專利名稱：一種用于零散氣源點(diǎn)的沼氣液化工藝及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于生物質(zhì)能源及綠色制造關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，涉及一種用于零散氣源點(diǎn)的沼氣液化工藝及裝置。
背景技術(shù)：
能源的可持續(xù)發(fā)展是國民經(jīng)濟(jì)的重要支柱，開發(fā)和利用新興能源，提高資源綜合利用效率，是我國未來能源開發(fā)的方向。分析目前國家的資源配置、可持續(xù)發(fā)展對(duì)環(huán)境保護(hù)意識(shí)的要求，不難看出，天然氣、沼氣等潔凈能源的開發(fā)利用正在并將逐漸成為中國能源業(yè)的重要組成。沼氣——由多種氣體包括甲烷、二氧化碳、硫化氫、一氧化碳、氫、氧、氮等組成的混合氣體，是一種潔凈的生物質(zhì)能源。沼氣中甲烷含量約為50% 70%，二氧化碳次之， 其余幾種氣體的含量很低。天然的沼氣是一種低熱值氣體，使用極其有限，一些國家或地區(qū)現(xiàn)行生產(chǎn)的沼氣主要用于改良的鍋爐及發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)熱或發(fā)電，作為能源供當(dāng)?shù)赜脩粝M(fèi)。而國內(nèi)許多養(yǎng)殖場在“無害化”處理“三廢”時(shí)，生產(chǎn)出的大量沼氣，除少部分用做養(yǎng)殖場本身的照明、生活燃料外，其余大部分因難以囤積，只能任其散發(fā)在空中，造成了巨大的浪費(fèi)和污染。由于沼氣點(diǎn)分布較為零散，生產(chǎn)規(guī)模小，管網(wǎng)輸送遠(yuǎn)距離使用成本較高；使用罐裝的常態(tài)沼氣，則因沼氣密度小，每罐中存儲(chǔ)的沼氣量太少，以及常態(tài)沼氣的相對(duì)熱值低，無法滿足用戶需要。為了能夠充分利用沼氣資源，將沼氣液化是推廣其廣泛應(yīng)用的重要途徑。沼氣液化可以借助于主要成分與之相同的天然氣的液化工藝，如較為成熟的復(fù)疊式制冷液化工藝、混合制冷劑制冷液化工藝和膨脹制冷液化工藝。但這些工藝各有其特點(diǎn)，不能直接應(yīng)用于零散氣源點(diǎn)的沼氣液化。復(fù)疊式制冷循環(huán)液化工藝，能耗較低，但流程設(shè)備較為復(fù)雜； 混合制冷劑制冷循環(huán)液化工藝，流程相對(duì)簡單，壓縮機(jī)組少，對(duì)制冷劑純度要求不高，但能耗比復(fù)迭式制冷循環(huán)高20%左右；膨脹制冷循環(huán)液化工藝能耗最低，流程簡單，處理能力大，但設(shè)備初期投入大，需要大的供氣量。對(duì)于小型規(guī)模的沼氣液化裝置而言，常常要求設(shè)備簡單，同時(shí)又要求能耗低。

發(fā)明內(nèi)容
