CN105928320B - 一种蓄冷型生物质气中硅氧烷脱除装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种蓄冷型生物质气中硅氧烷脱除装置，包括制冷循环单元、载冷剂循环单元和生物质气硅氧烷脱除单元；设置蓄冷罐用于载冷剂蓄冷，三台脱除硅氧烷的换热器交替工作，来流生物质气体被脱除硅氧烷后的生物质气预冷。本发明能够适应不同的工况，适合在实际操作中用于脱除生物质气中的硅氧烷类气体，确保生物质气得以高效应用。

Description

一种蓄冷型生物质气中硅氧烷脱除装置

技术领域

本发明属于生物质气体成分分离脱除领域，涉及一种可燃生物质气体中杂质脱除装置，用来去除可燃生物质气体中的硅氧烷和水分等杂质。

背景技术

垃圾填埋气、沼气和石油伴生气等生物质气体的主要成分是甲烷，是一种可再生能源。甲烷是一种温室气体，其产生的温室效应约为二氧化碳的21倍，同时纯甲烷有很高的热值，为35.87MJ/m³；生物质气经简单净化处理可以直接用于燃气轮机和内燃机燃烧发电。

生物质气中含有一种微量物质——硅氧烷，燃烧时会影响燃气轮机的动平衡，在内燃机内表面会生成二氧化硅层，缩短发动机的使用寿命，并被迫提高更换气缸盖和火花塞的频率，降低设备的安全性。生物质气中水蒸汽多为饱和，直接用于燃烧发电会对设备造成腐蚀，降低燃烧换热效率。

当温度降到-29℃时，垃圾填埋气中的硅氧烷脱除率可达到80％～90％；并且填埋气中的水分以及部分重碳烃等溶于水的杂质也可脱除。采用直接冷冻法可有效脱除生物质气中的硅氧烷物质，但同时也存在着以下问题：

1.来自不同地区的沼气、填埋气等生物质气体的组分、温度、压力等都存在着较大差异，直接冷冻气体，没有利用蓄冷来进行缓冲，其适应性较差，对换热器的损害也较大；

2.在0℃以下，水蒸汽会在换热器内凝结成霜，造成换热率下降甚至阻塞换热管，需停机除霜以致工作中断。

美国发明专利：硅氧烷去除系统(公开号：US 2004/0045440 A1)，该专利中采用了配有两个蒸发器的制冷系统，通过交替使用两个蒸发器来达到连续工作的目的；除霜方式采用高温制冷剂流经结霜的蒸发器让制冷剂过冷来除霜。经试验，该系统存在以下几个问题：

1.预冷换热器和蒸发器之间相互耦合作用和蒸发器自身热惰性，导致系统从开机到稳定运行需要约35分钟的动态缓冲期，缓冲期内生物质气不能处理到规定温度；不能实现对硅氧烷的脱除。

2.预冷换热器冷源来自处理后的生物质气体，开机缓冲段前期，预冷换热器不能起到预冷作用，高温高湿生物质气直接进入蒸发器冷却，导致蒸发器内结霜量增大，缩短了除霜周期。

3、除霜切换时，会对制冷系统造成很大的压力冲击和热冲击；过冷除霜的方式，还会造成吸气带液，系统稳定性和安全性下降；且生物质气回温很高，再冷却到设定温度需一个稳定过程，不能实现真正连续处理。

4、制冷剂的传热过程为相变过程，制冷剂与生物质气直接换热时，因生物质气温度、压力、流量的变化而引起冷负荷发生较大波动的情况下，易引起吸气带液，影响系统稳定性和安全性；或造成压缩机吸气过热度太大，排气温度过高，压缩机输入功率增加。

5、两个硅氧烷脱除换热器一旦有其中一个发生故障，系统将无法真正进入连续工作状态。

发明内容

技术问题：本发明提出了一种能连续稳定工作，缩短装置开机缓冲时间和除霜切换稳定过程，提高系统稳定性和硅氧烷脱除效率的蓄冷型生物质气中硅氧烷脱除装置。

技术方案：本发明的蓄冷型生物质气中硅氧烷脱除装置，包括制冷循环单元、载冷剂循环单元和生物质气硅氧烷脱除单元。制冷循环单元由沿制冷剂流动方向依次连接的压缩机、冷凝器、膨胀阀、蓄冷罐、气液分离器组成，所述气液分离器的出气端连接在压缩机的进气端上，构成循环回路，所述蓄冷罐上设置有载冷剂进口、载冷剂出口、制冷剂进口和制冷剂出口，蓄冷罐中设置有连通制冷剂进口和制冷剂出口的蒸发盘管，蓄冷罐同时是载冷剂循环单元的组成部分。

