沼气纯化系统技术方案

本发明专利技术提供了一种沼气纯化系统，其利用一甲烷与二氧化碳分离单元分别与一沼气分离单元以及一二氧化碳分离单元相连接，使得含有甲烷与二氧化碳的沼气经由该沼气分离单元进入该甲烷与二氧化碳分离单元中，再由二氧化碳分离单元提供的水将沼气中的二氧化碳带走以进行沼气的纯化作业，最后将留下的甲烷自沼气分离单元中排出，由此纯化过程提供纯度较高的甲烷，供汽、机车的动力来源使用。

【技术实现步骤摘要】
沼气纯化系统
本专利技术涉及沼气纯化领域，尤指一种用于分离沼气中的二氧化碳，使沼气经纯化后取得纯度较高的甲烷，并提供作为环保能源使用的沼气纯化系统。
技术介绍
随着科技的进步以及人们生活水准的提高，家家户户几乎都有至少一辆机车或汽车代步工具。为因应大量的机车与汽车的动力来源需求，近年来石油开采业者更加速了石油的开采速度。但根据科学家的研究显示，石油的生成可能需要数千年至数万年的时间，因此地球上的石油以目前的开采以及使用速度，很快就会面临消耗殆尽的一天。因此，替代能源的寻找与开发为目前世界各国极为重视的课题之一；其中，沼气更成为被受瞩目的其中一种替代能源。沼气通常自然地生成在河边的湿地、沼泽地处，湿地或沼泽地处的植物腐败后所形成的土壤表面下呈现厌氧状态，进而使土壤表面下的有机物质发生厌氧分解与发酵，最终形成沼气。一般沼气中除了含有甲烷气体并为其主要成分外，另伴随着二氧化碳气体的存在。根据目前科学研究，当甲烷气体的纯度达到一定的程度后，即可以拿来作为汽、机车的动力能源使用，因此，如何将沼气中的二氧化碳气体去除，以保留高纯度的甲烷气体，使其可作为石油的替代能源，为现今科学家急欲积极发展的气体纯化技术。中国台湾专利技术专利公告第267365号公报揭示一种再生式水洗沼气纯化装置，其将含有甲烷气体与二氧化碳气体的沼气通入吸收塔后，使吸收塔内的水可以吸附二氧化碳气体，以此将二氧化碳气体随着水被带走，最后再单独将甲烷气体排出，以完成沼气的纯化工作。但由于二氧化碳气体于一般室温液体温度下的环境中仅能略溶于水中，若要二氧化碳气体大量地溶于水，一般需要施予一定的大气压力才行，且一旦减压后二氧化碳气体又会从水中跑出来，因此，该加压与减压过程不易操控，且该加压与减压的过程耗费能源，亦需要大范围的面积使得水与二氧化碳气体可以直接接触，故由前述原理可以合理推测经前述再生式水洗沼气纯化装置纯化后所得到的气体中除了大部分为甲烷气体以外，其纯化后的气体中必然仍含有一定量的二氧化碳气体，显示该篇专利文献所揭示的沼气纯化效果不佳，无法将纯化后的气体直接作为汽、机车的燃料使用。
技术实现思路
有鉴于现有技术所面临的问题，本专利技术的目的在于解决二氧化碳气体溶于水中或是吸附于水中后难以与水完全分离的问题，通过本专利技术所提供的沼气纯化系统可以在常压下让二氧化碳气体溶于水，再对水加温以提升二氧化碳气体离开水中的量，又再利用投药方式使得残留于水中的二氧化碳分子可以完全与水分子分离，使得水可以与二氧化碳分离后重复被循环并提供予甲烷与二氧化碳分离使用。