為解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種充分利用混合制冷劑循環(huán)流程簡單和復(fù)疊式制冷循環(huán)能耗低的優(yōu)點(diǎn)而實(shí)現(xiàn)高效節(jié)能、適用于零散氣源點(diǎn)的沼氣液化工藝及裝置。本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)一種用于零散氣源點(diǎn)的沼氣液化工藝，包括多元混合制冷劑預(yù)冷單元21、多元混合制冷劑循環(huán)單元20、液化與貯存單元19。所述多元混合制冷劑預(yù)冷單元21與所述多元混合制冷劑循環(huán)單元20組成類復(fù)疊式制冷循環(huán)，獲得低溫，將液化與貯存單元19中流動(dòng)的原料沼氣冷卻冷凝成液體；所述多元混合制冷劑預(yù)冷單元21將主壓縮機(jī)3壓縮增壓后經(jīng)主冷凝器1冷卻后輸出的多元混合制冷劑氣體進(jìn)一步冷卻，并使其中的高沸點(diǎn)制冷劑氣體冷卻冷凝成液體；所述多元混合制冷劑循環(huán)單元20通過主節(jié)流閥7將冷卻冷凝后的多元混合制冷劑節(jié)流降壓，在冷箱6的g-gl管內(nèi)蒸發(fā)，吸收主壓縮機(jī)3壓縮增壓后流經(jīng)油分離器2、主冷凝器1、回?zé)崞?、預(yù)冷換熱器14、到達(dá)冷箱6的h-hl管內(nèi)多元混合制冷劑的熱量，逐步將多元混合制冷劑中的氣體全部冷卻冷凝成液體，并由主節(jié)流閥7節(jié)流，在冷箱6的g-gl管內(nèi)蒸發(fā)形成能夠液化沼氣的低溫；所述液化與貯存單元19將經(jīng)過預(yù)處理的原料沼氣通入回?zé)崞?的a-al管預(yù)冷，再由原料沼氣壓縮機(jī)5增壓輸送至冷箱6的f-fl管中吸收g_gl 管內(nèi)多元混合制冷劑蒸發(fā)產(chǎn)生的冷量冷凝成液體，進(jìn)一步送入貯罐10貯存。所述液化與貯存單元19包括液化單元和貯存單元；所述液化單元包括沼氣預(yù)冷子單元和沼氣冷凝子單元；所述沼氣預(yù)冷子單元由輸送預(yù)處理的原料沼氣管道和回?zé)崞? 構(gòu)成；所述回?zé)崞?有3條通道，一條用于從冷箱6過來回入主壓縮機(jī)3的低壓混合制冷劑的流通，一條用于從主冷凝器1過來送往主節(jié)流閥7的高壓混合制冷劑的流通，還有一條用于原料沼氣的流通與預(yù)冷；原料沼氣以及從主壓縮3機(jī)排出經(jīng)主冷凝器1冷卻的多元混合制冷劑分別進(jìn)入回?zé)崞?中的各自通道內(nèi)，與從冷箱6流來將回入到主壓縮機(jī)3中去的多元混合制冷劑成逆流布置；所述沼氣冷凝子單元由原料沼氣壓縮機(jī)5和冷箱6組成。本發(fā)明中液化單元的工作原理為經(jīng)過預(yù)處理后的原料沼氣，進(jìn)入沼氣預(yù)冷子單元的回?zé)崞?，在回?zé)崞?中與來自冷箱6的多元混合制冷劑進(jìn)行能量交換，使其溫度從tl 降低至t2 ；預(yù)冷后溫度為t2的沼氣進(jìn)入沼氣冷凝子單元的冷箱6，吸收經(jīng)過主節(jié)流閥7節(jié)流降壓后的多元混合制冷劑的冷量，變成溫度為t3的液體，并被送入貯罐10。其中沼氣預(yù)冷子單元的工作原理為利用從多元混合制冷劑循環(huán)單元20的冷箱6 中流過來的、將要進(jìn)入主壓縮機(jī)3吸氣口的低壓低溫多元混合制冷劑的冷量，在回?zé)崞?的 a-al管中冷卻經(jīng)過預(yù)處理的將要送往冷箱6的原料沼氣，使其溫度降低，以便在冷箱6中冷凝液化；從冷箱6流過來的低壓低溫多元混合制冷劑在回?zé)崞?的b-bl管中吸收經(jīng)過預(yù)處理的將要送往冷箱6的原料沼氣的熱量，溫度升高，被完全氣化或過熱由主壓縮機(jī)3吸入進(jìn)入下一次循環(huán)，在回?zé)崞?中提供源源不斷的、預(yù)冷原料沼氣所需的冷量。