本实用新型专利技术提供了一种用于冷冻干燥机中冷凝器的冷却管路及沼气脱碳系统。用于冷冻干燥机中冷凝器的冷却管路，包括冷冻干燥机、预冷器、水源热泵、第一换热器以及取热冷却水；冷冻干燥机用于沼气脱碳过程中；冷冻干燥机包括蒸发器、冷凝器、制冷剂以及第二冷却水，蒸发器的热物流为沼气，蒸发器的冷物流为制冷剂；冷凝器的热物流为制冷剂，冷凝器的冷物流为第二冷却水。预冷器的冷物流、热物流分别为第二冷却水、沼气；第一换热器的冷物流与热物流分别为取热冷却水、第二冷却水。本实用新型专利技术利用水源热泵的降温出口与冷凝器连接，回收了冷凝器的热量，将此部分热量用于气体加热系统，达到了节约能量，降低能耗的效果。降低能耗的效果。降低能耗的效果。
【技术实现步骤摘要】
用于冷冻干燥机中冷凝器的冷却管路及沼气脱碳系统
[0001]本技术涉及沼气处理领域，具体地，涉及用于冷冻干燥机中冷凝器的冷却管路及沼气脱碳系统。
技术介绍
[0002]沼气中成分较多较杂，有一些气体夹杂在沼气中，在应用过程中对工艺、设备、环境都将造成一定的影响；沼气中的二氧化碳是一种无色无味气体，溶于水形成碳酸，对金属有腐蚀作用，并且会导致放热或做功过程中成本增加，因此在沼气的使用过程中，只有将二氧化碳降低到较低的含量，才能达到使用要求，提高设备效率，因此在沼气提纯中须进行脱碳处理。
[0003]现有的脱碳系统如图1所示，脱氨脱硫后的沼气经过缓冲罐后进行螺杆增压，沼气气体压力由1
‑
2KPaG增压至＞1.5MPaG，此过程由油螺杆压缩机完成，然后加压后的沼气经过冷冻干燥、气体净化、气体加热等一系列气体净化处理过程，然后进入膜系统进行沼气气体的提纯，生产出天然气产品气体。
[0004]所述冷冻干燥机的作用为：对压缩沼气进行冷干脱水。首先利用其冷能降低工艺气体露点，经过处理的气体的带压露点为3℃
‑
10℃。其中，冷冻干燥机中的蒸发器对沼气进行降温除湿，冷冻干燥机中的冷凝器对沼气进行加热；蒸发器与冷凝器间通过制冷剂进行换热。
[0005]气体加热的作用为：为沼气加热。气体加热系统的热量来源于螺杆压缩机润滑油的热量，经过热能循环系统将螺杆压缩机润滑油的热量传至膜前端的气路部分，对沼气进气加热。
[0006]油冷却器的作用为：给螺杆压缩机润滑油降温的同时也给冷却水进行加热。升温后的冷却水对净化后的沼气进行加热。
[0007]所述风机的作用为将多余的热量排放到空气中。由于沼气所需的加热量远小于螺杆压缩机的散热量，需要风机将多余的热量排放到空气中。
[0008]在现有的沼气脱碳系统中冷冻干燥机中冷凝器的换热量较大，但现有的沼气脱碳系统对此部分热量并未进行回收，此部分热量被大量浪费。
[0009]专利文献202020234672.X公开了一种增加沼气膜分离装置中甲烷纯度和回收率的系统。该系统的沼气池出口与脱硫装置入口连接，脱硫装置出口与气体增压装置入口连接，气体增压装置出口与气体冷却装置入口连接，气体冷却装置出口与气体过滤装置入口连接，气体过滤装置出口与膜处理装置入口连接，一阶膜处理器的渗透气出口分别连接真空泵入口与真空泵副线手阀入口，真空泵与真空泵副线手阀并联设置；但该方案中仍然未利用冷冻干燥机中冷凝器的热量，此部分热能被大量浪费。
技术实现思路
[0010]针对现有技术中的缺陷，本技术的目的是提供用于冷冻干燥机中冷凝器的冷
却管路及沼气脱碳系统。
[0011]根据本技术提供的一种用于冷冻干燥机中冷凝器的冷却管路，包括冷冻干燥机、预冷器、水源热泵、第一换热器以及取热冷却水；所述冷冻干燥机用于沼气脱碳过程中；
[0012]所述冷冻干燥机包括蒸发器、冷凝器、制冷剂以及第二冷却水，所述蒸发器与冷凝器通过管道连接，所述蒸发器的冷物流入口与冷凝器的热物流出口连接，所述蒸发器冷物流出口与冷凝器的热物流入口连接；
[0013]所述蒸发器的热物流为沼气，所述蒸发器的冷物流为所述制冷剂；所述冷凝器的热物流为所述制冷剂，所述冷凝器的冷物流为所述第二冷却水。
[0014]所述预冷器设置在所述冷冻干燥机前端；
[0015]所述第一换热器的热物流出口与所述水源热泵入口连接；所述水源热泵的降温出口同时与所述预冷器的冷物流入口、冷凝器的冷物流入口连接；
[0016]所述预冷器的冷物流、热物流分别为第二冷却水、沼气；所述第一换热器的冷物流与热物流分别为取热冷却水、第二冷却水。
[0017]优选的，还包括第一风机，所述第一风机用于给第一换热器散热。
[0018]根据本技术提供的一种沼气脱碳系统，采用所述的用于冷冻干燥机中冷凝器的冷却管路，还包括过滤缓冲罐、螺杆压缩设备、气体净化系统、气体加热系统、膜处理系统以及气体减压系统。
[0019]所述沼气由过滤缓冲罐进入，经螺杆压缩设备压缩后，依次进入所述预冷器、冷冻干燥机、气体净化系统、气体加热系统、膜处理系统以及气体减压系统，最后流出沼气脱碳系统，至外界气体使用点。
[0020]优选的，所述膜处理系统包括一级膜以及二级膜，所述一级膜以及二级膜通过管道串联连接，所述沼气依次进入一级膜与二级膜中。
