CN103131492A - 一种沼气内水的冷凝和分离装置及方法 - Google Patents
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Abstract
一种沼气内水的冷凝和分离装置及方法，属于沼气净化领域。本发明为解决现有采用冷凝法除去沼气中水的过程中操作繁琐，并且能耗较大的问题。所述装置包括第一罐体、沼气进气管、沼气出气管、沼气出气阀门、第一排水管、第一排水阀门、第一浮球料位计和隔膜泵，所述第一罐体为密封罐体，第一罐体与沼气进气管连通，第一罐体的上方还与沼气出气管连通，在沼气出气管上设置有沼气出气阀门，所述第一排水管的一端穿在第一罐体内且设置在第一罐体的底部，第一排水管的另一端设置在第一罐体的外部且与隔膜泵的进液口连通，第一排水管上设置有第一排水阀门，第一浮球料位计上的浮球设置在第一罐体内，所述第一罐体的下端设置在地下。本发明用于沼气净化。
Description
技术领域
本发明涉及一种沼气内水的冷凝和分离装置及方法，属于沼气净化领域。
背景技术
随着我国可再生能源法的出台，人们开始最大限度的开展可再生能源各类项目技术的研究与开发，厌氧发酵技术是通过对农牧业等生物质废弃物进行发酵，产生沼气进行发电的一种技术，得到了非常广泛的应用。因此，为了提高厌氧发酵系统的效率和稳定性，人们对厌氧发酵过程中的各类装置和处理技术研究越来越多。厌氧发酵过程温度相对较高，沼气中含有水分，同时沼气中含有硫化氢等含硫气体，如果沼气中含有大量水分，会对输送管道有腐蚀，所以，沼气中水的处理就显得尤为重要。目前沼气中水的处理方法主要有冷凝法和吸收法,最常用的为冷凝法,即在热交换系统中通过冷却器冷却气体而除去冷凝水。这种方法由于是在热交换器的表层冷却,通常比露点低0.5℃～1℃,为了取得更低的露点,必须在冷凝之前先压缩气体,然后再释放到需要的压力，此种方法不仅操作繁琐，同时耗能较大。
发明内容
本发明为解决现有采用冷凝法除去沼气中水的过程中操作繁琐，并且能耗较大的问题。
为解决上述技术问题提供一种沼气内水的冷凝和分离装置，所述装置包括第一罐体、沼气进气管、沼气出气管、沼气出气阀门、第一排水管、第一排水阀门、第一浮球料位计和隔膜泵，所述第一罐体为密封罐体，第一罐体与沼气进气管连通，第一罐体的上方还与沼气出气管连通，在沼气出气管上设置有沼气出气阀门，所述第一排水管的一端穿在第一罐体内且设置在第一罐体的底部，第一排水管的另一端设置在第一罐体的外部且与隔膜泵的进液口连通，第一排水管上设置有第一排水阀门，第一浮球料位计上的浮球设置在第一罐体内，所述第一罐体的下端设置在地下。
利用上述装置进行沼气内水的冷凝和分离的方法，所述方法通过以下步骤实现：
步骤一：通过沼气进气管向第一罐体内通入沼气，沼气内的水在第一罐体内冷凝，当第一罐体内的水位上升到第一浮球料位计的上报警点时，第一浮球料位计发出信号，控制第一排水阀门和隔膜泵，使第一排水阀门处于打开状态并使隔膜泵进入工作状态，从而将第一罐体内的水排出，当第一罐体内的水位下降到第一浮球料位计的下报警点时，第一浮球料位计发出信号，控制关闭第一排水阀门和隔膜泵，停止排水；
步骤二：打开沼气出气阀门，将第一罐体内冷凝分离过水分的沼气排出。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果：本发明将第一罐体埋入地下，利用地下的低温环境使第一罐体内沼气中的水冷凝并通过控制器控制隔膜泵将第一罐体内的冷凝水排出，本发明不仅节约能源，并且操作简单、安全。
附图说明
