一种液化天然气掺混空气补足沼气的方法技术

本发明专利技术涉及一种液化天然气掺混空气补足沼气的方法，包括：发酵罐产出的沼气经脱水、脱硫、除杂后储存于湿式储气罐中，当液位探测器监测到湿式储气罐内燃气体积小于等于总容积的30％时，将监测到的信号反馈给混合器控制盘，开启电磁阀，LNG钢瓶组内液化天然气经气化器气化后进入过滤器中分离成气相天然气和液相天然气，气相天然气调压后进入引射混合器内与空气掺混，补足沼气供应。本发明专利技术方法可使沼气全年稳定、可持续性的供应，实现农村清洁能源的规范化、标准化供应。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及，包括：发酵罐产出的沼气经脱水、脱硫、除杂后储存于湿式储气罐中，当液位探测器监测到湿式储气罐内燃气体积小于等于总容积的30％时，将监测到的信号反馈给混合器控制盘，开启电磁阀，LNG钢瓶组内液化天然气经气化器气化后进入过滤器中分离成气相天然气和液相天然气，气相天然气调压后进入引射混合器内与空气掺混，补足沼气供应。本专利技术方法可使沼气全年稳定、可持续性的供应，实现农村清洁能源的规范化、标准化供应。【专利说明】—种液化天然气掺混空气补足沼气的方法
本专利技术涉及，属于新能源
。
技术介绍
在西气东输工程竣工投入运行后，中国燃气行业进入了一个飞速发展的阶段，天然气消费量持续增长，承担天然气运输、配送重任的天然气管网建设处于高位运行中，燃气普及率逐年提高。但是在远离气源地的偏远地区，农民并未享受到这一清洁能源所带来的便利。由于管道建设难度大、资金回收期长，农户仍在使用以煤炭、秸杆等为主的污染性燃料，与国家“节能减排”的号召相违背。 为了向远离燃气输配管网的农户供应清洁、方便的气体燃料，国家颁布了一系列政策支持、推广农村生物质能源利用技术。其中沼气供应技术既能有效处理养殖业和农作物剩余物燃烧产生的污染问题，又能给农户提供清洁能源，是最有希望实现产业化的一种。近些年在国家的大力支持下，中小型沼气集中供应工程有了较快的发展，成为了沼气新的发展方向。其标准体系初步建立，工艺技术日趋成熟，配套设备已达到或接近国际先进水平，国内已经研究开发了多种适合不同地区、不同物料、不同规模的发酵工艺，并建成多座示范工程。但是即使经过了十多年的投产运行，沼气工程并没有得到很好地推广应用，最主要的原因便是生产与应用的不平衡，制约了农村沼气集中供应的发展。 目前我国农村集中沼气供应系统的发酵原料大致分为三类:富氮原料(禽畜粪便)、富碳原料(农作物秸杆)、常规混合原料(粪便与秸杆1:1配比混合)。经实验验证，以常规混合原料作为发酵原料时厌氧消化最优温度在30°C以上，以富碳原料作为单一发酵原料时厌氧消化最优温度在32°C以上，以富氮原料作为单一发酵原料时厌氧消化最优温度在52°C以上。沼气池温度在15°C以上，才能保证此三类发酵原料正常产气，并且不同发酵原料产气率随温度降低而明显降低。从上述数据可知，中国大部分地区冬季温度都无法达到发酵原料产气温度下限致使冬季产气量急剧减少甚至停止产气，但冬季是沼气需求量的高峰期，此供需不平衡的严峻形势导致沼气集中供应工程效益低下。为此提出了加设内置加热盘管和外保温设施以提高发酵温度的解决方法，但这就意味着建造成本和运行费用增加，从经济角度而言并不一定为农户所接受。 随着村镇农民生活水平的不断提高，农村炊事、生活热水甚至室内采暖等生活指标将逐步接近城市居民水平，因此沼气工程供应量达到需求量后才能在村镇地区推广应用。如何利用现有中小型沼气工程，确保实现全年正常稳定的集中供气，是农村沼气开发利用的瓶颈问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有农村中小型沼气工程因冬季气温降低，沼气产量减少、无法按需供应的不足，提供，本方法以常规能源掺混空气，与沼气在满足互换性的条件下，将混合气以任意比例与沼气混合供应居民使用。本专利技术可使沼气全年稳定、可持续性的供应，实现农村清洁能源的规范化、标准化供应。 本专利技术提供，包括: I)发酵罐产出的沼气经脱水、脱硫装置脱水、脱硫后，进入过滤器中去除杂质，除杂后的沼气通过沼气管路上打开的第二单向阀储存于湿式储气罐中，液位探测器监测湿式储气罐的液位值,液位值通过液位计显示,湿式储气罐由下部的水槽和上部套筒型塔节组成，塔节随储气量的改变而升降。湿式储气罐内的沼气压力恒定为5000Pa，当湿式储气罐内燃气量多时，塔节就上升，当燃气量少时，塔节就下降。