载冷剂循环单元包括蓄冷罐、载冷剂循环泵和三个并联的硅氧烷脱除换热器，所述蓄冷罐的载冷剂出口与载冷剂循环泵的进口连接，载冷剂循环泵的出口分为三路，分别对应连接到一个硅氧烷脱除换热器的载冷剂进口上，三个硅氧烷脱除换热器的载冷剂出口汇总后与蓄冷罐的载冷剂进口连接，所述的三个硅氧烷脱除换热器同时是生物质气硅氧烷脱除单元的组成部分。

生物质气硅氧烷脱除单元包括用于对来流生物质气预冷的蛇形管换热器、三个硅氧烷脱除换热器，所述蛇形管换热器上设置有来流生物质气入口、来流生物质气出口、纯净生物质气入口和纯净生物质气出口，所述来流生物质气出口分为三路，分别对应连接到一个硅氧烷脱除换热器的生物质气进口上；三个硅氧烷脱除换热器的生物质气出口汇总后与纯净生物质气入口相连接。

进一步的，本发明装置中，蛇形管换热器的曲率半径R_x＝1.2。

进一步的，本发明装置中，载冷剂进口开在蓄冷罐上部1/6到1/4处，载冷剂出口开在蓄冷罐下部1/10到1/6处，制冷剂进口开在蓄冷罐的上部2/5到3/5处；制冷剂出口开在蓄冷罐的下部1/10到1/6处。

进一步的，本发明装置中，蒸发盘管沿着从制冷剂进口向载冷剂出口的倾斜方向设置，蒸发盘管的每一圈管道与水平面呈4-8°夹角。

本发明中，制冷循环单元包括：压缩机、冷凝器、干燥过滤器、视液镜、膨胀阀、蒸发盘管、气液分离器。压缩机的出气端连接冷凝器的进气端相，冷凝器出气端连接膨胀阀的进气端，膨胀阀的出气端连接蒸发盘管的进气端，蒸发盘管出气端连接气液分离器的进气端，气液分离器的出气端连接压缩机的进气端。在冷凝器和膨胀阀之间依次设有干燥过滤器和视液镜；各部件通过制冷剂管道连接。

本发明中载冷剂循环单元包括：蓄冷罐、载冷剂循环泵和第一脱除换热器、第二脱除换热器以及第三脱除换热器，所述蓄冷罐的载冷剂出口与载冷剂循环泵的进口连接，载冷剂流经载冷剂循环泵经过载冷剂通过第二单向压力水泵和第二四通阀后，分别经过第四截止阀、第五截止阀、第六截止阀连接到第一脱除换热器换热器的载冷剂进口、第二脱除换热器的载冷剂进口和第三脱除换热器换热器的载冷剂进口上，三个换热器的载冷剂出口、和汇总后经过第一四通阀和第一单向压力水泵与蓄冷罐的载冷剂进口连接。各部件通过载冷剂管道连接，且各部件间均设有控制阀门。

本发明中生物质气硅氧烷脱除单元包括：蛇形管换热器、第一脱除换热器、第二脱除换热器和第三脱除换热器、蛇形管换热器排污装置、第一脱除换热器排污装置、第二脱除换热器排污装置、第三脱除换热器排污装置、第三四通阀和第四四通阀。蛇形管换热器有四个开口，分别为来流生物质气入口、来流生物质气出口、脱除硅氧烷后的纯净生物质气入口、脱除硅氧烷后的纯净生物质气出口。来流生物质气入口连接着送气管道，脱除硅氧烷后的纯净生物质气出口连接着出气管道。来流生物质气出口与第三四通阀的一个开口相连接，第三四通阀的另外三个开口通过第七截止阀、第八截止阀、第九截止阀分别连接第一脱除换热器的生物质气进口、第二脱除换热器的生物质气进口和第三脱除换热器的生物质气进口；第四四通阀的其中三个进口分别通过第十截止阀、第十一截止阀、第十二截止阀分别连接第一脱除换热器的生物质气出口、第二脱除换热器的生物质气出口和第三脱除换热器的生物质气出口，第四四通阀的另一个出口与蛇形管换热器脱除硅氧烷后的纯净生物质气入口相连接。各部件通过生物质气管道连接，且各部件间均设有控制阀门，蛇形管换热器、第一脱除换热器、第二脱除换热器、第三脱除换热器分别装有蛇形管换热器排污装置和第一脱除换热器排污装置、第二脱除换热器排污装置、第三脱除换热器排污装置，蛇形管换热器上还装有温度与压力探头。

