基于沼气膜提纯工艺的热量回收系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种基于沼气膜提纯工艺的热量回收系统，包括依次连接的多级压缩换热单元，各级压缩换热单元分别包括压缩单元和换热器，所述压缩单元与所述换热器连接，所述压缩单元用于将待提纯的沼气进行压缩增压，所述换热器用于接收来自所述压缩单元增压后的沼气，并将沼气与来自沼气发酵罐的循环热水回水进行热量交换。该热量回收系统能够在使用较少投资的情况下，将沼气膜提纯工艺过程中产生的能量进行回收利用，作为沼气锅炉的加热水源进行再次利用，并进行加热后来作为发酵罐的加热水源，从而实现沼气膜提纯工艺与沼气生产的能量循环利用过程，避免了能量的浪费，产生了较大的经济效益。

Heat recovery system based on the purification process of methane membrane

The utility model discloses a biogas purification process based on membrane heat recovery system comprises a multi-stage compression heat exchange unit, the compression heat exchange unit including a compression unit and a heat exchanger, the compression unit is connected with the heat exchanger, the compression unit used to be purified biogas the compression pressure, the heat exchanger for receiving from the compression unit after the booster biogas and biogas and circulating hot water return from biogas fermentation tank for heat exchange. The heat recovery system can use less investment, the biogas purification membrane generated in the process of energy recycling, biogas boiler as heating source for the next use, and then heating as heating source of the fermentation tank, so as to realize the biogas production process and membrane separation process of biogas energy recycling. To avoid the waste of energy, have a greater economic benefit.