其中沼氣冷凝子單元的工作原理為原料沼氣壓縮機(jī)5將經(jīng)過回?zé)崞?預(yù)冷的原料沼氣增壓后送入冷箱6的f-fl管中，吸收冷箱6的g-gl管中的由多元混合制冷劑循環(huán)系統(tǒng)20提供的冷量，冷凝成液體，而g-gl管中的多元混合制冷劑被f-fl管中原料沼氣的加熱后氣化。氣化后的多元混合制冷劑(低壓回氣)被多元混合制冷劑循環(huán)單元20的主壓縮機(jī)3吸入，進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)，在冷箱6中提供源源不斷的、冷凍原料沼氣所需的冷量。其中多元混合制冷劑循環(huán)單元20的工作原理為壓縮機(jī)將吸入的多元混合制冷劑壓縮后排出至油分離器2，濾油后的氣態(tài)多元混合制冷劑(高壓排出氣)從油分離器2頂部流出，進(jìn)入主冷凝器1，其中的高凝點(diǎn)制冷劑氣體冷凝成液體，低凝點(diǎn)制冷劑氣體仍保持氣態(tài)，并一同流入回?zé)崞?，在回?zé)崞?中吸收從冷箱6來的多元混合制冷劑(低壓回氣) 的冷量，(高壓排出氣)溫度下降，再進(jìn)入預(yù)冷換熱器14，吸收多元混合制冷劑預(yù)冷單元21 提供的冷量，多元混合制冷劑(高壓排出氣)溫度進(jìn)一步下降，然后被送入冷箱6，吸收冷箱 6中的冷量，多元混合制冷劑(高壓排出氣)完全液化，經(jīng)主節(jié)流閥7節(jié)流降壓后低壓多元混合制冷劑液體在冷箱6內(nèi)吸收自預(yù)冷換熱器14來的多元混合制冷劑(高壓排出氣)和自回?zé)崞黝A(yù)冷處理后而來的原料沼氣中的熱量而蒸發(fā)氣化，氣化后多元混合制冷劑(低壓回氣)經(jīng)回?zé)崞?進(jìn)一步升溫，被主壓縮機(jī)3吸入。依此，進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)。其中多元混合制冷劑預(yù)冷單元21的工作原理為預(yù)冷壓縮機(jī)15將氣態(tài)單一制冷劑(低壓回氣)吸入壓縮成高壓氣體，然后送入至副冷凝器13，冷凝成液體；液態(tài)單一制冷劑經(jīng)副節(jié)流閥12節(jié)流降壓，在預(yù)冷換熱器14中吸收來自主壓縮機(jī)3送出、流向主節(jié)流閥7 的多元混合制冷劑的熱量而氣化，氣化后的單一制冷劑再次被預(yù)冷壓縮機(jī)15吸入，進(jìn)入進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)。本發(fā)明中貯存單元的工作原理為貯罐10內(nèi)放置一定量的丙烷或丁烷或其異構(gòu)體類助溶劑，從冷箱6的f-fl管流來的液化沼氣直接送入貯罐10內(nèi)助溶劑中，部分溶解于其中，產(chǎn)生的少量閃蒸氣從貯罐上方的出口經(jīng)電磁閥流回到壓縮機(jī)5的入口 p，與從回?zé)崞鞯腶-al管來的新鮮原料沼氣混合一起被壓縮機(jī)吸入壓縮，進(jìn)一步送入冷箱6冷凝液化。本發(fā)明還揭示了上述的沼氣液化工藝的液化裝置所述一種用于零散氣源點(diǎn)的沼氣液化裝置包括多元混合制冷劑預(yù)冷單元21、多元混合制冷劑循環(huán)單元20和液化與貯存單元19 ；所述多元混合制冷劑預(yù)冷單元21和多元混合制冷劑循環(huán)單元20通過預(yù)冷換熱器14相連，所述多元混合制冷劑循環(huán)單元20和液化與貯存單元19通過冷箱6、回?zé)崞?