一种内外能源兼顾且能源利用率高的沼气水洗提纯系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种内外能源兼顾且能源利用率高的沼气水洗提纯系统，包括集热单元，所述集热单元包括集热管道，所述集热管道的前端和后端均连通至沼气压缩机，且集热管道上依次串联有热水箱和换热器，所述换热器还连通有沼液循环管道，且所述沼液循环管道与集热管道在换热器内进行换热；所述沼气水洗提纯系统还包括用于盛装冷却水的集水池，所述集水池设有用于输出冷却水的第一冷却水管道和用于输入余热水的余热水管道，所述第一冷却水管道的后端连通至集水池、前端连通至热水箱，所述余热水管道的后端连通至热水箱、前端连通至集水池。本实用新型专利技术不仅将系统内部的能耗充分利用，解决了多种问题，也巧妙了利用了外界的能量，内外能源兼用，能源利用率高。

A Biogas Washing and Purification System with Internal and External Energy Consideration and High Energy Utilization

【技术实现步骤摘要】
一种内外能源兼顾且能源利用率高的沼气水洗提纯系统
本专利技术属于沼气水洗提纯
，具体涉及一种内外能源兼顾且能源利用率高的沼气水洗提纯系统。
技术介绍
沼气提纯为生物天然气，可提供一种清洁的绿色能源，在西欧（德国、丹麦、瑞典等）国家的能源总量占比10%左右。近年来，我国也频出政策推动生物天然气产业化，今年6月发布的《中共中央国务院关于全面加强生态环境保护坚决打好污染防治攻坚战的意见》提出要实施生物天然气工程，今年7月国务院印发的《打赢蓝天保卫战三年行动计划》也提出，在具备资源条件的地方鼓励发展生物天然气。而发展生物天然气所涉及的沼气提纯技术，如加压水洗法、化学吸收法和变压吸附法等技术已实现商业化利用，其中加压水洗法由于具有高甲烷纯度、高甲烷回收率、工艺技术成熟等优势得到广泛使用。现有的加压水洗法沼气提纯循环水系统的工艺流程如图1所示：任一管道内流体的输送方向定义为前，以下方向描述均遵从此定义；所述沼气水洗提纯系统包括沼气压缩机10、吸收塔20、一级解析塔30和二级解析塔40；所述沼气压缩机10和吸收塔20之间设有沼气输送管道且沼气输送管道连通至吸收塔的20下部；所述吸收塔20和一级解析塔30之间通过用于输送工艺水的第一工艺水管道相连通，且第一工艺水管道的后端连通至吸收塔20的下部、前端连通至一级解析塔30的上部；所述一级解析塔30和二级解析塔40之间通过用于输送工艺水的第二工艺水管道相连通，且第二工艺水管道的后端连通至一级解析塔30的下部、前端连通至二级解析塔40的上部；所述二级解析塔40的底部设有用于输送工艺水的第三工艺水管道，第三工艺水管道的后端连通至二级解析塔40的底部、前端连通至吸收塔20的上部，且第三工艺水管道内的工艺水经冷却后由泵50输送至吸收塔20的上部继续循环利用。其中，沼气压缩机的能耗占整个水洗提纯系统能耗的50%以上，压缩功转换为热能后未得到利用，直接通过冷却水冷却。而与此同时，为保持沼气池的高效产气，需采取升温保温措施维持沼气池温度，目前多采用太阳能热水器水循环加热、锅炉水循环升温及电加热膜增温等技术。但这些升温保温措施均需要额外的设备投入和/或能源消耗，增加了企业生产成本，且沼气压缩机的能耗直接释放也不符合国家节能减排的政策要求。
技术实现思路
本专利技术针对现有的沼气水洗提纯系统存在能耗高，能源利用率低的问题，提供一种内外能源兼顾且能源利用率高的沼气水洗提纯系统，不仅将系统内部的能耗充分利用，解决了多种问题，也巧妙了利用了外界的能量，内外能源兼用，且能源利用率高。