[发明专利]一种甲烷提纯系统及甲烷提纯步骤

说明书

本发明公开了一种甲烷提纯系统，其特征在于：至少包括一个第一脱气膜、所述第一脱气膜一端设置有第一进气口及第一出水口，所述第一脱气膜另一端设置有第一出气口及第一进水口；所述第一脱气膜的第一进水口与所述第二脱气膜相串联，所述第一脱气膜的第一出水口与水箱相串联，所述第一脱气膜、所述第二脱气膜及所述水箱形成水循环系统；所述第一进气口与沼气集气单元相连，所述第一出气口与甲烷收集单元相连。该甲烷提纯系统结构简单，操作方便，通过使用该系统可以降低甲烷提纯过程中加压减压所消耗的能耗，降低生产成本。

技术领域

本发明涉及甲烷提纯领域，尤其涉及一种甲烷提纯系统及甲烷提纯步骤。

背景技术

沼气，是各种有机物质(例如，秸秆、杂草、树叶、人畜粪便等废气物)，在隔绝空气(还原条件)，以及适宜的温度、湿度条件下，经过微生物的发酵作用产生的一种可燃烧气体，其主要成分甲烷是一种无色无味、与适量空气混合后即能燃烧的理想气体燃料。

基于沼气的上述特性，近年来随着全球化石能源的日益减少以及人们环保意识的逐渐增强，沼气作为一种新型可再生能源收到越来越多的关注，随着人们对沼气中甲烷提纯的技术不断发展、对沼气的利用已经不仅仅局限于炊事、供暖等低端模式，近年来，利用净化处理后的沼气进行发电的模式也开始逐步在有条件的地区推广，而对沼气提纯净化后用来制备车用燃料的高值模式也正再为越来越多的科研机构和厂家进行研究，这必将进一步地扩大沼气的应用范围，提高沼气的利用率。

而目前常用的变压吸附提纯法是利用吸附剂(如分子筛等)对二氧化碳的选择性吸附特点，即在吸附剂上二氧化碳相对其他气态组分有较高的分离系数，来达到对沼气中二氧化碳进行脱除的目的。在吸附过程中，原料气在加压条件下其中的二氧化碳被吸附在吸附塔内，甲烷等其他弱吸附性气体作为净化气排出，当吸附饱和后将吸附柱减压甚至抽成真空使被吸附的二氧化碳释放出来。利用该方法提纯甲烷需要重复加压与减压的过程，能耗高，因此增加了企业的生产成本，不利于现代企业的发展需求。

发明内容

本发明目的是提供一种甲烷提纯系统，该甲烷提纯系统结构简单，操作方便，通过使用该系统可以降低甲烷提纯过程中加压减压所消耗的能耗，降低生产成本。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种甲烷提纯系统，至少包括一个第一脱气膜、所述第一脱气膜一端设置有第一进气口及第一出水口，所述第一脱气膜另一端设置有第一出气口及第一进水口；所述第一脱气膜的第一进水口与所述第二脱气膜相串联，所述第一脱气膜的第一出水口与水箱相串联，所述第一脱气膜、所述第二脱气膜及所述水箱形成水循环系统；所述第一进气口与沼气集气单元相连，所述第一出气口与甲烷收集单元相连。

上述技术方案中，所述第二脱气膜与所述第一脱气膜相连端设置有第二进气口，所述第二进气口用于向所述第二脱气膜通入空气；所述第二脱气膜与所述水箱相连端还设置有第二出气口，所述第二出气口用于所述第二脱气膜内气体的排出。

上述技术方案中，所述第二出气口与气泵相连。

上述技术方案中，所述水箱与所述第二脱气膜间还设置有水泵。

一种甲烷提纯系统的甲烷提纯步骤，包括：

将沼气与纯水相对通入第一脱气膜；

利用第一脱气膜使沼气中的二氧化碳进入水内从而与沼气中的甲烷分离；

富含二氧化碳的水经水箱通入第二脱气膜；

对第二脱气膜通入空气；

利用负压将二氧化碳与水在第二脱气膜内分离，得纯水；

循环上述步骤。

上述技术方案中，所述沼气中甲烷含量为55％～65％，二氧化碳含量为35％～45％。