相連；所述液化與貯存單元19由回?zé)崞?、原料沼氣壓縮機(jī)5、冷箱6、貯罐進(jìn)口截止閥9及貯罐10按順序并通過流通管路串接形成；所述回?zé)崞? 具有原料氣通道a-al、多元混合制冷劑回氣通道b-bl、多元混合制冷劑冷卻通道c-cl ；所述原料沼氣壓縮機(jī)5設(shè)置在回?zé)崞?的原料氣通道a-al和冷箱6的原料氣冷凝通道f_f 1 之間的通路上；所述冷箱6具有原料氣冷凝通道f-fl、混合制冷劑蒸發(fā)通道g-gl、混合制冷劑冷凝通道h-hl ；所述貯罐10具有液化沼氣的進(jìn)口 η、閃蒸氣體出口 m和排液口 k ；在所述的冷箱6的原料氣冷凝通道f-fl與貯罐10之間連接有貯罐進(jìn)口截止閥9，在所述的貯罐 10和原料沼氣壓縮機(jī)5的進(jìn)氣口之間連接有貯罐10內(nèi)的閃蒸氣體引出管道p-m，在所述的閃蒸氣體引出管道P-m上連接有通氣電磁閥8。所述多元混合制冷劑循環(huán)單元20由主壓縮機(jī)3、油分離器2、主冷凝器1、回?zé)崞?4、預(yù)冷換熱器14、冷箱6、主節(jié)流閥7和回油電磁閥18組成，所述油分離器2底部與主壓縮機(jī)3進(jìn)氣口之間的管路上連接有回油電磁閥18和抽真空截止閥17。所述多元混合制冷劑預(yù)冷單元21由預(yù)冷壓縮機(jī)15、副冷凝器13、預(yù)冷換熱器14、 副節(jié)流閥12組成。所述預(yù)冷換熱器有2條通道，一條用于來自主冷凝器1的混合制冷劑的流通，另一條用于對(duì)多元混合制冷劑進(jìn)行預(yù)冷循環(huán)的單一制冷劑的流通。所述冷箱，由板式換熱器26、真空腔殼體24、保溫層23和保護(hù)層外殼22組成。所述板式換熱器26立置于真空腔殼24內(nèi)，用帶有波紋管27的6根接管分別將板式換熱器26 的進(jìn)、出口引出至保護(hù)層外殼22外側(cè)，在真空腔殼體24內(nèi)采用柱狀的木墊板25支承板式換熱器26的上、下表面；板式換熱器26與真空腔殼體24的間隙空間抽真空并封焊；在真空腔殼體24外加設(shè)保溫層23，再在保溫層23上加裝保護(hù)層外殼22。本發(fā)明的有益效果(1)本發(fā)明所述液化工藝，吸取了復(fù)疊式制冷循環(huán)和多元混合制冷劑循環(huán)的優(yōu)點(diǎn)， 降低了沼氣液化的能耗和處理成本；(2)液化單元的多元混合制冷劑循環(huán)子系統(tǒng)采用節(jié)流閥一次節(jié)流，沒有專用的汽液分離設(shè)備；流程簡單，控制和調(diào)節(jié)方便，投資少，便于移動(dòng)、撬裝。(3)采用高效多股流板式換熱器，換熱效率高；多股流板式換熱器放置于外殼為不銹鋼圓筒內(nèi)，外殼與冷箱之間抽真空，絕熱；不銹鋼圓筒外殼的外層加設(shè)發(fā)泡層保冷。(4)內(nèi)置波紋管降低溫差應(yīng)力，保證真空腔的安全；上下木塊固定真空腔內(nèi)板式換熱器，減少了冷橋的形成。(5)加壓液化沼氣，有利于提高液化溫度。(6)將液化沼氣通入貯罐內(nèi)的丙烷助溶劑中，減少了閃蒸量，穩(wěn)定了液化率。(7)利用回?zé)崞鳎垢邏憾嘣旌现评鋭┻M(jìn)一步冷卻冷凝和低壓多元混合制冷劑完全氣化，大大降低了能耗。


