Устройство для разделения биогаза на метан и двуокись углерода



Устройство для разделения биогаза на метан и двуокись углерода
Устройство для разделения биогаза на метан и двуокись углерода

 


Владельцы патента RU 2424478:

ОБЩЕСТВО С ОГРАНИЧЕННОЙ ОТВЕТСТВЕННОСТЬЮ "ГАРАНТ-Экологические Технологии Энергосбережения" (RU)

Изобретение относится к устройствам для разделения смеси газов, в частности разделения биогаза на составляющие его части, метан и двуокись углерода, полученные анаэробным сбраживанием органических отходов сельскохозяйственного производства, и хранения метана в сосудах высокого давления. Устройство для разделения биогаза на метан и двуокись углерода включает компрессор высокого давления, холодильник, корпус ожижителя, в котором закреплена трубка, выпускной и впускной штуцеры. На корпусе ожижителя установлена дополнительная замкнутая камера, заполненная, например, двуокисью углерода, с одной стороны которой установлена эластичная мембрана, перекрывающая выход метана из трубки в кольцевую полость, соединенную с сосудами высокого давления. Вокруг трубки установлено пористое тело (путаная металлическая проволока) с отбойником, а в нижней части корпуса установлен выпускной клапан для отвода жидкой двуокиси углерода. Техническим результатом является повышение эффективности. 2 ил.

 

Изобретение относится к устройствам для разделения смеси газов, в частности разделения биогаза на составляющие его части, метан и двуокись углерода, полученные анаэробным сбраживанием органических отходов сельскохозяйственного производства, и последующего хранения метана в сосудах высокого давления.

Прототипом может быть устройство, реализующее способ разделения биогаза в газгольдере, заполненном водой с температурой 5°С, до достижения давления 50 МПа (патент №RU 2118560 от 10.09.1998).

Недостатком аналога является малая эффективность устройства.

Задача изобретения состоит в создании эффективного и простого устройства для разделения биогаза и закачивания метана в сосуды высокого давления с целью накопления и хранения, для дальнейшего использования полученного метана, например, для заправки автотранспорта.

Задача решается так: биогаз закачивается из биореактора компрессором высокого давления в холодильник, где происходит сжижение газовой смеси при давлении и температуре ниже критической точки СО2, которая соответствует температуре 31,05°С при давлении 7383 кПа (ГОСТ 8050-85). Свойства жидкого метана относятся к температуре кипения (112 К или минус 161°С) при нормальном давлении, поэтому в холодильнике он остается в газообразном состоянии.

Условия сжижения поддерживаются за счет того, что в верхней части корпуса ожижителя установлена дополнительная замкнутая камера, заполненная, например, двуокисью углерода, находящейся в равновесном состоянии (жидкая и газовая фазы CO2). В нижней части дополнительной камеры установлена эластичная мембрана, перекрывающая выход биогаза в кольцевую полость, соединенную с сосудами высокого давления. По центру корпуса ожижителя жестко закреплена трубка. Достижение в холодильнике критического для определенной температуры давления создает условия для выделения из биогаза жидкой фазы, при этом превышение в полости трубки давления в дополнительной замкнутой камере вызывает деформацию эластичной мембраны, газовая смесь (газообразный метан и сжиженный СО2) проходит через пористое тело (путаная металлическая проволока) с отбойником, сжиженная двуокись углерода стекает вниз по корпусу ожижителя, а метан остается газообразным и по центральной трубке через зазор между деформируемой мембраной и трубкой поступает в кольцевую полость, соединенную с выпускным штуцером и баллонами высокого давления.

В начальный момент, когда в сосудах высокого давления для хранения метана нет газа, эластичная мембрана перекрывает выход из центральной трубки в кольцевую полость, это позволяет быстро создать в холодильнике газа условия для сжижения CO2.

При превышении в холодильнике критического давления эластичная мембрана прогибается, и газообразный метан поступает в кольцевую полость и сосуды высокого давления, а жидкая двуокись углерода остается в ожижителе. Эластичная мембрана прогнута и метан свободно продолжает поступать в сосуды высокого давления до полного их заполнения до рабочего давления.

При наполнении корпуса ожижителя двуокисью углерода клапан всплывает и жидкая двуокись углерода вытекает в штуцер для отвода жидкой двуокиси углерода.

Другие преимущества будут видны из описания изобретения и рисунков, общий вид устройства показан на фиг.1, на фиг.2 представлен фрагмент дополнительной замкнутой камеры.