图1是本发明的结构示意图，图2是控制器的连接关系图。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述一种沼气内水的冷凝和分离装置，所述装置包括第一罐体1、沼气进气管16、沼气出气管20、沼气出气阀门6、第一排水管19、第一排水阀门8、第一浮球料位计4和隔膜泵10，所述第一罐体1为密封罐体，第一罐体1与沼气进气管16连通，第一罐体1的上方还与沼气出气管20连通，在沼气出气管20上设置有沼气出气阀门6，所述第一排水管19的一端穿在第一罐体1内且设置在第一罐体1的底部，第一排水管19的另一端设置在第一罐体1的外部且与隔膜泵10的进液口连通，第一排水管19上设置有第一排水阀门8，第一浮球料位计4上的浮球设置在第一罐体1内，所述第一罐体1的下端设置在地下。
具体实施方式二：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述装置还包括有第二罐体2、第二排水管21、第二排水阀门12、进气管22、沼气进气阀门14、第二浮球料位计15和出气管17，第二罐体2也为密封罐体，出气管17的一端与第二罐体2连通，第二排水管21的一端穿在第二罐体2内且设置在第二罐体2的底部，第二排水管21的另一端设置在第二罐体2的外部且也与隔膜泵10的进液口连通，第二排水管21上设置有第二排水阀门12，所述第二罐体2还与进气管22连通，进气管22上设置有沼气进气阀门14，第二浮球料位计15上的浮球设置在第二罐体2内，所述出气管22的另一端端与火焰塔连通，隔膜泵10的出液口通过排水管26连入蓄水池25，所述第二罐体2的下端设置在地下，如此设置，使热电联产单元内多余的沼气可以通过第二罐体2再次进行沼气内水的冷凝后送到火焰塔燃烧，不仅能保证系统内气体压力的平衡，将多余的沼气送到火焰塔燃烧又能减少空气污染，同时，采用第二浮球料位计15，可有效控制第二罐体2内冷凝水的量，其他组成和连接关系与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述沼气出气阀门6、第一排水阀门8、隔膜泵10、第二排水阀门12和沼气进气阀门14均为气动阀门，所述气动阀门、第一浮球料位计4和第二浮球料位计15均为本安防爆型，所述沼气出气阀门6、第一排水阀门8、隔膜泵10、第二排水阀门12和沼气进气阀门14的通气管均与气体压缩机27连通，如此设置，采用气动阀门可有效保证系统的安全与稳定，其他组成和连接关系与具体实施方式二相同。
具体实施方式四：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式所述沼气出气阀门6、第一排水阀门8、隔膜泵10、第二排水阀门12和沼气进气阀门14的通气管上还分别设置有第一控气电磁阀5、第二控气电磁阀7、第三控气电磁阀9、第四控气电磁阀11和第五控气电磁阀13，所述装置还包括控制器23，第一浮球料位计4和第二浮球料位计15的信号输出端与控制器23的信号接收端相连接，第一控气电磁阀5、第二控气电磁阀7、第三控气电磁阀9、第四控气电磁阀11和第五控气电磁阀13均分别与控制器23的控制输出端相连，控制器23通过控制第一控气电磁阀5、第二控气电磁阀7、第三控气电磁阀9、第四控气电磁阀11和第五控气电磁阀13的开关状态来分别控制出气阀门6、第一排水阀门8、隔膜泵10、第二排水阀门12和沼气进气阀门14，如此设置，可有效控制每个气动阀门的开关状态，使整个系统控制起来更加方便，其他组成和连接关系与具体实施方式三相同。
具体实施方式五：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式所述沼气进气管16与第一罐体1连通处的水平位置高于第一浮球料位计4上报警点的水平位置，所述出气管17与第二罐体2连通处的水平位置高于第二浮球料位计15上报警点的水平位置，沼气进气管16和出气管17均为从第一罐体1和第二罐体2向外倾斜向上设置且沼气进气管16和出气管17的倾斜度不小于3%，如此设置，可保证第一罐体1和第二罐体2的进气和出气顺畅，使系统更加稳定，其他组成和连接关系与具体实施方式四相同。