圖1是一種用于零散氣源點(diǎn)的沼氣液化工藝及裝置示意圖。其中1-主冷凝器，2-油分離器，3-主壓縮機(jī)，4-回?zé)崞鳎?-原料沼氣壓縮機(jī)，6_冷箱，7-主節(jié)流閥，8-通氣電磁閥，9-貯罐進(jìn)口截止閥，10-貯罐，11 -貯罐出口截止閥，12-副節(jié)流閥，13-副冷凝器，14-預(yù)冷換熱器，15-預(yù)冷壓縮機(jī)，16-單一制冷劑加注截止閥，17-混合制冷劑加注截止閥，18-回油電磁閥，19-液化與貯存單元，20-多元混合制冷劑循環(huán)單元，21-多元混合制冷劑預(yù)冷單元。圖2是冷箱結(jié)構(gòu)圖。22-保護(hù)層外殼，23-保溫層，24-真空腔殼體，25-木墊板，26-板式換熱器，27-波紋管，28-接管口 f，29-接管口 Π，30-接管口 gl，31-接管口 hl，32_接管口 h，33_接管口圖3是貯罐結(jié)構(gòu)圖。34-液化沼氣進(jìn)口 ；35-閃蒸沼氣出口 ；36-保溫層外殼；37-貯罐殼體；38-人孔； 39-丙烷加注口 ；40-保溫層；41、42_液面計(jì)接口 ；43-出液口 ；44-排污口
具體實(shí)施例方式為進(jìn)一步了解本發(fā)明的內(nèi)容、特點(diǎn)及功效，茲例舉以下實(shí)施例，并配合附圖詳細(xì)說明如下如圖1所示，本發(fā)明沼氣液化工藝及裝置，是利用多元混合制冷劑循環(huán)單元20和多元混合制冷劑預(yù)冷單元21組成的類復(fù)疊式制冷循環(huán)系統(tǒng)，在冷箱6中形成低溫，冷凝并液化原料沼氣的。單一制冷劑采用丙烷，多元混合制冷劑為丙烷、乙烷、甲烷和氮?dú)獍匆欢ㄙ|(zhì)量比組成的混合物。所述多元混合制冷劑循環(huán)單元20由主壓縮機(jī)3、油分離器2、主冷凝器1、回?zé)崞?、預(yù)冷換熱器14、冷箱6、主節(jié)流閥7采用管道依次相連組成；所述多元混合制冷劑預(yù)冷單元21由預(yù)冷壓縮機(jī)15、副冷凝器13、副節(jié)流閥12、預(yù)冷換熱器14采用管道依次相連組成；兩個(gè)彼此獨(dú)立的多元混合制冷劑循環(huán)單元20和多元混合制冷劑預(yù)冷單元21，通過預(yù)冷換熱器14連接，構(gòu)成類復(fù)疊式制冷循環(huán)系統(tǒng)。通過下列4步可以將經(jīng)預(yù)處理過的原料沼氣轉(zhuǎn)化為液體并貯存。(1)多元混合制冷劑預(yù)冷單元21的啟動(dòng)。采用帶有真空_壓力表的修理閥和加液軟管將真空泵(外接)連接于單一制冷劑加注截止閥16上，打開單一制冷劑加注截止閥16，開啟真空泵，先對(duì)多元混合制冷劑預(yù)冷單元21抽真空。當(dāng)修理閥上的真空-壓力表到達(dá)-0. IMPa時(shí)，關(guān)閉單一制冷劑加注截止閥 16，再關(guān)閉真空泵電源；擰開與真空泵連接的接頭螺母，并將這一接頭螺母連接至丙烷鋼瓶的截止閥上；打開丙烷鋼瓶的截止閥，擰松與丙烷鋼瓶的截止閥相連的連在修理閥上的接頭螺母，讓丙烷鋼瓶中的丙烷從此處泄漏出來，待微量的液態(tài)丙烷漏出時(shí)，擰緊修理閥上的加液管的接頭螺母。開啟修理閥，向多元混合制冷劑預(yù)冷單元21加注一定量的丙烷；不斷調(diào)節(jié)副節(jié)流閥12，直到預(yù)冷換熱器14獲得預(yù)定的溫度為止。(2)多元混合制冷劑循環(huán)單元20的啟動(dòng)。在多元混合制冷劑預(yù)冷單元21運(yùn)行正常后，啟動(dòng)多元混合制冷劑循環(huán)單元20。