АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ МЕМБРАННО-АБСОРБЦИОННАЯ ГАЗОРАЗДЕЛИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА, ОБЕСПЕЧИВАЮЩАЯ УЛУЧШЕНИЕ ПОТРЕБИТЕЛЬСКИХ СВОЙСТВ БИОГАЗА

Номер документа 1220160001

РУБРИКА:
15. Использование нетрадиционных источников энергии

РУБРИКА ГРНТИ:
44.31.29. Эксплуатационные и теплотехнические характеристики энергетических топлив

АТРИБУТЫ:
Отрасли: альтернативная энергетика сельское хозяйство
Тепловая энергия: теплопроизводство
Электрическая энергия:
Виды топлива: газообразное
Водные ресурсы:

РЕКВИЗИТЫ:
Вид документа: Патент
Номер: 2577575
Автор (принявший орган): ФГБОУ ВПО "Поволжский государственный технологический университет", 424000, Республика Марий Эл, г.Йошкар-Ола, пл. Ленина, 3, (8362) 45-53-44
Дата: 26.05.2014
Регион: Республика Марий Эл
Источник информации: БД ФИПС

ПОЛНЫЙ ТЕКСТ ДОКУМЕНТА:

АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ МЕМБРАННО-АБСОРБЦИОННАЯ ГАЗОРАЗДЕЛИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА, ОБЕСПЕЧИВАЮЩАЯ УЛУЧШЕНИЕ ПОТРЕБИТЕЛЬСКИХ СВОЙСТВ БИОГАЗА

 

Изобретение относится к области мембранной технологии. Автоматизированная мембранно-абсорбционная газоразделительная система, состоящая из двух последовательно соединенных мембранно-контакторных модулей, причем каждый мембранно-контакторный модуль состоит из контакторного абсорбера и контакторного десорбера с системой обеспечения рециркуляционного потока между абсорбером и десорбером, причем первый мембранно-контакторный модуль предназначен для очистки биогаза от примесей СО2, а второй мембранно-контакторный модуль - для осушки биогаза от водяных паров, отличающаяся тем, что на выходе из второго мембранно-контакторного модуля установлены датчик влажности газовой смеси, соединенный с блоком регулирования величины потока рециркулята в процессе осушки биогаза во втором мембранно-контакторном модуле, и датчик содержания диоксида углерода в газовой смеси, соединенный с блоком регулирования величины потока и температуры рециркулята в процессе очистки биогаза в первом мембранно-контакторном модуле. Технический результат - автоматизация процесса очистки и осушки биогаза.

Изобретение относится к области мембранной технологии, более конкретно, к системе улучшения потребительских свойств биогаза, получаемого при анаэробной переработке органических отходов, и может найти применение при переработке муниципальных отходов, отходов лесопереработки и фермерских хозяйств для получения качественного целевого продукта в качестве энергоносителя.

В основу технического решения положено то, что очистка биогаза и последующая его осушка проводятся в едином технологическом процессе, в основу которого положены только мембранно-контакторные методы. Процесс является двухступенчатым, на первой ступени которого используется мембранно-контакторная абсорбционная установка для очистки биогаза от диоксида углерода, а на второй ступени - мембранно-контакторная абсорбционная установка для последующей осушки биогаза.

На фиг. 1 представлена блок-схема автоматизированной мембранно-абсорбционной газоразделительной системы, обеспечивающей улучшение потребительских свойств биогаза.

Автоматизированная мембранно-абсорбционная газоразделительная система, обеспечивающая улучшение потребительских свойств биогаза, состоит из общего побудителя расхода биогаза 1, который служит только для прокачки газа в абсорберах ступеней 2 и 3.

Первый мембранно-контакторный модуль 2 предназначен для очистки биогаза от примесей CO2 и конструктивно состоит из контакторного абсорбера и контакторного десорбера с системой обеспечения рециркуляционного потока между абсорбером и десорбером. В качестве рециркулята используется вода.

Второй мембранно-контакторный модуль 3 предназначен для осушки биогаза от водяных паров, так же конструктивно состоит из контакторного абсорбера и контакторного десорбера с системой обеспечения рециркуляционного потока между абсорбером и десорбером. При этом в качестве рециркулята используется раствор LiCl.

Автоматизированная система управления процессом улучшения потребительских свойств биогаза состоит из двух систем автоматического управления: САУ-1, состоящей из датчика влажности газовой смеси 4 и блока автоматизированной системы 5; САУ-2, состоящей из датчика содержания диоксида углерода газовой смеси 6 и блока автоматизированной системы 7.

Автоматизированная мембранно-абсорбционная газоразделительная система, обеспечивающая улучшение потребительских свойств биогаза, функционирует следующим образом.

Переработка биогаза производится в двухступенчатом процессе - очистка и последующая осушка. С помощью общего побудителя расхода 1 на первый мембранно-контакторный модуль 2 подается поток неочищенного биогаза, из которого удаляется CO2, при этом очищенный биогаз имеет высокую влажность. Увлажненный поток биогаза подается на вход второго мембранно-контакторного модуля 3, в котором происходит осушка биогаза и выдача его потребителю.

Из первого мембранно-контакторного модуля 2 отводится удаленный диоксид углерода, а из второго мембранно-контакторного модуля 3 отводится удаленная вода либо в виде жидкости, либо в виде пара.

Автоматизация управлением процесса осуществляется с помощью регулирования параметров технологического процесса (величин потоков и температур) на каждой из ступеней. Для этого используются: САУ-1, которая, используя величину влажности биогаза с датчика влажности газовой смеси 4, при помощи блока автоматизированной системы 5 производит управление процессом осушки биогаза при помощи регулирования величин потока рециркулята; САУ-2, которая, используя величину содержания в биогазе CO 2 с датчика содержания диоксида углерода газовой смеси 6, при помощи блока автоматизированной системы 7 производит управление процессом очистки биогаза при помощи регулирования величины потока и температуры рециркулята.

Каждая из ступеней является универсальной в том смысле, что в ее качестве можно использовать любое доступное серийное или несерийное мембранно-контакторное устройство, позволяющее организовать потоки газа и жидкости, которые отделены друг от друга поверхностью раздела фаз в виде проницаемой для газов мембраны. Принципиальные отличия между ступнями 2 и 3 состоят только в том, что в ступени 2 используется жидкий абсорбент, хорошо поглощающий кислые газовые компоненты, например абсорбент на основе водных растворов аминов, растворов щелочных солей (карбонатов щелочных металлов, трикалийфосфата и др.) или просто воды. В ступени 3 используется другой абсорбент, который хорошо поглощает только воду (водные растворы этиленгликолей или некоторых солей щелочных металлов).