为实现上述目的，本专利技术提供了一种沼气纯化系统，其包括：一沼气分离单元，其包括：一沼气输入器，其中该沼气包含有甲烷与二氧化碳；以及一甲烷输出器；一甲烷与二氧化碳分离单元，其分别与该沼气输入器以及该甲烷输出器相连接，并且该甲烷与二氧化碳分离单元设于该沼气输入器与该甲烷输出器之间；一二氧化碳分离单元，其包括：一液体加热器，其与甲烷与二氧化碳分离单元相连接；一二氧化碳过滤器，其与该液体加热器相连接；一储液桶，其与该二氧化碳过滤器相连接，并且该甲烷与二氧化碳分离单元设于该液体加热器与该储液桶之间；一投药器，其与该储液桶相连接；以及一真空抽气装置，其与该储液桶相连接。根据本专利技术所述的沼气纯化系统，优选地，该投药器中装设有二氧化碳吸附剂。根据本专利技术所述的沼气纯化系统，优选地，该二氧化碳吸附剂为甲基二乙醇胺、三乙烯四胺、胺基乙基乙醇胺的其中之一或其组合。根据本专利技术所述的沼气纯化系统，优选地，该二氧化碳过滤器中设有一二氧化碳过滤膜。根据本专利技术所述的沼气纯化系统，优选地，该二氧化碳过滤膜的一侧呈真空状态，该二氧化碳过滤膜的另一侧填充含有二氧化碳气体的水溶液。根据本专利技术所述的沼气纯化系统，优选地，该储液桶的顶端设有一液面控制器，而该储液桶的一侧设有一排水装置。根据本专利技术所述的沼气纯化系统，优选地，该二氧化碳分离单元包括一二氧化碳排出器以及一纯水补充装置，该二氧化碳排出器与该纯水补充装置分别与该二氧化碳过滤器相连接，并且该二氧化碳排出器与该二氧化碳过滤器之间设有一抽气泵。根据本专利技术所述的沼气纯化系统，优选地，该二氧化碳分离单元包括一冷却装置，该冷却装置具有一热水管与一冷水管，并且该冷却装置通过该冷水管与该热水管连接至该储液桶。根据本专利技术所述的沼气纯化系统，优选地，该沼气纯化系统具有多个抽气泵以及一抽液泵，其中，所述抽气泵分别设置于该沼气输入器与该甲烷与二氧化碳分离单元之间，以及该甲烷与二氧化碳分离单元与该甲烷输出器之间，该抽液泵设置于该储液桶与该甲烷与二氧化碳分离单元之间。为达成前述目的，本专利技术提供了一种沼气纯化系统，其包括：一沼气分离单元、一甲烷与二氧化碳分离单元、一二氧化碳分离单元。其中，该甲烷与二氧化碳分离单元连接该沼气分离单元与该二氧化碳分离单元。该沼气分离单元包含：一沼气输入器与一甲烷输出器，该沼气包含有甲烷与二氧化碳。该甲烷与二氧化碳分离单元分别与该沼气分离单元的该沼气输入器以及该甲烷输出器相连接，并且该甲烷与二氧化碳分离单元设于该沼气输入器与该甲烷输出器之间。该二氧化碳分离单元包含：一液体加热器、一二氧化碳过滤器、一储液桶、一投药器以及一真空抽气装置；该液体加热器与该甲烷与二氧化碳分离单元相连接，该二氧化碳过滤器与该液体加热器相连接，该储液桶与该二氧化碳过滤器相连接，并且前述甲烷与二氧化碳分离单元设于该液体加热器与该储液桶之间，该投药器独立地与该储液桶相连接，该真空抽气装置独立地与该储液桶相连接。本专利技术通过甲烷与二氧化碳分离单元分离沼气中的甲烷气体以及二氧化碳气体，并且通过沼气分离单元以及二氧化碳分离单元同时与甲烷与二氧化碳分离单元相连接而达到带走沼气中的二氧化碳气体、得到沼气纯化过后的高纯度甲烷气体的目的。此外，本专利技术亦利用了二氧化碳分离单元进一步将溶于水中的二氧化碳或是吸附于水中的二氧化碳的中的水分子与二氧化碳分子分离，进而使得水可以重复循环提供予甲烷与二氧化碳分离单元将二氧化碳气体从沼气中带走，连续不断地进行沼气的纯化工作，使得纯化过后的高纯度的甲烷气体可以不断地被本专利技术的沼气纯化系统生产出来并且提供使用。