一种沼气配送方法及装置.pdf

《一种沼气配送方法及装置.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《一种沼气配送方法及装置.pdf（7页珍藏版）》请在专利查询网上搜索。

1、10申请公布号CN101943321A43申请公布日20110112CN101943321ACN101943321A21申请号201010257033622申请日20100819F17D1/0220060171申请人中国石油大学（北京）地址102249北京市昌平区府学路18号72发明人周红军郭绪强74专利代理机构北京三友知识产权代理有限公司11127代理人韩蕾54发明名称一种沼气配送方法及装置57摘要本发明涉及一种沼气配送方法及装置。本发明提供的沼气配送方法包括以下步骤使沼气进入水合物反应器，在水合物工作液的作用下，生成水合物；将水合物或者水合物与水合物工作液的混合物配送到目的地进行分解，得到。

2、甲烷或沼气。本发明提供的沼气配送装置包括依次连接的压缩机、水合物生成器和配送设备。通过采用本发明提供的沼气配送工艺及装置，可以实现沼气的安全方便运输，并且，运输成本很低，能够很方便地将沼气集中以进行高值利用。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书4页附图1页CN101943328A1/1页21一种沼气配送方法，其包括以下步骤步骤B使沼气进入水合物反应器，在水合物工作液的作用下，生成水合物；步骤C将水合物或者水合物与水合物工作液的混合物配送到目的地进行分解，得到甲烷或沼气。2如权利要求1所述的沼气配送方法，其中，该方法还包括步骤A使沼气进入水洗塔进行水。

3、洗。3如权利要求2所述的沼气配送方法，其中，该方法的各个步骤按照以下顺序进行步骤A使沼气进入水洗塔进行水洗，得到净化的物料A；步骤B使物料A进入水合物反应器，在水合物工作液的作用下生成甲烷水合物，得到物料B；步骤C将物料B配送到目的地进行分解，得到甲烷或沼气。4如权利要求2或3所述的沼气配送方法，其中，所述步骤A中，所述水洗的水洗温度为118，压力为0130MPA，循环水与沼气的体积比为13050。5如权利要求13任一项所述的沼气配送方法，其中，所述步骤B中，生成水合物的反应条件为反应温度118，压力0330MPA。6如权利要求13任一项所述的沼气配送方法，其中，所述步骤B中，所述水合物工作液。

4、含有水，以及以水的总量计16MOL的热力学促进剂和501500PPM的动力学促进剂。7如权利要求6所述的沼气配送方法，其中，所述热力学促进剂包括四氢呋喃、环戊烷和四丁基溴化胺中的一种或几种，所述动力学促进剂为十二烷基硫酸钠和/或十二烷基苯磺酸钠。8一种沼气配送装置，其包括依次连接的压缩机、水合物生成器和配送设备。9如权利要求8所述的沼气配送装置，其中，该装置还包括浆液泵、循环泵和冷却器，并且，所述浆液泵的两端分别与所述水合物生成器、所述配送设备连接，所述循环泵的两端分别与所述冷却器、所述水合物生成器连接，所述冷却器的两端分别与所述水合物生成器、所述循环泵连接。10如权利要求8所述的沼气配送装置。

5、，其中，该装置还包括水洗塔、二氧化碳解析塔、沼气储存器、水合物工作液槽，并且，所述水洗塔分别与所述压缩机、水合物生成器以及二氧化碳解析塔连接，所述二氧化碳解析塔与所述水洗塔的二氧化碳出口连接，所述沼气储存器分别与所述配送设备、所述水合物工作液槽连接，所述水合物工作液槽与所述水合物生成器连接。权利要求书CN101943321ACN101943328A1/4页3一种沼气配送方法及装置技术领域0001本发明涉及一种配送沼气的方法及装置。背景技术0002中国是沼气大国，农村沼气技术居全世界领先水平，而沼气是可再生能源，大力发展沼气可实现传统化石天然气的部分替代，特别是通过农村沼气的发展，可充分利用农业。

6、废弃物，解决农村环境卫生问题，并为农民提供洁净能源。0003但是对于大量的中国中小型沼气工程来讲，每天产生的大量沼气除自己消耗一部分外，剩余部分难以寻找到合适的高值利用方案，只好白白放空排掉，既污染了环境，浪费了资源，增加了温室气体排放，同时也大大地影响沼气工程的效益，阻碍了沼气产业的发展。0004沼气的配送受规模影响较大，对于大量小于每天1000M3规模的沼气工程，配套上一套沼气净化纯化装置，把沼气净化成管道天然气或生产成压缩天然气运输出去，由于气量太小、设备投资大，没有经济效益，不具有可行性。同时发电也因规模小难以体现经济效益，并且难以上网。0005因而寻找一种简便、安全、高效的方法，低成。