[0021]优选的，所述一级膜、二级膜均具有进气端，出气端以及排气端；所述一级膜的出气端与所述二级膜的进气端连接，所述二级膜的出气端与所述气体减压系统连接；所述一级膜的排气端与大气连接，二级膜的排气端通过回路与增压入口连接。
[0022]优选的，还包括油冷却器、第二换热器以及螺杆压缩设备的润滑油；所述油冷却器为换热器结构；
[0023]所述螺杆压缩设备润滑油出口与所述油冷却器热物流进口连接；所述油冷却器热物流出口与所述螺杆压缩设备的润滑油入口连接；
[0024]第二换热器的热物流进口与所述油冷却器的冷物流出口连接，所述第二换热器的热物流出口与所述油冷却器的冷物流入口连接；
[0025]所述油冷却器热物流为螺杆压缩设备的润滑油；所述油冷却器的冷物流为第一冷却水；
[0026]第二换热器的热物流为第一冷却水，第二换热器的冷物流为取热冷却水。
[0027]优选的，还包括油冷却器，所述螺杆压缩设备的润滑油入口、出口分别连接油冷却器的热物流出口、油冷却器的热物流入口；
[0028]所述油冷却器的冷物流入口、出口分别连接所述气体加热系统热物流入口、气体加热系统热物流出口。
[0029]优选的，还包括第二风机，所述第二风机用于给第二换热器散热。
[0030]优选的，所述一级膜以及二级膜均采用中空纤维膜。
[0031]优选的，所述的气体净化系统为多级过滤系统；所述多级过滤系统包括过滤器，所述过滤器能够将固体颗粒物降至≤0.01μm。
[0032]与现有技术相比，本技术具有如下的有益效果：
[0033]1、本技术利用水源热泵的降温出口与冷凝器连接，回收了冷凝器的热量，将此部分热量用于气体加热系统，达到了节约能量，降低能耗的效果。
[0034]2、本技术冷冻干燥机的冷凝器散热介质由现有技术中较高温的沼气变成温度较低的冷却水，冷冻干燥机运行COP有大幅度提高。
[0035]3、本技术中水源热泵的设置保证了预冷器、冷冻干燥机的进水温度不会大幅度受取热冷却水的温度影响，即使取热冷却水温度较高或无取热冷却水时，经过水源热泵蒸发器的水依旧可以保持在一个较低的水平，保证了预冷器中的预冷效果以及冷冻干燥机的稳定运行。
附图说明
[0036]通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
[0037]图1为现有技术的流程示意图；
[0038]图2为本技术沼气脱碳本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于冷冻干燥机中冷凝器的冷却管路，其特征在于，包括冷冻干燥机(13)、预冷器(17)、水源热泵(18)、第一换热器(16)以及取热冷却水；所述冷冻干燥机(13)用于沼气脱碳过程中；所述冷冻干燥机(13)包括蒸发器(14)、冷凝器(15)、制冷剂以及第二冷却水，所述蒸发器(14)与冷凝器(15)通过管道连接，所述蒸发器(14)的冷物流入口与冷凝器(15)的热物流出口连接，所述蒸发器(14)冷物流出口与冷凝器(15)的热物流入口连接；所述蒸发器(14)的热物流为沼气，所述蒸发器(14)的冷物流为所述制冷剂；所述冷凝器(15)的热物流为所述制冷剂，所述冷凝器(15)的冷物流为所述第二冷却水；所述预冷器(17)设置在所述冷冻干燥机(13)前端；所述第一换热器(16)的热物流出口与所述水源热泵(18)入口连接；所述水源热泵(18)的降温出口同时与所述预冷器(17)的冷物流入口、冷凝器(15)的冷物流入口连接；所述预冷器(17)的冷物流、热物流分别为第二冷却水、沼气；所述第一换热器(16)的冷物流与热物流分别为取热冷却水、第二冷却水。2.根据权利要求1所述的用于冷冻干燥机中冷凝器的冷却管路，其特征在于，还包括第一风机(6)，所述第一风机(6)用于给第一换热器(16)散热。3.一种沼气脱碳系统，其特征在于，采用权利要求1或2所述的用于冷冻干燥机中冷凝器的冷却管路，还包括过滤缓冲罐(5)、螺杆压缩设备(1)、气体净化系统(7)、气体加热系统(8)、膜处理系统(9)以及气体减压系统(10)；所述滤缓冲罐(5)的出口连接螺杆压缩设备(1)，螺杆压缩设备(1)的出口与所述预冷器(17)的入口连接；预冷器(17)的出口、冷冻干燥机(13)、气体净化系统(7)、气体加热系统(8)、膜处理系统(9)以及气体减压系统(10)依次连接。4.根据权利要求3所述的沼气脱碳系统，其特征在于，所述膜处理系统(9)包括一级膜(11)以及二级膜(12)，所述一级膜(11)以及二级膜(...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱洪光，史建国，李宏俊，王铭铭，马少闻，
申请(专利权)人：上海林海生态技术股份有限公司，
类型：新型
国别省市：
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