具体实施方式六：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述第一罐体1和第二罐体2均为直径是1m且高是3m的圆柱形罐体，第一罐体1和第二罐体2下端埋入地下的深度大于等于3m，如此设置，通过地下低温环境，可使第一罐体1和第二罐体2内沼气中水的冷凝效果更好，其他组成和连接关系与具体实施方式二相同。
具体实施方式七：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式所述利用具体实施方式一至六所述装置进行沼气内水的冷凝和分离的方法，所述方法通过以下步骤实现：
步骤一：通过沼气进气管16向第一罐体1内通入沼气，沼气内的水在第一罐体1内冷凝，当第一罐体1内的水位上升到第一浮球料位计4的上报警点时，第一浮球料位计4发送信号给控制器23，控制器23控制打开第二控气电磁阀7和第三控气电磁阀9，使第一排水阀门8处于打开状态并使隔膜泵10进入工作状态，从而将第一罐体1内的水排到蓄水池25中，当第一罐体1内的水位下降到第一浮球料位计4的下报警点时，第一浮球料位计4发送信号给控制器23，控制器23控制关闭第二控气电磁阀7和第三控气电磁阀9，停止排水；
步骤二：将沼气出气管20的出气端与热电联产单元的进气端相连通，控制器23控制第一控气电磁阀5打开沼气出气阀门6，将第一罐体1内冷凝后的沼气通入到热电联产单元内进行沼气发电；
步骤三：将热电联产单元的出气端与进气管22的进气端相连通，使热电联产单元内多余的沼气通过进气管22通入到第二罐体2内，沼气进入到第二罐体2内并在第二罐体2内再次冷凝，当第二罐体2内的水位上升到第二浮球料位计15的上报警点时，第二浮球料位计发送信号给控制器23，控制器23控制打开第三控气电磁阀9和第四控气电磁阀11，使第二排水阀门12处于打开状态并使隔膜泵10进入工作状态，从而将第二罐体2内的水排到蓄水池25中，当第二罐体2内的水位下降到第二浮球料位计15的下报警点时，第二浮球料位计15发送信号给控制器23，控制器23控制关闭第三控气电磁阀9和第四控气电磁阀11，停止排水；
步骤四：出气管17将第二罐体2内的沼气通入到火焰塔内燃烧，防止造成污染。
Claims (8)
1.一种沼气内水的冷凝和分离装置，其特征在于：所述装置包括第一罐体（1）、沼气进气管（16）、沼气出气管（20）、沼气出气阀门（6）、第一排水管（19）、第一排水阀门（8）、第一浮球料位计（4）和隔膜泵（10），所述第一罐体（1）为密封罐体，第一罐体（1）与沼气进气管（16）连通，第一罐体（1）的上方还与沼气出气管（20）连通，在沼气出气管（20）上设置有沼气出气阀门（6），所述第一排水管（19）的一端穿在第一罐体（1）内且设置在第一罐体（1）的底部，第一排水管（19）的另一端设置在第一罐体（1）的外部且与隔膜泵（10）的进液口连通，第一排水管（19）上设置有第一排水阀门（8），第一浮球料位计（4）上的浮球设置在第一罐体（1）内，所述第一罐体（1）的下端设置在地下。
