多級膜分離沼氣凈化裝置制造方法及圖紙

本實用新型專利技術公開了一種多級膜分離沼氣凈化裝置，包括多級腔體、中空纖維氣體分離膜、殼體、密封層、滲透氣出口組成的多級膜組件和進氣口、出氣口，所述的密封層將殼體分隔成多個腔體，每一級膜組件的殼體上設置有滲透氣出口；第一級膜組件一端設置有進氣口，所述進氣口與所述中空纖維氣體分離膜內腔一端連通；最后一級膜組件一端設置有出氣口，所述出氣口與所述中空纖維氣體分離膜內腔另一端連通。采用本實用新型專利技術的多級膜分離沼氣凈化裝置對沼氣進行凈化提純，具有能耗低、投資省、操作簡單、維護方便等特點。

Multistage membrane separation methane purifying device

The utility model discloses a multistage membrane separation biogas purification device, including multi cavity, hollow fiber membrane, shell, sealing layer, permeability gas export consists of multistage membrane assembly and the inlet and outlet, the sealing layer of the shell is divided into a plurality of cavities, each level of shell membrane. Is provided with a permeable outlet; the first stage membrane component is provided with an air inlet, the air inlet and the hollow fiber membrane for gas separation chamber is communicated with the setting; last stage membrane assembly end is provided with an air outlet, the air outlet and the hollow fiber membrane for gas separation is communicated with the other end of the inner cavity. The utility model has the advantages of low energy consumption, low investment, simple operation, convenient maintenance, etc. the utility model has the advantages of low energy consumption, low investment, simple operation and convenient maintenance.