本专利技术采用如下技术方案：一种内外能源兼顾且能源利用率高的沼气水洗提纯系统，任一管道内流体的输送方向定义为前，以下方向描述均遵从此定义；所述沼气水洗提纯系统包括沼气压缩机、吸收塔、一级解析塔和二级解析塔；所述沼气压缩机和吸收塔之间设有沼气输送管道且沼气输送管道连通至吸收塔的下部；所述吸收塔和一级解析塔之间通过用于输送工艺水的第一工艺水管道相连通，且第一工艺水管道的后端连通至吸收塔的下部、前端连通至一级解析塔的上部；所述一级解析塔和二级解析塔之间通过用于输送工艺水的第二工艺水管道相连通，且第二工艺水管道的后端连通至一级解析塔的下部、前端连通至二级解析塔的上部；所述二级解析塔的底部设有用于输送工艺水的第三工艺水管道，第三工艺水管道的后端连通至二级解析塔的底部、前端连通至吸收塔的上部，且第三工艺水管道内的工艺水经冷却后输送至吸收塔的上部继续循环利用；所述沼气水洗提纯系统还包括集热单元，所述集热单元包括集热管道，所述集热管道的前端和后端均连通至沼气压缩机，且集热管道上依次串联有热水箱和换热器，所述换热器还连通有沼液循环管道，且所述沼液循环管道与集热管道在换热器内进行换热；所述沼气水洗提纯系统还包括用于盛装冷却水的集水池，所述集水池设有用于输出冷却水的第一冷却水管道和用于输入余热水的余热水管道，所述第一冷却水管道的后端连通至集水池、前端连通至热水箱，所述余热水管道的后端连通至热水箱、前端连通至集水池，第一冷却水管道和余热水管道上均分别设有截止阀V12和V11。优选地，所述第三工艺水管道设有水冷单元，所述水冷单元包括冷却塔和冷水机组，所述冷却塔位于集水池的上方且冷却塔与集水池相连通，所述集水池还设有用于循环冷却水的第二冷却水管道，第二冷却水管道的后端连通至集水池、前端连通至冷却塔的顶部；所述二级解析塔还设有用于循环冷却工艺水的第四工艺水管道，所述第四工艺水管道的后端和前端均连通至二级解析塔的下部，第四工艺水管道的后端的连通位置低于前端的连通位置；所述第二冷却水管道和第四工艺水管道分别经过所述冷水机组且第四工艺水管道和第二冷却水管道在冷水机组内进行换热。优选地，所述第三工艺水管道还设有空冷单元，所述空冷单元包括第五工艺水管道和第六工艺水管道，所述第五工艺水管道和第六工艺水管道分别作为分支管道且从后至前连通至第三工艺水管道上，所述第五工艺水管道的后端连通至第三工艺水管道、前端连通至冷却塔的顶部，所述第六工艺水管道的后端连通至集水池、前端连通至第三工艺水管道，且位于第五工艺水管道和第六工艺水管道之间的第三工艺水管道部分设有截止阀V1，第五工艺水管道和第六工艺水管道上均分别设有截止阀V6和V10。优选地，所述冷却塔位于二级解析塔的下方，从而所述第五工艺水管道内的工艺水依靠重力作用流向冷却塔。优选地，所述冷却塔的上部设有用于鼓入冷风的风扇，所述第二冷却水管道进入冷却塔的位置处设有第一远传温度计，所述第一远传温度计与所述风扇的电机联锁以根据第二冷却水管道进入冷却塔的冷却水温度高低控制风扇的开启或关闭。优选地，所述冷却塔的上部设有用于鼓入冷风的风扇，所述第五工艺水管道进入冷却塔的位置处设有第二远传温度计，所述第二远传温度计与所述风扇的电机联锁以根据第五工艺水管道进入冷却塔的工艺水温度高低控制风扇的开启或关闭。优选地，所述第三工艺水管道上设有第一泵，所述第六工艺水管道的前端连通至第三工艺水管道的位置在第一泵之后。优选地，所述第二冷却水管道上设有第二泵。优选地，所述集水池位于热水箱的下方，且第一冷却水管道上设有第三泵。本专利技术的有益效果如下：其一，沼气压缩机的能耗占整个水洗提纯系统能耗的50%以上，压缩功转换为热能后，本专利技术通过沼气池循环出的沼液将热能带走，而现有技术中，通过冷却塔供应的冷却水将这部分热能带走，而升温后的冷却水还要在冷却塔内通过风扇运作来再次降温，既不能利用沼气压缩机的热能，又额外增加了冷却塔的能耗；但是通过本专利技术的改进，一方面无需冷却水就能够达到冷却沼气压缩机的目的，当然也无需冷却塔的额外消耗，另一方面，这部分热能被沼液带入沼气池内，从而为沼气池增温保温，经实际验证，这部分热能完全足够供应沼气池的热量需求，省去了太阳能热水器水循环加热、锅炉水循环升温及电加热膜增温等加热设备，在低能耗的基础上，保证了沼气池的高效产气，可谓一举多得！从这一点来看，本专利技术大幅度地削减了企业的生产成本，符合国家节能减排的政策要求。