Устройство состоит из компрессора 1, холодильника 2, корпуса ожижителя 3, в центре которого жестко закреплена трубка 11, в верхней части которой выполнена кольцевая полость 8 для сбора газа метан, дополнительной замкнутой камеры 4, заполненной двуокисью углерода 5, находящейся в равновесном состоянии (жидкая и газовая фазы), в нижней части дополнительной камеры 4 установлена эластичная мембрана 7, перекрывающая выход метана в кольцевую полость 8 через штуцер 9, подводящий метан в сосуды высокого давления 10, и центральное отверстие трубки 11, подводящее газовую смесь, в нижней части трубки 11 расположены боковые отверстия 12. На подводящей трубке 11 установлено пористое тело (путаная металлическая проволока) 13 с отбойником 14. В нижней части корпуса ожижителя 3 расположен штуцер 15 с шариковым клапаном 16 для выпуска жидкой двуокиси углерода 17.

Перфорированная мембрана 18 служит для ограничения хода эластичной мембраны 7.

Устройство работает следующим образом биогаз под небольшим давлением поступает в холодильник, где охлаждается до температуры и давления ниже критической точки CO2, в холодильнике образуется жидкая двуокись углерода и газообразный метан. В ожижителе происходит разделение жидкой двуокиси углерода и газообразного метана, который поступает в сосуды высокого давления для хранения метана.

Жидкая двуокись углерода сливается в специальный сосуд или сбрасывается в атмосферу.

Устройство для разделения биогаза на метан и двуокись углерода, включающее компрессор высокого давления, отличающееся тем, что оно снабжено холодильником, корпусом ожижителя, в котором закреплена трубка, выпускным и впускным штуцерами, причем на корпусе ожижителя установлена дополнительная замкнутая камера, заполненная, например, двуокисью углерода, с одной стороны которой установлена эластичная мембрана, перекрывающая выход метана из трубки в кольцевую полость, соединенную с сосудами высокого давления, вокруг трубки установлено пористое тело (путаная металлическая проволока) с отбойником, а в нижней части корпуса установлен выпускной клапан для отвода жидкой двуокиси углерода.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к криогенной технике, в частности к очистке и технологии низкотемпературной ректификации смесей, и может быть использовано в химической и нефтехимической отраслях промышленности.

Изобретение относится к области разделения многокомпонентных смесей газов и жидкостей и может быть использовано, в частности, при криогенном разделении воздуха или его составляющих ректификацией.

Изобретение относится к криогенной технике, в частности к методам утилизации, очистки и разделения физико-химическими методами многокомпонентных смесей, и может быть использовано в электроламповой, химической, нефтехимической, нефтегазовой, ядерной промышленности, а также в технике производства плазменных панелей, полупроводниковых устройств и газонаполненных стеклопакетов.

Изобретение относится к способу рекуперации водорода и метана из потока крекинг-газа в низкотемпературной части установки для получения этилена, заключающемуся в том, что фракцию С 2, поступающую из устройства отделения этана (деэтанизатора), подают через теплообменник (Е1) в первую секцию (А) многосекционного отделителя (D1) конденсата, конденсат отбирают из первой секции (А) многосекционного отделителя (D1) конденсата и подают в отделитель (Т1) метана, газ из многосекционного отделителя (D1) конденсата подают в следующий теплообменник (Е2) и дополнительно охлаждают в нем, дополнительно охлажденный газ подают на отделение от него жидкости во второй секции (В) многосекционного отделителя (D1) конденсата, образовавшийся при этом конденсат вновь подают в отделитель (Т1) метана, газ из второй секции (В) многосекционного отделителя (D1) конденсата подают в расширитель (X1), расширяют в нем и затем подают в отделитель (Т1) метана и фракцию С 2 из низа отделителя (Т1) метана дросселируют с понижением ее давления до давления, преобладающего в колонне для отгонки углеводородов С2, частично испаряют в теплообменнике (Е1) и подают в колонну для отгонки углеводородов С2 .

Изобретение относится к устройству для удаления вредных газов из атмосферы. .

Изобретение относится к области разработки газоконденсатных месторождений, в частности к использованию установок низкотемпературной сепарации на центральных пунктах сбора

Изобретение относится к установкам подготовки нефтяного и природного газов для дальнейшей переработки или для подачи в транспортный трубопровод и может быть использовано в газовой, нефтяной, нефтехимической, химической отраслях промышленности

Изобретение относится к способу и устройству для получения высокочистого аргона путем объединения криогенной дистилляции и адсорбционных технологий

Изобретение относится к способам очистки углеводородного газа с удалением из него воды и углеводородного конденсата путем их конденсации при охлаждении
Наверх