采用帶有真空-壓力表的修理閥和加液軟管將真空泵(外接)連接于混合制冷劑加注截止閥 17上，打開混合制冷劑加注截止閥17，開啟真空泵(外接)，先對(duì)多元混合制冷劑循環(huán)單元 20抽真空。當(dāng)修理閥上的真空-壓力表到達(dá)-0. IMPa時(shí)，關(guān)閉混合制冷劑加注截止閥17， 再關(guān)閉真空泵電源；擰開與真空泵連接的接頭螺母，并將這一接頭螺母連接至丙烷鋼瓶的截止閥上；打開丙烷鋼瓶的截止閥，擰松與丙烷鋼瓶的截止閥相連的連在修理閥上的接頭螺母，讓丙烷鋼瓶中的丙烷從此處泄漏出來，待微量液態(tài)丙烷漏出時(shí)，擰緊修理閥上的加液管的接頭螺母。開啟修理閥，向多元混合制冷劑循環(huán)單元20加注一定量的丙烷；不斷調(diào)節(jié)主節(jié)流閥7，直到冷箱獲得預(yù)定的階段性溫度為止。關(guān)閉修理閥和丙烷鋼瓶上的截止閥，并從丙烷鋼瓶上的截止閥接口擰下連接軟管的接頭螺母，連接到新?lián)Q上的乙烷鋼瓶的截止閥接口上，擰緊。如加注丙烷程序，分別加注乙烷、甲烷和氮?dú)猓M(jìn)一步調(diào)節(jié)主節(jié)流閥7直到冷箱獲得預(yù)定的最終溫度。(3)向貯罐10內(nèi)加注丙烷助溶劑。調(diào)節(jié)好冷箱6的溫度后，向貯罐10內(nèi)加注丙烷助溶劑。關(guān)閉貯罐10進(jìn)口截止閥 9、出口截止閥11、通氣電磁閥8，在出口截止閥11上安裝帶有真空-壓力表的修理閥，并用加液軟管將修理閥與真空泵(外接)連接起來。打開修理閥、貯罐出口截止閥11，開啟真空泵(外接)抽真空，當(dāng)修理閥上的真空-壓力表到達(dá)-0. IMPa時(shí)，關(guān)閉修理閥，再關(guān)閉真空泵電源；擰開與真空泵連接的加液軟管的接頭螺母，并將這一接頭螺母連接至丙烷鋼瓶的截止閥上；打開丙烷鋼瓶的截止閥，擰松與丙烷鋼瓶的截止閥相連的連接在修理閥上的接頭螺母，讓丙烷鋼瓶中的丙烷從此處泄漏出來，待微量液態(tài)丙烷漏出時(shí)，擰緊修理閥上的加液軟管的接頭螺母。開啟修理閥，向貯罐10內(nèi)加注一定量的丙烷。(4)液化沼氣并貯存。將預(yù)處理過的原料沼氣，送至回?zé)崞?進(jìn)行預(yù)冷，再由原料沼氣壓縮機(jī)5增壓后送入冷箱6獲取多元混合制冷劑循環(huán)單元20在其中釋放出的冷量，冷凍液化；打開貯罐進(jìn)口截止閥9，將液化沼氣送入貯液器底部，與丙烷接觸并充分溶解其中，貯存在貯罐10內(nèi)；閃蒸出來的氣體，在達(dá)到一定壓力時(shí)通過電磁閥8流回到原料沼氣壓縮機(jī)5的進(jìn)口，與新鮮的原料沼氣混合，再次被壓縮送入冷箱6、冷凍液化。
權(quán)利要求
1.一種用于零散氣源點(diǎn)的沼氣液化工藝，包括多元混合制冷劑預(yù)冷單元(21)、多元混合制冷劑循環(huán)單元(20)、液化與貯存單元(19)，其特征在于由一閉合的制冷循環(huán)構(gòu)成的多元混合制冷劑預(yù)冷單元(21)與另一閉合的多元混合制冷劑循環(huán)單元(20)組成類復(fù)疊式制冷循環(huán)，獲得低溫，冷卻冷凝液化與貯存單元(19)中流動(dòng)的原料沼氣成液體；所述多元混合制冷劑預(yù)冷單元(21)將多元混合制冷劑循環(huán)單元(20)中主壓縮機(jī)(3)壓縮后經(jīng)主冷凝器(1)冷卻后輸出的多元混合制冷劑氣體進(jìn)一步冷卻，并使其中的高沸點(diǎn)制冷劑氣體冷卻