其二，冷却塔和集水池通常不设置保温措施，因此在冬季的低温天气，集水池直接与冷空气接触，导致集水池内的冷却水温度会过低，而有部分厂家的冷水机组在冷却水温度低于18℃时，启动困难；本专利技术也针对该问题作出改进，具体地，在冷水机组启本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种内外能源兼顾且能源利用率高的沼气水洗提纯系统，任一管道内流体的输送方向定义为前，以下方向描述均遵从此定义；所述沼气水洗提纯系统包括沼气压缩机、吸收塔、一级解析塔和二级解析塔；所述沼气压缩机和吸收塔之间设有沼气输送管道且沼气输送管道连通至吸收塔的下部；所述吸收塔和一级解析塔之间通过用于输送工艺水的第一工艺水管道相连通，且第一工艺水管道的后端连通至吸收塔的下部、前端连通至一级解析塔的上部；所述一级解析塔和二级解析塔之间通过用于输送工艺水的第二工艺水管道相连通，且第二工艺水管道的后端连通至一级解析塔的下部、前端连通至二级解析塔的上部；所述二级解析塔的底部设有用于输送工艺水的第三工艺水管道，第三工艺水管道的后端连通至二级解析塔的底部、前端连通至吸收塔的上部，且第三工艺水管道内的工艺水经冷却后输送至吸收塔的上部继续循环利用；其特征在于：所述沼气水洗提纯系统还包括集热单元，所述集热单元包括集热管道，所述集热管道的前端和后端均连通至沼气压缩机，且集热管道上依次串联有热水箱和换热器，所述换热器还连通有沼液循环管道，且所述沼液循环管道与集热管道在换热器内进行换热；所述沼气水洗提纯系统还包括用于盛装冷却水的集水池，所述集水池设有用于输出冷却水的第一冷却水管道和用于输入余热水的余热水管道，所述第一冷却水管道的后端连通至集水池、前端连通至热水箱，所述余热水管道的后端连通至热水箱、前端连通至集水池，第一冷却水管道和余热水管道上均分别设有截止阀V12和V11。...

【技术特征摘要】
1.一种内外能源兼顾且能源利用率高的沼气水洗提纯系统，任一管道内流体的输送方向定义为前，以下方向描述均遵从此定义；所述沼气水洗提纯系统包括沼气压缩机、吸收塔、一级解析塔和二级解析塔；所述沼气压缩机和吸收塔之间设有沼气输送管道且沼气输送管道连通至吸收塔的下部；所述吸收塔和一级解析塔之间通过用于输送工艺水的第一工艺水管道相连通，且第一工艺水管道的后端连通至吸收塔的下部、前端连通至一级解析塔的上部；所述一级解析塔和二级解析塔之间通过用于输送工艺水的第二工艺水管道相连通，且第二工艺水管道的后端连通至一级解析塔的下部、前端连通至二级解析塔的上部；所述二级解析塔的底部设有用于输送工艺水的第三工艺水管道，第三工艺水管道的后端连通至二级解析塔的底部、前端连通至吸收塔的上部，且第三工艺水管道内的工艺水经冷却后输送至吸收塔的上部继续循环利用；其特征在于：所述沼气水洗提纯系统还包括集热单元，所述集热单元包括集热管道，所述集热管道的前端和后端均连通至沼气压缩机，且集热管道上依次串联有热水箱和换热器，所述换热器还连通有沼液循环管道，且所述沼液循环管道与集热管道在换热器内进行换热；所述沼气水洗提纯系统还包括用于盛装冷却水的集水池，所述集水池设有用于输出冷却水的第一冷却水管道和用于输入余热水的余热水管道，所述第一冷却水管道的后端连通至集水池、前端连通至热水箱，所述余热水管道的后端连通至热水箱、前端连通至集水池，第一冷却水管道和余热水管道上均分别设有截止阀V12和V11。2.根据权利要求1所述的内外能源兼顾且能源利用率高的沼气水洗提纯系统，其特征在于：所述第三工艺水管道设有水冷单元，所述水冷单元包括冷却塔和冷水机组，所述冷却塔位于集水池的上方且冷却塔与集水池相连通，所述集水池还设有用于循环冷却水的第二冷却水管道，第二冷却水管道的后端连通至集水池、前端连通至冷却塔的顶部；所述二级解析塔还设有用于循环冷却工艺水的第四工艺水管道，所述第四工艺水管道的后端和前端均连通至二级解析塔的下部；所述第二冷却水管道和第四工艺水管道分别经过所述冷水机组且第四...

【专利技术属性】
技术研发人员：方鸽，孙记章，徐豪，
申请(专利权)人：开封黄河空分集团有限公司，
类型：新型
国别省市：河南,41