另本专利技术同时利用液体加热器控制溶有或吸附有二氧化碳气体分子的碳酸水溶液的液体温度，以此调整水释放二氧化碳气体的能力。较佳的，该投药器中装设有二氧化碳吸附剂。更佳的，该二氧化碳吸附剂为：甲基二乙醇胺(methyldiethanolamine，MDEA)、三乙烯四胺(triethylenetetramine，TETA)、胺基乙基乙醇胺(aminoethylethanolamine，AEEA)的其中之一或其组合、活性碳或沸石。较佳的，该二氧化碳过滤器中设有一二氧化碳过滤膜。该二氧化碳过滤膜具有多个过滤孔洞，其仅能够提供二氧化碳气体分子通过所述过滤孔洞，而无法使水分子通过所述过滤孔洞，以此将溶有或吸附有二氧化碳气体分子的水溶液中的水分子可以与二氧化碳分子分离，将溶解有或吸附有二氧化碳气体分子的水溶液分离形成二氧化碳气体与纯水液体。此外，通过该二氧化碳过滤膜的设置可以有效增加二氧化碳气体与水的接触面积，进而可以缩小整体沼气纯化系统的体积。更佳的，该二氧化碳过滤膜的一侧呈真空状态，该二氧化碳过滤膜的另一侧填充有含有二氧化碳气本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种沼气纯化系统，其包括：一沼气分离单元，其包括：一沼气输入器，其中该沼气包含有甲烷与二氧化碳；以及一甲烷输出器；一甲烷与二氧化碳分离单元，其分别与该沼气输入器以及该甲烷输出器相连接，并且该甲烷与二氧化碳分离单元设于该沼气输入器与该甲烷输出器之间；一二氧化碳分离单元，其包括：一液体加热器，其与甲烷与二氧化碳分离单元相连接；一二氧化碳过滤器，其与该液体加热器相连接；一储液桶，其与该二氧化碳过滤器相连接，并且该甲烷与二氧化碳分离单元设于该液体加热器与该储液桶之间；一投药器，其与该储液桶相连接；以及一真空抽气装置，其与该储液桶相连接。

【技术特征摘要】
1.一种沼气纯化系统，其包括：一沼气分离单元，其包括：一沼气输入器，其中该沼气包含有甲烷与二氧化碳；以及一甲烷输出器；一甲烷与二氧化碳分离单元，其分别与该沼气输入器以及该甲烷输出器相连接，并且该甲烷与二氧化碳分离单元设于该沼气输入器与该甲烷输出器之间；一二氧化碳分离单元，其包括：一液体加热器，其与甲烷与二氧化碳分离单元相连接；一二氧化碳过滤器，其与该液体加热器相连接；一储液桶，其与该二氧化碳过滤器相连接，并且该甲烷与二氧化碳分离单元设于该液体加热器与该储液桶之间；一投药器，其与该储液桶相连接；以及一真空抽气装置，其与该储液桶相连接。2.根据权利要求1所述的沼气纯化系统，其中，该投药器中装设有二氧化碳吸附剂。3.根据权利要求2所述的沼气纯化系统，其中，该二氧化碳吸附剂为甲基二乙醇胺、三乙烯四胺、胺基乙基乙醇胺的其中之一或其组合。4.根据权利要求1至3任一项所述的沼气纯化系统，其中，该二氧化碳过滤器中设有一二氧化碳过滤膜。5.根据权利要求4所述的沼气纯化系统，其中，该二氧化碳过滤膜的一侧呈真空状态，该二氧化碳过滤膜的另...

【专利技术属性】
技术研发人员：高资明，彭梓育，
申请(专利权)人：高资明，彭梓育，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71