冷凝成液體；所述多元混合制冷劑循環(huán)單元(20)通過主節(jié)流閥(7)將冷卻冷凝后的多元混合制冷劑節(jié)流降壓，在冷箱(6)的g-gl管內(nèi)蒸發(fā)，吸收主壓縮機(jī)(3)壓縮后流經(jīng)油分離器(2)、主冷凝器(1)、回?zé)崞?4)、預(yù)冷換熱器(14)、到達(dá)冷箱(6)的h-hl管內(nèi)多元混合制冷劑的熱量，逐步將多元混合制冷劑中的氣體全部冷卻冷凝成液體，并由主節(jié)流閥(7)節(jié)流在冷箱(6)的g-gl管內(nèi)蒸發(fā)形成能夠液化沼氣的低溫；所述液化與貯存單元(19)將經(jīng)過預(yù)處理的原料沼氣通入回?zé)崞?4)的a-al管預(yù)冷，再由原料沼氣壓縮機(jī)(5)增壓輸送至冷箱(6)的f-fl管中吸收g-gl管內(nèi)多元混合制冷劑蒸發(fā)產(chǎn)生的冷量冷凝成液體，進(jìn)一步送入貯罐(10)貯存。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于零散氣源點(diǎn)的沼氣液化工藝，其特征在于，所述多元混合制冷劑循環(huán)單元(20)中回?zé)崞鱞-bl管內(nèi)的低溫多元混合制冷劑被a-al管內(nèi)的原料沼氣和c-cl管內(nèi)的制冷劑復(fù)熱完全氣化，a-al管內(nèi)的原料沼氣和c_cl管內(nèi)的高壓高溫多元混合制冷劑得到冷卻。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于零散氣源點(diǎn)的沼氣液化工藝，其特征在于，所述液化與貯存單元(19)中的貯罐(10)內(nèi)放置一定量的丙烷或丁烷或其異構(gòu)體類助溶劑，從冷箱(6)的f-fl管流來的液化沼氣直接送入貯罐(10)內(nèi)助溶劑中，部分溶解于其中，產(chǎn)生的少量閃蒸氣從貯罐上方的出口經(jīng)電磁閥流回到壓縮機(jī)(5)的入口 P，與從回?zé)崞鞯腶-al管來的新鮮原料沼氣混合一起被壓縮機(jī)吸入壓縮，進(jìn)一步送入冷箱(6)冷凝液化。
4.一種使用權(quán)利要求1所述的沼氣液化裝置，其特征在于所述多元混合制冷劑預(yù)冷單元(21)和多元混合制冷劑循環(huán)單元(20)通過預(yù)冷換熱器相連，所述多元混合制冷劑循環(huán)單元(20)和液化與貯存單元(19)通過冷箱、回?zé)崞飨噙B。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的沼氣液化裝置，其特征在于所述液化與貯存單元(19)由回?zé)崞?4)、原料沼氣壓縮機(jī)(5)、冷箱(6)、貯罐進(jìn)口截止閥(9)及貯罐(10)按順序并通過流通管路串接形成；所述回?zé)崞?4)具有原料氣通道a-al、多元混合制冷劑的回氣通道b-bl、 多元混合制冷劑的冷卻通道c-cl ；所述原料沼氣壓縮機(jī)(5)設(shè)置在回?zé)崞?4)的原料氣通道a-al和冷箱(6)的原料沼氣冷凝通道f-fl之間的通路上；所述冷箱(6)具有原料沼氣冷凝通道f-fi、多元混合制冷劑蒸發(fā)通道g-gl、多元混合制冷劑冷凝通道h-hl ；所述貯罐 (10)具有液化沼氣的進(jìn)口 η、閃蒸氣體出口 m和排液口 k ；在所述的冷箱(6)的原料沼氣冷凝通道f-fl與貯罐(10)之間連接有貯罐進(jìn)口截止閥(9)，在所述的貯罐(10)和原料沼氣壓縮機(jī)(5)的進(jìn)氣口之間連接有貯罐(10)內(nèi)的閃蒸氣體引出管道p-m，在所述的閃蒸氣體引出管道p-m上連接有通氣電磁閥(8)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的沼氣液化裝置，其特征在于所述多元混合制冷劑循環(huán)單元 (20)包括主壓縮機(jī)(3)、油分離器(2)、主冷凝器(1)、回?zé)崞?4)、預(yù)冷換熱器(14)、冷箱 (6)、主節(jié)流閥(7)和回油電磁閥(18)，所述的主壓縮機(jī)(3)、油分離器(2)、主冷凝器(1)、回?zé)崞鱃)、預(yù)冷換熱器(14)、冷箱(6)、主節(jié)流閥(7)采用管道依次連接成閉環(huán)；所述油分離器( 底部與主壓縮機(jī)C3)進(jìn)氣口之間的管路上連接有回油電磁閥(18)和抽真空截止閥(17)。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的沼氣液化裝置，其特征在于所述多元混合制冷劑預(yù)冷單元 (21)由預(yù)冷壓縮機(jī)(15)、副冷凝器(13)、預(yù)冷換熱器(14)、副節(jié)流閥(12)組成。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的沼氣液化裝置，其特征在于所述冷箱(6)，由板式換熱器 (26)、真空腔殼體(M)、保溫層和保護(hù)層外殼0 組成。所述板式換熱器06)立置于真空腔殼04)內(nèi)，用帶有波紋管07)的6根接管分別將板式換熱器06)的進(jìn)、出口引出至保護(hù)層外殼0 外側(cè)，在真空腔殼體04)內(nèi)采用柱狀的木墊板0 支承板式換熱器 (26)的上、下表面；板式換熱器06)與真空腔殼體04)的間隙空間抽真空并封焊；在真空腔殼體04)外加設(shè)保溫層(23)，再在保溫層上加裝保護(hù)層外殼02)。
全文摘要
本發(fā)明涉及的一種用于零散氣源點(diǎn)的沼氣液化工藝及裝置，包括多元混合制冷劑預(yù)冷單元、多元混合制冷劑循環(huán)單元和液化與貯存單元。多元混合制冷劑預(yù)冷單元與混合制冷劑循環(huán)單元組成類復(fù)疊式制冷循環(huán)，獲得低溫，冷卻冷凝液化與貯存單元中流動(dòng)的原料沼氣成液體；液化與貯存單元由回?zé)崞鳌⒃险託鈮嚎s機(jī)、冷箱、貯罐進(jìn)口截止閥及貯罐組成；多元混合制冷劑循環(huán)單元由主壓縮機(jī)、油分離器、主冷凝器、回?zé)崞?、預(yù)冷換熱器、冷箱、主節(jié)流閥和回油電磁閥組成；多元混合制冷劑預(yù)冷單元由副壓縮機(jī)、副冷凝器、預(yù)冷換熱器、副節(jié)流閥組成。本發(fā)明采用回?zé)崞?、多股流板式換熱器，大大提高了裝置效率，采用節(jié)流閥一次節(jié)流，流程簡單，控制和調(diào)節(jié)方便，投資少，便于移動(dòng)、撬裝。
文檔編號(hào)F25B9/00GK102445052SQ201110424248
公開日2012年5月9日 申請(qǐng)日期2011年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月16日
發(fā)明者劉 英, 華潔, 孫見君, 張峻斌, 於秋萍, 李佳, 涂橋安, 王培龍, 馬晨波 申請(qǐng)人:南京林業(yè)大學(xué)