有益效果：本发明与现有技术相比，具有如下优点：

本发明采用载冷剂循环单元利用载冷剂的中间换热过程，制冷剂不直接与生物质气进行换热，避免了在生物质气温度、压力较大波动的变工况运行下，而造成吸气带液和过热度太大等问题；同时避免了除霜切换过程对制冷系统造成的热冲击和压力冲击；大大提高了系统的稳定性、可靠度以及安全系数。

本发明通过对生物质气硅氧烷脱除单元以及载冷剂循环单元中三个换热器连接方式的改变和调节，可减少开机过程和除霜过程的无效工作时间，延长装置的除霜周期，提高系统硅氧烷脱除效率，真正实现稳定不间断工作。所述的装置的载冷剂具有一定蓄冷作用，通过控制系统调节载冷剂的流量可适应生物质气冷负荷的变化，在保证硅氧烷脱除率的前提下，可减少冷量损失，提高系统能效。

本发明采用三个脱除换热器工作的另一个好处是由于其有效的制冷和脱除作用，几乎不会产生含有硅氧烷的生物质气或者石油伴生气的气体进入发动机等，造成发动机等的结构，以致于无法正常工作。

本发明在脱除换热器前增加了蛇形管换热器，一方面起到对来流的流量不稳定的生物质气起到一定的均流作用，另一方面由于增加了传热面积，更加便于脱除来流生物质气中的水蒸汽以及部分杂质，起到有效的预冷作用，同时以避免在0℃以下，水蒸汽会在有效换热器内凝结，使得换热效果变差甚至堵塞换热管，造成有害影响的情况出现。

本发明中采用的蛇形管换热器，其曲率半径为1.2，可以使来流生物质气与脱除装置中流出的低温纯净生物质气进行充分的热交换，从而做到能量的回收循环利用，预冷来流生物质气，而且可以尽量减少蛇形管换热器的体积，便于安装，节约成本。

本发明中在载冷剂冷却和制冷剂循环中增加了蓄冷罐，蓄冷罐可以根据来流气体的硅氧烷含量、压力、温度的不同进行载冷剂流量的控制，通过控制系统调节载冷剂的流量可适应生物质气冷负荷的变化，从而避免能量浪费。蓄冷罐具有四个开口，载冷剂进口开在蓄冷罐的上部1/6到1/4处，进入蓄冷罐内的载冷剂管道开有密集小孔，方便载冷剂与管内制冷剂管道能够进行充分地热交换；载冷剂出口开在蓄冷罐的下部1/10到1/6处，在得到较好换热效果的同时，可以防止由于开口过低而导致安装不便；蒸发盘管的制冷剂进口开在蓄冷罐的上部2/5到3/5处；蒸发盘管的制冷剂出口开在蓄冷罐的下部1/10到1/6处。

本发明中蓄冷罐内部载冷剂与管内制冷剂的热交换采用顺流和交叉流的混合方式，整体偏向于顺流，能够使得载冷剂在蓄冷罐内得到较为均衡的低温，不会由于温度过低而造成能量浪费。

本发明中蓄冷罐内部设有蒸发盘管，蒸发盘管从制冷剂进口侧向制冷剂出口侧下倾，每一圈盘管与水平面呈一个4～8°的夹角。这样布置不仅可以保证制冷剂进口在蒸发盘管的最高处，制冷剂出口在蒸发盘管的最低处，并且从制冷剂进口到制冷剂出口的沿程总是下降的，以保证蓄冷罐内处于顺流与交叉流的状态；同时，在初次运行时便于排尽气体，以免影响换热效果；在检修时也便于排出制冷剂，以便于维修人员操作。

