天然气压缩机气缸相连接，尾气回收罐出气口与天然气缓冲罐第二进气口相连接，天然气压缩机出气口与加气柱进气口相连接。优选的，所述的脱硫塔为两台干式脱硫塔，一用一备；所述的沼气压缩机系统为两套，一用一备；所述的脱水装置为两套，一个运行，一个再生；所述的天然气压缩机为两套，一用一备；所述的工艺水水泵为两台，一用一备；所述的冷水循环泵为两台，一用一备。优选的，所述沼气气柜容积V取V1和V2和最大值，V1=Vb×6，V2=Vc×6-Vb×6，其中，Vb为每小时额定沼气产量，Vc为每小时系统最大沼气处理量。本技术的工作过程如下：本技术的工艺流程分为气路流程和水路流程两部分。所述的气路流程：原料沼气进入沼气气柜，进入水分离器去除游离水及杂质，然后进入脱硫塔脱除硫化氢，脱硫后的沼气经解吸气回收罐、压缩机前缓冲罐的缓冲后进入沼气压缩机压缩至0.8MPa，进入压缩机后缓冲罐、沼气缓冲罐进行缓冲后进入吸收塔去除二氧化碳，然后进入脱水装置将水露点脱至-65℃进入天然气缓冲罐，进入天然气压缩机压缩至25MPa进入加气柱给槽车加气；当天然气压缩机停机时压缩机气缸中的天然气进入尾气回收罐回收后进入天然气缓冲罐。所述的水路流程：在吸收塔完成吸收后，洗涤液从吸收塔塔底去往一级解吸塔；经过一级解吸的洗涤液减压后进入二级解吸塔；经过二级解吸的工艺水分为两部分，一部分自流至工艺水泵，这一部分工艺水分称为自流工艺水；另一部分经去往冷水循环泵后送入冷却组件冷却，称之为冷冻工艺水；冷冻工艺水在二级解吸塔填料层中接触传热，将洗涤液温度降低到0～20℃；流出二级解吸塔的自流工艺水经工艺水泵打入吸收塔，完成整个水系统的循环。一级解吸塔塔顶解吸气回收至解吸气回收罐以提高系统的甲烷回收率。本技术的技术效果和优点：本技术可同时满足连续运行和间歇6小时运行两种工况：间歇6小时运行的沼气处理量为连续运行沼气处理量的两倍。当系统连续运行时，沼气压缩机开启一台，天然气压缩机开启一台，工艺水水泵开启一台、冷水循环泵开启一台，其他按照气路、水路系统循环运行。当系统间歇6小时运行时，沼气压缩机两台同时开启，天然气压缩机两台同时开启，工艺水水水泵两台同时开启，冷水循环泵同时开启，其他按照气路、水路系统循环运行。系统开6小时，停6小时，停机6小时之内的沼气可储存至沼气气柜中，6小时候系统开机，连续工作6小时，可将之前停机的富集沼气全部消化。这样设计，系统时刻具有6小时的机动时间，可以应对突发状况，又可以保障前端沼气的处理。而且系统间歇6小时运行可有效利用谷值电价，提高加气时间，优势更加显著。每天0点至6点（电价低谷时段），12点至18点（电价平段时段）开启全部备机运行，其余时段（电价尖峰和高峰时段）停机，可减少加气时间50%，节约电费30%左右。0点至6点和12点至18点也是加气站的销售低谷时段，本技术可以充分利用这个时间段给槽车加气，提高槽车的周转率。与传统工艺相比，本技术增加了沼气气柜一座，减少了中压天然气储罐和高压天然气瓶组，减少了顺序控制柜，总投资持平甚至略有减少。与传统工艺相比，本技术的动力设备：沼气压缩机、天然气压缩机、水泵等没有增加，仍采用一用一备形式。当天然销路受制约出现停机时，系统停机，停机6小时之内的沼气储存至沼气气柜中，6小时后开机，所有动设备开启，连续工作6小时，可将之前停机的富集沼气全部消化。这样设计，系统时刻具有6小时的机动时间，可以应对突发状况，又可以保障前端沼气的处理。当天然气销路通畅的情况下，本技术可以有效利用谷值电价，提高加气时间，优势更加显著。每天0点本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有调峰功能的沼气提纯系统，它包括通过管路依次连接的沼气气柜、水分离器、脱硫塔、解吸气回收罐、沼气压缩机系统、沼气缓冲罐、循环水系统、脱水装置和天然气压缩加气系统；所述的沼气压缩机系统包括压缩机前缓冲罐、沼气压缩机、压缩机后缓冲罐；所述的循环水系统包括多级解析塔、工艺水水泵、冷水循环泵、冷却组件；所述的多级解析塔包括吸收塔、一级解析塔、二级解析塔；所述的天然气压缩加气系统包括天然气缓冲罐、天然气压缩机、加气柱、尾气回收罐。

【技术特征摘要】
1.一种具有调峰功能的沼气提纯系统，它包括通过管路依次连接的沼气气柜、水分离器、脱硫塔、解吸气回收罐、沼气压缩机系统、沼气缓冲罐、循环水系统、脱水装置和天然气压缩加气系统；所述的沼气压缩机系统包括压缩机前缓冲罐、沼气压缩机、压缩机后缓冲罐；所述的循环水系统包括多级解析塔、工艺水水泵、冷水循环泵、冷却组件；所述的多级解析塔包括吸收塔、一级解析塔、二级解析塔；所述的天然气压缩加气系统包括天然气缓冲罐、天然气压缩机、加气柱、尾气回收罐。2.根据权利要求1所述的一种具有调峰功能的沼气提纯系统，其特征在于：所述尾气回收罐设置在天然气缓冲罐和天然气压缩机之间，天然气缓冲罐包含第一进气口、第二进气口、出气口，天然气缓冲罐第一进气口与脱水装置出气口相连接，天然气缓冲罐出气...

【专利技术属性】
技术研发人员：东广友，康相江，王宏杰，申磊，马妍，
申请(专利权)人：内蒙古弘达生物环保科技有限责任公司，
类型：新型
国别省市：内蒙古,15