【技術實現步驟摘要】

本技術屬于沼氣凈化提純生產生物天然氣
，具體涉及一種多級膜分離沼氣凈化裝置。
技術介紹
沼氣是有機物質（如人畜糞便、作物秸稈、雜草、垃圾、污泥及城市生活污水和工業有機廢水等）經厭氧發酵產生的以甲烷（CH4）為主要成分的可燃性混合氣體，主要成分為甲烷和二氧化碳，其中甲烷占55%~65%，二氧化碳占30%~45%，其余為少量的硫化氫、水蒸氣、一氧化碳、氫氣和氮氣等。沼氣利用是一個雙向清潔的過程，以各種有機廢棄物生產沼氣作為能源，在消除環境污染的同時可以減少二氧化碳的排放，還可以避免未利用的沼氣（甲烷）排放到環境中造成溫室效應。沼氣作為一種可再生的綠色能源，其利用有非常好的經濟、社會和環境效應。沼氣經凈化去除CO2、H2S和水等雜質，使甲烷純度達到97-98%，與天然氣成分相同，凈化后的甲烷再經壓縮（CompressedBiogas，CBG）就得到車用甲烷，如同CNG（CompressedNaturalGas，CNG）一樣供汽車使用或輸入城市天然氣管網使用，1標準立方米的車用甲烷相當于1.1升汽油。甲烷作為運輸燃料最環保，與汽油、柴油、乙醇相比釋放出的溫室氣體最低。但沼氣在凈化提純之前，由于其硫化氫和二氧化碳含量高，以及較高的含水量和較多的雜質，粗沼氣品質低下、熱值低，不符合車用燃氣和城市管道燃氣標準，加上存儲和輸送較困難，不適合大規模商業化利用，若將普通沼氣商業化利用既不安全也不環保。因此，將沼氣用作汽車燃料或輸入天然氣管網使用等規模化、工業化應用之前，必須先進行脫碳、脫硫和脫水等凈化提純處理，除去沼氣中的雜質，提高其純度和熱值，制成符合相應標準的生物天然氣，經壓縮后才可以用作車用燃氣和管道燃氣。沼氣凈化主要是脫除CO2和少量H2O、H2S，應用于沼氣凈化提純的方法主要有物理法、化學法和物理化學相結合的方法。目前，國內外沼氣凈化提純的方法普遍采用溶劑吸收法和固體吸附法，常用的方法有變壓吸附法（分子篩或活性炭吸附法）、水洗法、醇胺法（單乙醇胺、二乙醇胺、二甘醇胺等）、堿性溶液法（如熱鉀堿法）和砜胺法（環丁砜、聚乙二醇二甲醚等）。固體吸附法存在的問題是吸附劑的動態吸附量受限制，處理大氣量情況時，需要龐大的裝置，投資成本大幅增加，且維護費用高，特別是對于沼氣凈化工程，就顯得投資大、設備復雜、工藝麻煩。容劑吸收法往往采用堿性溶液做吸收劑分離氣體，其特點是技術操作較復雜、吸收劑再生費用較高、能耗大，而且容易產生廢水污染。綜上所述，現有大多數方法的普遍特點是投資大、能耗大、環保性差，具有占地面積大、不可移動、工藝復雜等缺點，且需頻繁更換吸收劑，運營成本高。膜分離技術是氣體分離領域新發展起來的高新技術。其原理是利用混合氣體中各氣體組分對膜的親和力差異而產生有選擇性的溶解擴散現象，不同氣體組分由于對膜的滲透速率不同而實現分離的目的。就甲烷和二氧化碳、硫化氫系統，在具有選擇性的高分子膜分離材料中，各組分氣體的滲透速度相差將近10-150倍，利用該原理，可以將沼氣中的甲烷（CH4）和二氧化碳（CO2）、硫化氫（H2S）分離，從而達到凈化提純沼氣的目的。該方法突出優點是投資省、運營成本低、日常維護方便，比溶劑吸收法和固體吸附法等分離方法更具經濟性，近幾年在沼氣凈化提純領域逐漸發展應用，是一項具有很好發展潛力的新技術。目前，國內膜分離技術在沼氣凈化有一些應用，如中國專利申請，公開號為101028579，公開一種膜分離技術凈化沼氣的方法，采用兩個單級膜組件進行兩級串聯的方式來進行沼氣凈化，增加了膜組件數量和氣體回流量，增加運行電費；中國專利申請，公開號為104745260A，提供了一種沼氣凈化方法和設備，采用膜分離加變壓吸附組合的方式，其公開一種膜分離裝置，包括采用聚偏氟乙烯作為薄膜，MEDA溶液作為吸收液，為一級膜裝置；中國專利公開了一種大型沼氣膜凈化分離裝置，公開號為203741294U，裝置包括凈化罐、分子膜、循環再生罐、循環泵等，凈化罐中分子膜下部裝有氫氧化鈣溶液，該裝置結構較為復雜，且用堿溶液進行沼氣凈化，易產生廢液污染且運行費用高；中國專利公開號為203342628U，公開了一種集裝箱式沼氣凈化膜法提純系統，包括脫硫脫水單元、壓縮機、凈化單元、熱交換器和膜組提純制氣單元，其膜裝置為包括至少兩級依次連接的膜組件，每級膜組件并列設置多根的形式構成多級膜組，增加了膜組件數量和氣體回流量，增加運行電費。以上公開的膜裝置系統，其膜組件單元多為單級的形式，分離效率低、回收率低，要保持高回收率，需要增加膜組件并/串聯組成多級膜，且需加大氣體回流量，提高了投資成本和運行費用。因此，開發一種高效率、回收率高、運行能耗低的沼氣凈化膜分離裝置，對降低沼氣凈化提純成本具有重要意義。