所以根据液位值能够判断湿式储气罐内燃气的体积，液位探测器将监测到的液位值信号反馈给混合器控制盘，混合器控制盘控制气化天然气管路上电磁阀的开闭； 当液位探测器检测到湿式储气罐内燃气体积小于等于总容积的30%时，液位探测器将监测到的液位值信号反馈给混合器控制盘，开启气化天然气管路上的电磁阀； 2)电磁阀开启后，LNG钢瓶组内液化天然气经气化器气化后进入过滤器中分离成气相天然气和液相天然气，气相天然气通过开启的电磁阀进入第一调压器调压后，进入引射混合器内，待掺混； 3)由于压力较高的气相天然气进入到引射混合器中，在引射混合器的喷嘴处形成低压区，空气在第一单向阀两侧的大气压和喷嘴处低压区形成的压力差作用下，从空气进口管进入，经过滤器除去其中的杂质和水分，通过空气管路上开启的第一单向阀，输送至引射混合器内与气相天然气掺混，得到混合气，第一单单向阀的作用是防止操作不当使得引射器混合器内的气相天然气通过空气管路泄漏到大气环境中； 4)压力变送器监测引射混合器出口处混合气的压力，热值仪监测混合气燃烧测得的实际热值，压力变送器和热值仪将所监测的信号反馈至混合器控制盘，当混合气的高热值为19.97MJ/m3-22.05MJ/m3时，混合气进入湿式储气罐中，与湿式储气罐中的沼气任意比例混合作为气源，补足沼气供应，输入管网中，经第二调压器调压后，供用户使用； 随着掺混工作的进行，湿式储气罐内燃气体积不断增大，液位逐渐上升，直至燃气体积大于等于湿式储气罐容积的90%时，液位探测器将监测到的液位值信号传递给混合器控制盘，关闭气化天然气管路上的电磁阀，此时气化天然气管路和引射混合器内无气流通过，引射混合器内负压不足，空气管路上的第一单向阀关闭，空气不能进入引射混合器中，掺混终止，湿式储气罐内的燃气单独作为气源，输入管网中，经第二调压器调压后，供用户使用。 在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以做如下改进。 进一步，在2)中，所述第一调压器调压为调压至0.4MPa。 进一步，在4)中，所述第二调压器调压为调压至2200_3000Pa。 本专利技术的有益效果是: 本专利技术提供，以厌氧发酵处理得到的沼气为主气源，将另外一种常规能源(LNG)以引射方式掺混空气后作为补充气源，具有相当于6T天然气的高热值。本专利技术通过华白数和燃烧势计算确定液化天然气(LNG)与空气的掺混比例、满足与沼气的互换性，掺混后的燃气再与沼气以任意比例混合，加至管网系统实现沼气全年持续稳定的供应。 本专利技术弥补了天然气管网未到达地区的农村冬季沼气无法足量供应的缺陷，可根据沼气的产量不同，以混配燃气补足，保证了燃气常年持续稳定的供应，环保节能。 【专利附图】【附图说明】 图1为本专利技术的流程图； 【具体实施方式】 以下对本专利技术的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本专利技术，并非用于限定本专利技术的范围。 实施例1常规燃气掺混空气与沼气的互换性分析 沼气燃具是以沼气为基准气设计的，而使用另一种组分不同的燃气时其燃烧工况波动在允许的范围内，则称这种燃气对基准气具有互换性。燃气组分的波动必须要满足互换性的要求，我国采用华白数和燃烧势的变化范围评判是否满足互换性要求。 1、基准气性质 以《城镇燃气分类和基本特性》GBT13611-2006中的6T燃气代表沼气作为基准气进行互换性分析，且该规范规定了 6T燃气的华白数和燃烧势本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种液化天然气掺混空气补足沼气的方法，其特征在于，包括：1)发酵罐产出的沼气经脱水、脱硫装置脱水、脱硫后，进入过滤器中去除杂质，除杂后的沼气通过沼气管路上打开的第二单向阀储存于湿式储气罐中，液位探测器监测湿式储气罐的液位值，液位值通过液位计显示，液位探测器将监测到的液位值信号反馈给混合器控制盘，混合器控制盘控制气化天然气管路上电磁阀的开闭；当液位探测器监测到湿式储气罐内燃气体积小于等于总容积的30％时，液位探测器将监测到的液位值信号反馈给混合器控制盘，开启气化天然气管路上的电磁阀；2)电磁阀开启后，LNG钢瓶组内液化天然气经气化器气化后进入过滤器中分离成气相天然气和液相天然气，气相天然气通过开启的电磁阀进入第一调压器调压后进入引射混合器内，待掺混；3)空气在第一单向阀两侧的压力差作用下，从空气进口管进入，经过滤器除去其中的杂质和水分，通过空气管路上开启的第一单向阀，输送至引射混合器内与气相天然气掺混，得到混合气；4)压力变送器监测引射混合器出口处混合气的压力，热值仪监测混合气燃烧测得的实际热值，压力变送器和热值仪将所监测的信号反馈至混合器控制盘，当混合气的高热值为19.97MJ/m3‑22.05MJ/m3时，混合气进入湿式储气罐中，与湿式储气罐中的沼气任意比例混合作为气源，补足沼气供应，输入管网中，经第二调压器调压后，供用户使用；随着掺混工作的进行，湿式储气罐内燃气体积大于等于总容积的90％时，液位探测器将监测到的液位值信号传递给混合器控制盘，关闭气化天然气管路上的电磁阀，气化天然气管路内无气流通过，引射混合器内负压不足，空气管路上的第一单向阀关闭，空气不能进入引射混合器中，掺混终止，湿式储气罐内的燃气单独作为气源，输入管网中，经第二调压器调压后，供用户使用。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄小美，周阳，张婧，文凯，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：重庆;85