本发明在不降低硅氧烷脱除率的情况下，同时还可脱除生物质气中水蒸汽、重碳烃等杂质。

附图说明

图1是本发明装置的结构示意图。

图2是蓄冷器开口的示意图。

图3是蓄冷器中蒸发盘管示意图。

图中有：1压缩机、2冷凝器、3干燥过滤器、4视液镜、5膨胀阀、6蒸发盘管、7气液分离器、8蓄冷罐、9第一单向压力水泵、10第二单向压力水泵、11第一四通阀、12第一截止阀、13第二截止阀、14第三截止阀、15第四截止阀、16第五截止阀、17第六截止阀、18第二四通阀、19第一脱除换热器、19a第一脱除换热器的生物质气进口、19b第一脱除换热器的生物质气出口、19c第一脱除换热器换热器的载冷剂出口、19d第一脱除换热器的载冷剂进口、20第二脱除换热器、20a第二脱除换热器的生物质气进口、20b第二脱除换热器的生物质气出口、20c第二脱除换热器换热器的载冷剂出口、20d第二脱除换热器的载冷剂进口、21第三脱除换热器、21a第三脱除换热器的生物质气进口、21b第三脱除换热器的生物质气出口、21c第三脱除换热器换热器的载冷剂出口、21d第三脱除换热器的载冷剂进口、22第一脱除换热器排污装置、23第二脱除换热器排污装置、24第三脱除换热器排污装置、25蛇形管换热器、25a来流生物质气入口、25c来流生物质气出口、25d脱除硅氧烷后的纯净生物质气入口、25b脱除硅氧烷后的纯净生物质气出口、27第三单向压力水泵、28第四单向压力水泵、29第三四通阀、30第七截止阀、31第八截止阀、32第九截止阀、33第十截止阀、34第十一截止阀、35第十二截止阀、36第四四通阀、37蛇形管换热器排污装置、38干燥器、39蛇形管换热器温度与压力探头、47载冷剂循环泵、48蓄冷罐温度与压力探头、50第十三截止阀、51第十四截止阀、52第十五截止阀、53第五单向压力水泵、54第六单向压力水泵、55第七单向压力水泵、81载冷剂进口、82载冷剂出口、83制冷剂进口、84制冷剂出口、85水平面。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细描述。

本发明的蓄冷型生物质气中硅氧烷脱除装置包括制冷循环单元，载冷剂循环单元和生物质气硅氧烷脱除循环单元。本发明中包括三种物质的管道，分别为制冷剂管道、载冷剂管道和生物质气管道。工作原理如下：制冷循环单元是一个简单的制冷系统，通过蒸发盘管对其外部的载冷剂释放冷量，载冷剂吸收蒸发盘管释放的冷量后通过载冷剂循环单元对进入硅氧烷脱除循环单元的来流气体进行降温脱除，硅氧烷脱除循环单元其内部首先完成的是在蛇形盘管中对来流的流量不稳定的生物质气进行预冷与均流，使来流的生物质气与脱出硅氧烷后低温的生物质气进行充分的热交换，便于脱除来流生物质气中的水蒸汽以及部分杂质，进行预冷后的生物质气进入三个硅氧烷脱出装置中与载冷剂进行充分的热交换，生物质气中的硅氧烷在温度降低后凝结为液体通过排污装置排出，完成了对生物质气中硅氧烷的脱除，脱出硅氧烷后的生物质气通过干燥器流出。

本发明中制冷循环单元中包括：压缩机1、冷凝器2、干燥过滤器3、视液镜4、膨胀阀5、蒸发盘管6、气液分离器7。压缩机的出气端连接冷凝器的进气端相连接，冷凝器出气端连接膨胀阀的进气端，膨胀阀的出气端连接蒸发盘管的进气端，蒸发盘管出气端连接气液分离器的进气端，气液分离器的出气端连接压缩机的进气端。在冷凝器和膨胀阀之间依次设有干燥过滤器3和视液镜4；各部件通过制冷剂管道连接。

本发明中载冷剂循环单元包括：蓄冷罐8、载冷剂循环泵47和第一脱除换热器19、第二脱除换热器20以及第三脱除换热器21，所述蓄冷罐8的载冷剂出口与载冷剂循环泵47的进口连接，载冷剂流经载冷剂循环泵47，通过第二单向压力水泵10和第二四通阀18后，分别经过第四截止阀15、第五截止阀16、第六截止阀17连接到第一脱除换热器换热器的载冷剂进口19d、第二脱除换热器的载冷剂进口20d和第三脱除换热器换热器的载冷剂进口21d上，三个换热器的载冷剂出口19c、20c和21c汇总后经过第一四通阀11和第一单向压力水泵9与蓄冷罐8的载冷剂进口连接。其中载冷剂通过81进入到蓄冷罐内部的管道开有密集小孔，通过喷淋方式与蒸发盘管进行热交换，各部件通过载冷剂管道连接，且各部件间均设有控制阀门。