7、本地把沼气集中起来加以利用，可以为广大的小沼气工程的沼气充分高值利用提供一种有效方法。发明内容0006为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种沼气配方法及装置，利用水合物技术实现沼气的简便安全配送，实现沼气的低成本集中和使用。0007为达到上述目的，本发明首先提供了一种沼气配送方法，其包括以下步骤0008步骤B使沼气进入水合物反应器，在水合物工作液的作用下，生成水合物；0009步骤C将水合物或者水合物与水合物工作液的混合物配送到目的地进行分解，得到甲烷或沼气。0010沼气进入水合物反应器之后，在水合物工作液的作用下，沼气中的CH4、CO2和H2S，分别形成甲烷水合物、CO2水合物和H2S水合。

8、物，然后将水合物各种水合物的混合物与水合物工作液组成的浆液或者分离得到的上述水合物的混合物运输到目的地进行分解，得到混合气体沼气，可以根据不同的需要进行利用。0011在上述配送方法中，沼气中的H2S、CO2和CH4在水合物反应器中一同转化为水合物，然后进行配送运输。根据各自反应特性，在同等条件下，H2S和CO2比CH4更易形成水合物，因而生成甲烷水合物的同时也生成了硫化氢和二氧化碳的水合物，且它们生成水合物的工艺条件互相重叠，采用水合物法很难将它们有效而经济地分开，因而，可以先对沼气进行净化，优选地，本发明提供的沼气配送方法还包括步骤A使沼气进入水洗塔进行水洗。0012根据本发明的具体技术方案。

9、，优选地，本发明提供的沼气配送方法的各个步骤按照以下顺序进行说明书CN101943321ACN101943328A2/4页40013步骤A使沼气进入水洗塔进行水洗，脱除沼气中的CO2和H2S，得到净化的物料A，主要为甲烷；0014步骤B使物料A进入水合物反应器，在水合物工作液的作用下生成甲烷水合物，得到物料B；0015步骤C将物料B配送到目的地进行分解，得到甲烷或沼气。0016通过在步骤A中对沼气进行水洗，可以脱除沼气中的CO2和部分H2S，实现对沼气的净化，得到的物料A中以甲烷为主，该物料A进入水合物反应器之后，所得到的物料B主要为甲烷水合物。0017在本发明提供的沼气配送工艺中，在不同地方。

10、将沼气制成水合物，可以方便地将其运输到目的地进行聚集，然后将水合物分解，释放出净化后的甲烷或沼气，进行集中高值利用，例如用做管道燃料或者生产CNG用于车用燃气，这样通过较低的成本就可以实现沼气的聚集和高值利用。0018在本发明提供的沼气配送方法中，优选地，在步骤A中，水洗的水洗温度为118，压力为0130MPA，循环水与沼气的体积比为13050；更优选地，水洗温度为210，压力为0520MPA。0019在本发明提供的沼气配送方法中，生成水合物的反应器可以采用间歇式反应器，即反应器中只进行工作液循环或者甲烷或沼气循环，也可以采用连续型反应器，即反应器中，甲烷或沼气与工作液同时都循环。在步骤B中，。

11、优选地，生成水合物的反应条件可以控制为反应温度118，压力0330MPA；更优选地，反应温度为210，压力为0520MPA。0020在本发明提供的沼气配送方法中，优选地，在步骤B中，水合物工作液含有水，以及以水的总量计约16MOL的热力学促进剂即以水的总摩尔量计，热力学促进剂约占16和501500PPM即动力学促进剂与水的质量比为501500PPM的动力学促进剂等成分；上述，上述热力学促进剂可以包括四氢呋喃、环戊烷和四丁基溴化胺等中的一种或几种，上述动力学促进剂可以为十二烷基硫酸钠和/或十二烷基苯磺酸钠等。0021本发明还提供了一种沼气配送装置，其包括依次连接的压缩机、水合物生成器水合物反应器。

12、、水合物生成塔和配送设备。0022在上述装置中，输送沼气的管道与压缩机连接，将沼气输入压缩机进行加压，然后使沼气进入与压缩机相连接的水合物生成器，在水合物工作液的作用下生成相应地水合物，之后，水合物进入配送设备，被送到目的地进行分解，得到沼气或甲烷。0023根据本发明的具体实施方案，本发明提供的沼气配送装置还可以具有其它一些设备，以使该装置能够更好地实现对沼气的配送，例如0024上述沼气配送装置还可以包括浆液泵、循环泵和冷却器等，其中，浆液泵用于从水合物生成器中抽取水合物并输送到配送设备，其两端分别与水合物生成器、配送设备连接；循环泵用于实现水合物生成器中的水合物工作液的循环，其两端分别与冷却。