技術實現思路
本技術的目的在于克服現有技術不足，提供一種多級膜分離沼氣凈化裝置，包括多級串聯膜分離組件，設計采用前一級膜組件長度大于后一級膜組件長度，控制沼氣分離效率和甲烷回收率，無需滲透氣回流，具有能耗低、投資省、操作簡單、處理成本低、維護簡單方便等特點。為解決上述技術問題，本技術提供一種多級膜分離沼氣凈化裝置，包括多級腔體、中空纖維氣體分離膜、殼體、密封層、滲透氣出口組成的膜組件和進氣口、出氣口，所述的密封層將殼體分隔成多個腔體，每一級膜組件的殼體上設置有滲透氣出口；第一級膜組件一端設置有進氣口，所述進氣口與所述中空纖維氣體分離膜內腔一端連通；最后一級膜組件一端設置有出氣口，所述出氣口與所述中空纖維氣體分離膜內腔另一端連通。進一步的，所述殼體為不透氣的不銹鋼、碳鋼、合金鋼、鋁合金、鎳合金和鈦合金中的任一種金屬材質。進一步的，所述殼體為不透氣的工程塑料、有機玻璃、搪瓷、陶瓷、不透性石墨中的任一種非金屬材質。進一步的，所述密封層為不透氣的樹脂粘合劑密封圈。進一步的，所述殼體、密封層、腔體、中空纖維氣體分離膜、滲透氣出口組成的膜組件為3~6級，前一級膜組件長度大于后一級膜組件長度。本技術具有如下優點：1.根據粗沼氣甲烷濃度設置各級膜組件的長度，提高氣體分離效率和甲烷回收率，無需回流滲透氣，降低能耗。2.采用多級膜組件式設計，針對不同的處理量可靈活組裝，安裝及維護簡單方便。3.具有工藝簡單，占地面積小，投資省，操作簡單方便等特點。4.該裝置凈化提純工藝不用額外添加試劑，不產生廢水等二次污染。附圖說明圖1為本技術多級膜分離沼氣凈化裝置結構剖面示意圖圖2為本技術多級膜分離沼氣凈化裝置結構不同截面示意圖圖中：1-殼體，2-進氣口，3-出氣口，4-密封層，5-腔體，6-腔體，7-腔體，8-中空纖維氣體分離膜，9-滲透氣出口，10-滲透氣出口，11-滲透氣出口。具體實施方式下面結合附圖對本技術進一步說明。如圖1和圖2所示，本技術多級膜分離沼氣凈化裝置，包括多級腔體5、6、7，中空纖維氣體分離膜8、殼體1、密封層4、滲透氣出口9、10、11組成的膜組件和進氣口2、出氣口3，所述的密封層4將殼體1分隔成多個腔體5、6、7，每一級膜組件的殼體1上設置有滲透氣出口9、10、11；第一級膜組件一端設置有進氣口2，所述進氣口2與所述中空纖維氣體分離膜8內腔一端連通；最后一級膜組件一端設置有出氣口3，所述出氣口3與所述中空纖維氣體分離膜8內本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種多級膜分離沼氣凈化裝置，包括多級腔體（5、6、7）、中空纖維氣體分離膜（8）、殼體（1）、密封層（4）、滲透氣出口（9、10、11）組成的多級膜組件和進氣口（2）、出氣口（3），所述的密封層（4）將殼體（1）分隔成多個腔體（5、6、7），每一級膜組件的殼體（1）上設置有滲透氣出口（9、10、11）；第一級膜組件一端設置有進氣口（2），所述進氣口（2）與所述中空纖維氣體分離膜（8）內腔一端連通；最后一級膜組件一端設置有出氣口（3），所述出氣口（3）與所述中空纖維氣體分離膜（8）內腔另一端連通。

【技術特征摘要】
2016.05.17 CN 20162044258231.一種多級膜分離沼氣凈化裝置，包括多級腔體（5、6、7）、中空纖維氣體分離膜（8）、殼體（1）、密封層（4）、滲透氣出口（9、10、11）組成的多級膜組件和進氣口（2）、出氣口（3），所述的密封層（4）將殼體（1）分隔成多個腔體（5、6、7），每一級膜組件的殼體（1）上設置有滲透氣出口（9、10、11）；第一級膜組件一端設置有進氣口（2），所述進氣口（2）與所述中空纖維氣體分離膜（8）內腔一端連通；最后一級膜組件一端設置有出氣口（3），所述出氣口（3）與所述中空纖維氣體分離膜（8...

【專利技術屬性】
技術研發人員：周權能，
申請(專利權)人：廣西恒一生物能源科技有限公司，
類型：新型
國別省市：廣西;45