本发明中生物质气硅氧烷脱除单元包括：蛇形管换热器25、第一脱除换热器19、第二脱除换热器20和第三脱除换热器21、蛇形管换热器排污装置37、第一脱除换热器排污装置22、第二脱除换热器排污装置23、第三脱除换热器排污装置2、第三四通阀29和第四四通阀36。蛇形管换热器25有四个开口，分别为来流生物质气入口25a、来流生物质气出口25c、脱除硅氧烷后的纯净生物质气入口25d、脱除硅氧烷后的纯净生物质气出口25b。来流生物质气入口25a连接着送气管道，脱除硅氧烷后的纯净生物质气出口25b连接着出气管道。来流生物质气出口25c与第三四通阀29的一个开口相连接，第三四通阀29的另外三个开口通过第七截止阀30、第八截止阀31、第九截止阀32分别连接第一脱除换热器的生物质气进口19a、第二脱除换热器的生物质气进口20a和第三脱除换热器的生物质气进口21a；第四四通阀36的其中三个进口分别通过第十截止阀33、第十一截止阀34、第十二截止阀35分别连接第一脱除换热器的生物质气出口19b、第二脱除换热器的生物质气出口20b和第三脱除换热器的生物质气出口21b，第四四通阀36的另一个出口与蛇形管换热器25脱除硅氧烷后的纯净生物质气入口25c相连接。各部件通过生物质气管道连接，且各部件间均设有控制阀门，蛇形管换热器25、第一脱除换热器19、第二脱除换热器20、第三脱除换热器21分别装有蛇形管换热器排污装置37和第一脱除换热器排污装置22、第二脱除换热器排污装置23、第三脱除换热器排污装置24，蛇形管换热器25上还装有温度与压力探头39。

本发明的实施例一，一备两用的运行工况由两台串联的换热器和一台换热器并联构成混联形式。以第一脱除换热器19除霜，第二脱除换热器20和第三脱除换热器21制冷为例，首先关闭第八截止阀31、第十截止阀33、第十四截止阀51、第十五截止阀52和第一截止阀12，高温高湿的生物质气在所述蛇形管换热器25先和已经脱除了硅氧烷的低温生物质气进行热交换，然后经过第三单向压力水泵27与第三四通阀29的连接，分为两路：第一路进入第一脱除换热器的生物质气进口19a，在第一脱除换热器19内由于没有载冷剂，经预冷后仍旧处于较高温较高湿状态的生物质气单向流动，对第一脱除换热器19进行除霜，而后从第一脱除换热器的生物质气出口19b出来，经过第五单向压力水泵53和第十三截止阀50从第二脱除换热器的生物质气进口20a进入第二脱除换热器20，与所述载冷剂进行热交换，放出热量并且脱除水分和硅氧烷，而后，从第二脱除换热器的生物质气出口20b出来；第二路进入第三脱除换热器的生物质气进口21a，在第三脱除换热器21内与所述载冷剂进行热交换，放出热量并且脱除水分和硅氧烷，而后，从第三脱除换热器的生物质气出口21b出来，两路生物质气在第四四通阀36处汇合，经过第四单向压力水泵28后，流入蛇形管换热器25与高温高湿的新生物质气进行热交换，然后经过干燥器38排出。在载冷剂循环单元部分关闭第一截止阀12和第四截止阀15，蓄冷罐8中的冷量，通过第二截止阀13和第三截止阀14控制开度的大小来控制输送的冷量，同时多余的冷量可以储存在蓄冷罐中。第二脱除换热器20除霜，第一脱除换热器19和第三脱除换热器21制冷的情况以及第三脱除换热器21除霜，第一脱除换热器19和第二脱除换热器20制冷的情况与第一种情况相似。