【技术实现步骤摘要】
基于沼气膜提纯工艺的热量回收系统
本技术涉及沼气工程
，尤其涉及一种基于沼气膜提纯工艺的热量回收系统。
技术介绍
对于沼气工程，为维持合适的发酵温度，其发酵罐往往需要加热，对于大型中型的沼气工程，其用热量很大。对于加热方式，一般为采用沼气锅炉生产的热水通入发酵罐的加热盘管，利用对流传热的形式对罐内物料加热。为了生产足够的热水，往往需要消耗大量的沼气。为了减少沼气消耗，生产工段的热量回收非常重要。对于沼气膜提纯生产生物天然气的工艺过程，为了维持足够的操作压力(约1.3～1.5MPa)，沼气必须先经过压缩过程，在由微正压压缩至操作压力时会产生大量的热，如果将此热量加以回收利用，可以减少沼气锅炉的沼气消耗。目前关于沼气膜提纯系统的热量回收有利用热泵方式实现的，此工艺利用热泵技术，消耗一部分高品位能源电能来回收低品位的能源热能，其能效比(COP)可达到3～4，即产生的热量是消耗的电能的3～4倍。虽然可回收全部热量，但消耗了部分高品位的电能，且设备整体投资较大，动设备多，故障率高。因此在经济及其它方面并不是很理想。
技术实现思路
有鉴如此，本技术提供一种投资少、热回收效率高，能够实现能量回收以及循环利用的基于沼气膜提纯工艺的热量回收系统，以解决现有技术中存在的问题。根据本技术提供一种基于沼气膜提纯工艺的热量回收系统，包括依次连接的多级压缩换热单元，各级压缩换热单元分别包括压缩单元和换热器，所述压缩单元与所述换热器连接，所述压缩单元用于将待提纯的沼气进行压缩增压，所述换热器用于接收来自所述压缩单元增压后的沼气，并将沼气与来自沼气发酵罐的循环热水回水进行热量交换。优选地，所述压缩单元的出口与所述换热器的第一介质入口连通，所述换热器的第一介质出口与下一级压缩换热单元的压缩单元的入口连通，所述换热器的第二介质入口用于接收来自沼气发酵罐的循环热水回水，所述换热器的第二介质出口用于与外部沼气锅炉连通。优选地，所述压缩换热单元还包括风冷器，所述风冷器的入口与所述换热器的第一介质出口连通，所述风冷器的出口与下一级压缩换热单元的压缩单元的入口连通。优选地，还包括储气罐，所述储气罐的入口用于接收待提纯沼气，出口与第一级压缩换热单元连通。优选地，还包括温度调节阀，所述温度调节阀用于控制进入各级所述压缩换热单元的换热器的第二介质入口的来自沼气发酵罐的循环热水回水的温度。优选地，还包括流量计和温度变送器，所述流量计用于检测自所述温度调节阀进入各级所述压缩换热单元的换热器的第二介质入口的来自沼气发酵罐的循环热水回水的温度值，并将该温度值反馈至所述温度调节阀，所述温度变送器用于检测各级所述压缩换热单元的换热器的第二介质出口的热水温度值，并将该热水温度值反馈至所述温度调节阀。根据本技术提供的热量回收系统能够在使用较少投资的情况下，将沼气膜提纯工艺过程中产生的能量进行回收利用，作为沼气锅炉的加热水源进行再次利用，并进行加热后来作为发酵罐的加热水源，从而实现沼气膜提纯工艺与沼气生产的能量循环利用过程，避免了能量的浪费，产生了较大的经济效益。从上述方案可以看出本技术的具有如下有益效果：1)、工艺合理——本技术利用厂内的现有条件直接换热，不设置循环冷却水设备，仅增加必要的自控设备，因此其工艺简单，自动化程度高；2)、投资低——除了换热器12外，仅配置了必要的检测与控制仪表，因此总投资低；3)、热回收率高——仅在最后一级需风冷设备来辅助降温，如按上述条件，则经计算热量回收率可达到93.9％；4)、节约能耗——仅在最后一级风冷设备和温度调节阀2处有少量的电能消耗；5)自动化程度高——设备开启后无需人工操作；6)、设备占地省——所有的设备均为撬装化，节省了设备占地。附图说明为了更清楚地说明本技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。图1示出了根据本技术实施例的基于沼气膜提纯工艺的热量回收系统。图2示出了根据本技术实施例中对进入各级压缩换热单元的循环热水的控制原理图。图中：第一级压缩换热单元100、第二级压缩换热单元200、第三级压缩换热单元300、压缩单元11、换热器12、风冷器13、限流孔板14、温度调节阀2、流量计3、温度变送器4、储气罐5、进水总管61、出水总管62、电机7、第一端口81、第二端口82、第三端口83、第四端口84、第五端口85、撬体9。具体实施方式下面将结合附图对本技术技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本技术的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本技术的保护范围。图1示出了根据本技术实施例的基于沼气膜提纯工艺的热量回收系统。该基于沼气膜提纯工艺的热量回收系统，包括依次连接的多级压缩换热单元。各级压缩换热单元分别包括压缩单元11和换热器12，所述压缩单元11与所述换热器12连接，所述压缩单元11用于将待提纯的沼气进行压缩增压，所述换热器12用于接收来自所述压缩单元11增压后的沼气，并将沼气与来自沼气发酵罐的循环热水回水进行热量交换。该热量回收系统设有第一端口81至第五端口85。其中，第一端口81与发酵罐连通，具体为与发酵罐的冷却盘管连通，用于接收来自发酵罐冷却盘管的循环热水回水；第二端口82与沼气气源连接，用于接收待提纯沼气；第三端口83用于排出经最后一级压缩换热后的沼气；第四端口84与沼气锅炉连通，用于将经各级换热单元的换热器12换热升温后的循环热水排放到沼气锅炉；第五端口85用于将经各级换热单元的换热器12换热后的沼气进行部分放空。该实施例中，共设有三级压缩换热单元，包括第一级压缩换热单元100、第二级压缩换热单元200和第三级压缩换热单元300。待提纯沼气依次进入第一级压缩换热单元100进入，经过三级换热单元，依次进行第一级压缩、第二级压缩和第三级压缩后，自第三级压缩换热单元300排出。当然，压缩换热单元的数目不限于三个，其具体数目可根据需要设定。各个压缩单元11可分别采用单级压缩机例如每个压缩换热单元分别采用一个单级压缩机，形成多级次压缩，也可将多个压缩单元11采用共用的电机7来驱动，形成多级式压缩机。该实施例中，采用三个压缩单元11共同采用一台电机7来驱动，形成三级式压缩单元11。该实施例中，换热器12选为水冷换热器12，其作用是实现压缩增压沼气与来自沼气发酵罐的循环热水回水进行热量交换。在各级压缩换热单元中。所述压缩单元11的出口与所述换热器12的第一介质入口连通，所述换热器12的第一介质出口与下一级压缩换热单元的压缩单元11的入口连通，所述换热器12的第二介质入口用于接收来自沼气发酵罐的循环热水回水，所述换热器12的第二介质出口用于与外部沼气锅炉连通。各级换热单元的换热器12的第二介质入口分别与第一端口81连通，用于接收来自发酵罐的循环热水。进一步地，每级压缩单元还包括风冷器13，所述风冷器13的入口与所述换热器12的第一介质出口连通，所述风冷器13的出口与下一级压缩换热单元的压缩单元11的入口连通。其中，第一级压缩换热单元100和第二级压缩换热单元20本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于沼气膜提纯工艺的热量回收系统，其特征在于，包括依次连接的多级压缩换热单元，各级压缩换热单元分别包括压缩单元和换热器，所述压缩单元与所述换热器连接，所述压缩单元用于将待提纯的沼气进行压缩增压，所述换热器用于接收来自所述压缩单元增压后的沼气，并将该沼气与来自沼气发酵罐的循环热水回水进行热量交换。

【技术特征摘要】
1.一种基于沼气膜提纯工艺的热量回收系统，其特征在于，包括依次连接的多级压缩换热单元，各级压缩换热单元分别包括压缩单元和换热器，所述压缩单元与所述换热器连接，所述压缩单元用于将待提纯的沼气进行压缩增压，所述换热器用于接收来自所述压缩单元增压后的沼气，并将该沼气与来自沼气发酵罐的循环热水回水进行热量交换。2.根据权利要求1所述的基于沼气膜提纯工艺的热量回收系统，其特征在于，所述压缩单元的出口与所述换热器的第一介质入口连通，所述换热器的第一介质出口与下一级压缩换热单元的压缩单元的入口连通，所述换热器的第二介质入口用于接收来自沼气发酵罐的循环热水回水，所述换热器的第二介质出口用于与外部沼气锅炉连通。3.根据权利要求2所述的基于沼气膜提纯工艺的热量回收系统，其特征在于，所述压缩换热单元还包括风冷器，所述风冷器的入口与所述换热器的第一介质出口连通，所述风冷器...

【专利技术属性】
技术研发人员：浦鹏，陈子香，白云峰，初炜，苏珊，李伟，姜文腾，
申请(专利权)人：国峰清源生物能源有限责任公司，
类型：新型
国别省市：北京,11