2.根据权利要求1所述一种沼气内水的冷凝和分离装置，其特征在于：所述装置还包括有第二罐体（2）、第二排水管（21）、第二排水阀门（12）、进气管（22）、沼气进气阀门（14）、第二浮球料位计（15）和出气管（17），第二罐体（2）也为密封罐体，出气管（17）的一端与第二罐体（2）连通，第二排水管（21）的一端穿在第二罐体（2）内且设置在第二罐体（2）的底部，第二排水管（21）的另一端设置在第二罐体（2）的外部且也与隔膜泵（10）的进液口连通，第二排水管（21）上设置有第二排水阀门（12），所述第二罐体（2）还与进气管（22）连通，进气管（22）上设置有沼气进气阀门（14），第二浮球料位计（15）上的浮球设置在第二罐体（2）内，所述第二罐体（2）的下端设置在地下。
3.根据权利要求2所述一种沼气内水的冷凝和分离装置，其特征在于：所述出气管（22）的另一端与火焰塔连通，隔膜泵（10）的出液口通过排水管（26）连入蓄水池（25）。
4.根据权利要求1或2所述一种沼气内水的冷凝和分离装置，其特征在于：所述沼气出气阀门（6）、第一排水阀门（8）、隔膜泵（10）、第二排水阀门（12）和沼气进气阀门（14）均为气动阀门，所述气动阀门、第一浮球料位计（4）和第二浮球料位计（15）均为本安防爆型，所述沼气出气阀门（6）、第一排水阀门（8）、隔膜泵（10）、第二排水阀门（12）和沼气进气阀门（14）的进气管均与气体压缩机（27）连通。
5.根据权利要求4所述一种沼气内水的冷凝和分离装置，其特征在于：沼气出气阀门（6）、第一排水阀门（8）、隔膜泵（10）、第二排水阀门（12）和沼气进气阀门（14）的进气管上还分别设置有第一控气电磁阀（5）、第二控气电磁阀（7）、第三控气电磁阀（9）、第四控气电磁阀（11）和第五控气电磁阀（13），所述装置还包括控制器（23），第一浮球料位计（4）和第二浮球料位计（15）的信号输出端与控制器（23）的信号接收端相连接，第一控气电磁阀（5）、第二控气电磁阀（7）、第三控气电磁阀（9）、第四控气电磁阀（11）和第五控气电磁阀（13）均分别与控制器（23）的控制输出端相连。
6.根据权利要求5所述一种沼气内水的冷凝和分离装置，其特征在于：所述沼气进气管（16）与第一罐体（1）连通处的水平位置高于第一浮球料位计（4）上报警点的水平位置，所述出气管（17）与第二罐体（2）连通处的水平位置高于第二浮球料位计（15）上报警点的水平位置，所述沼气进气管（16）和出气管（17）分别沿第一罐体（1）和第二罐体（2）由内向外倾斜向上设置且沼气进气管（16）和出气管（17）的倾斜度不小于3%。
7.根据权利要求2所述一种沼气内水的冷凝和分离装置，其特征在于：所述第一罐体（1）和第二罐体（2）均为直径是1m且高是3m的圆柱形罐体，第一罐体（1）和第二罐体（2）下端埋入地下的深度大于等于3m。
8.利用权利要求1所述装置进行沼气内水的冷凝和分离的方法，其特征在于：所述方法通过以下步骤实现：
步骤一：通过沼气进气管（16）向第一罐体（1）内通入沼气，沼气内的水在第一罐体（1）内冷凝，当第一罐体（1）内的水位上升到第一浮球料位计（4）的上报警点时，第一浮球料位计（4）发出信号，控制第一排水阀门（8）和隔膜泵（10），使第一排水阀门（8）处于打开状态并使隔膜泵（10）进入工作状态，从而将第一罐体（1）内的水排出，当第一罐体（1）内的水位下降到第一浮球料位计（4）的下报警点时，第一浮球料位计（4）发出信号，控制关闭第一排水阀门（8）和隔膜泵（10），停止排水；
步骤二：打开沼气出气阀门（6），将第一罐体（1）内冷凝分离过水分的沼气排出。
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| C10 | Entry into substantive examination | ||
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| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20130605 |