13、器、水合物生成器与储存水合物工作液的部分连接连接；冷却器用于冷却水合物工作液，其两端分别与水合物生成器、循环泵连接。0025或者，上述沼气配送装置还可以包括水洗塔、二氧化碳解析塔、沼气储存器、水合物工作液槽，其中，水洗塔用于对沼气进行水洗，脱除其中的CO2和H2S，其分别与压缩机、水说明书CN101943321ACN101943328A3/4页5合物生成器以及二氧化碳解析塔连接，分别将净化后的沼气以及脱除的CO2含有的CO2的水输送到水合物生成器和二氧化碳解析塔；二氧化碳解析塔用于进行CO2的减压解析，其与水洗塔的液体出口连接，并且，二氧化碳解析塔底部可以设有出水口，通过循环泵连接到水洗塔，以。

14、实现水的循环再利用；沼气储存器用于储存由配送设备运送来的水合物，实现对于水合物的集中以及下一步的分配，其分别与配送设备、水合物工作液槽连接，同时，根据水合物分解得到的气体的用途的不同，该沼气储存器还可以与气体利用装置连接例如连接到输送管道，将沼气或甲烷作为燃料输送到使用者处，当输送来的水合物是水合物与水合物工作液的混合物时，水合物分解之后剩余的水合物工作液可以进入水合物工作液槽中，然后再通过循环泵输送到水合物生成器中，进行重复利用，因此，水合物工作液槽与水合物生成器连接。0026在本发明提供的上述沼气配送装置中，优选地，所采用的水洗塔和水合物反应器可以安装在沼气工程附近，也可以制成撬装可移动的。

15、形式，也可以安装在可移动的交通工具上。所采用的配送设备可以是常用的水合物运输设备。0027通过采用本发明提供的沼气配送工艺及装置，可以实现沼气的安全方便运输，并且，运输成本很低，能够很方便地将沼气集中以进行高值利用。附图说明0028以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中0029图1为实施例1提供的沼气配送方法的流程示意图；0030图2为实施例2提供的沼气配送方法的流程示意图。具体实施方式0031为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现参照说明书附图对本发明的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。0032实施例1沼气全。

16、部转化为水合物的配送方法0033本实施例提供了一种沼气全部转化为水合物的配送方法，其所采用的配送装置以及流程示意图如图1所示。0034本实施例提供的配送方法包括以下步骤0035将流量为30M3/H的沼气经压缩机1增压至07MPA后，使其进入水合物生成器2体积2M3，高径比为21；0036在水合物生成器2中，沼气与喷淋而下的水合物工作液接触，沼气中的CH4、CO2和H2S在水合物工作液的作用下生成水合物，由于甲烷水合物的比重小于1，因此，水合物漂浮在水合物生成器2下部的水合物工作液的上方；0037利用浆液泵4将生成的水合物从水合物反应器2中抽出，输送到配送设备中，由配送设备将其运输到目的地集散地。

17、进行集中，使水合物分解，获得沼气，进行下一步的高值利用。0038其中，所采用的水合物工作液由水、占水的总量2MOL的热力学促进剂四氢呋喃、与水的质量比为100PPM的动力学促进剂十二烷基硫酸钠组成；水合物生成器2与循环泵5说明书CN101943321ACN101943328A4/4页6和冷却器3相连接，通过循环泵5和冷却器3将水合物工作液控制在26进行循环，循环量为1M3/H。0039实施例2沼气脱CO2净化后转化为水合物的配送方法0040本实施例提供了一种沼气脱CO2净化后转化为水合物的配送方法，其所采用的配送装置以及流程示意图如图2所示。0041本实施例提供的配送方法包括以下步骤0042利。

18、用压缩机1将沼气原料气加压至20MPA后，使其进入水洗塔水吸收塔6，水洗的水洗温度为810，循环水与沼气的体积比为140，把沼气中的CO2和少量H2S吸收脱除，使经过净化的沼气和脱除的CO2含有CO2的水分别进入水合物生成器2和二氧化碳解析塔CO2析出塔7；0043在二氧化碳解析塔7中，CO2经减压并放出，其浓度可达98以上，可以进行利用或放空，放出CO2之后的水可以经过循环泵11、换热器12用于对水进行降温返回水洗塔6中进行循环利用；0044脱除CO2和少量H2S后的沼气中，CH4含量高于90，进入水合物生成器2后，在19MPA的压力以及210的温度条件下，生成甲烷水合物，尾气包括O2、N2。

19、、少量CH4则排出装置之外；0045甲烷水合物进入配送罐配送设备8，利用车辆配送到目的地例如农村小区，在目的地，甲烷水合物受热释放出生物天然气，收集到生物天然气气柜沼气储存器9中，然后配送到用户处用做燃料或者其它用途；分离得到的水合物工作液可以排出并进入水合物工作液槽10，之后经过循环泵11返回水合物生成器2中，实现循环利用；0046本实施例所采用的水合物工作液由水、占水的总量4MOL的热力学促进剂环戊烷或者四丁基溴化胺、与水的质量比为1200PPM的动力学促进剂十二烷基苯磺酸钠组成；其它条件同实施例1。0047以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。说明书CN101943321ACN101943328A1/1页7图1图2说明书附图CN101943321A。