本发明的实施例二，两备一用的运行工况由三台换热器串联构成。以第一脱除换热器19和第二脱除换热器20除霜，第三脱除换热器21制冷为例：在生物质气硅氧烷脱除单元部分首先关闭第十截止阀33、第八截止阀31、第十一截止阀34、第九截止阀32和第十五截止阀52，高温高湿的生物质气在所述蛇形管换热器25先和已经脱除了硅氧烷的低温生物质气进行热交换，然后经过第三单向压力阀27与第三四通阀29，进入第一脱除换热器的生物质气进口19a，在第一脱除换热器19内由于没有载冷剂，经预冷后仍旧处于较高温较高湿状态的生物质气单向流动，对第一脱除换热器19进行除霜，而后从第一脱除换热器的生物质气出口19b出来，经过第十三截止阀50和第五单向压力水泵53从第二脱除换热器的生物质气进口20a进入第二脱除换热器20，经预冷后仍旧处于较高温较高湿状态的生物质气单向流动，对第二脱除换热器20进行除霜，而后从第二脱除换热器的生物质气出口20b出来，通过第十四截止阀51和第六单向压力水泵54，进入第三脱除换热器的生物质气进口21a，在第三脱除换热器21内与所述载冷剂进行热交换，放出热量并且脱除水分和硅氧烷，而后，从第三脱除换热器的生物质气出口21b出来，经过第四四通阀36和第四单向压力水泵28后，进入蛇形管换热器25与高温高湿的新生物质气进行热交换，然后经过干燥器38排出。在载冷剂循环单元部分关闭第一截止阀12、第二截止阀13、第四截止阀15和第五截止阀16，蓄冷罐8中的冷量，通过第三截止阀14控制开度的大小来控制输送的冷量，同时多余的冷量可以储存在蓄冷罐中。第二脱除换热器20和第三脱除换热器21除霜，第一脱除换热器19制冷的情况和第一脱除换热器19和第三脱除换热器21除霜，第二脱除换热器20制冷的情况与第一种情况相似。

本发明的实施例三，除了第十三截止阀50、第十四截止阀51、第十五截止阀52关闭，其他阀门都呈开启状态，第一脱除换热器19、第二脱除换热器20和第三脱除换热器21呈并联状态，与载冷剂进行热交换，放出热量并且脱除水分和硅氧烷，脱除的硅氧烷从第一脱除换热器排污装置22、第二脱除换热器排污装置23、第三脱除换热器排污装置24中脱离出来。如果其中有一个换热器出现故障，也可以通过交替开启剩余两个换热器来实现系统连续工作状态。

所述装置中，通过载冷剂流量调节以保证硅氧烷的脱除效率和提高能效。本发明中，在蛇形管换热器25上设有温度与压力探头39，可测定来流生物质气的温度和压力的变化；温度与压力探头39将测定的值反馈到自动控制系统中，经计算得出生物质气的冷负荷，并通过调节阀门的开度以控制载冷剂流量；在保证生物质气达到处理温度要求的情况下，不会造成冷量的浪费。蓄冷罐8中的载冷剂具有一定的蓄冷功能；当生物质气冷负荷小于制冷循环单元对载冷剂所提供的冷量时，蓄冷罐8内的载冷剂可储存过剩冷量，当生物质气冷负荷大于制冷循环单元对载冷剂所提供的冷量时，蓄冷罐8内的载冷剂可释放储存冷量。通过对载冷剂的灵活调节，保证制冷循环单元的稳定可靠地工作状态；亦可为生物质气提供适量充足的冷量。

本发明的实施例四，载冷剂进口开在蓄冷罐上部1/6处，高于1/6处时，由于开口过高导致安装不便；载冷剂出口开在蓄冷罐下部1/10处，低于1/10处时，由于开口过低导致安装不便；制冷剂进口开在蓄冷罐的上部2/5处，能够保证与载冷剂出口保持一定距离，使载冷剂喷洒下来与换热盘管接触时具有一定的速度，满足换热效果的要求；制冷剂出口开在蓄冷罐的下部1/10处，低于1/10处时，由于开口过低导致安装不便。

本发明的实施例五，载冷剂进口开在蓄冷罐上部1/4处，保证了载冷剂喷洒下来具有一定的流速，换热效果较好，低于1/4处时，换热效果不佳；载冷剂出口开在蓄冷罐下部1/6处，高于1/6处时，载冷剂不能与换热盘管充分换热，换热效果不佳；制冷剂进口开在蓄冷罐的上部3/5处，低于3/5处时，无法满足换热盘管的长度，导致换热效果不佳；制冷剂出口开在蓄冷罐的下部1/6处，高于1/6处时，换热效果不佳。

本发明的优选方案中，载冷剂进口开在蓄冷罐上部1/5处；载冷剂出口开在蓄冷罐下部1/10处；制冷剂进口开在蓄冷罐的上部1/2处；制冷剂出口开在蓄冷罐的下部1/8处。既保证了载冷剂喷洒下来具有一定的流速，保证了换热盘管具有一定长度，保证了载冷剂与换热盘管的充分换热，达到了预期的换热效果，又避免了由于开口较高或较低而导致安装不方便。

本发明的优选方案中，蒸发盘管的每一圈管道平面与水平面呈4-8°左右夹角，以利于其制冷剂的流动，减少气液分离所造成的一些不便之处，使制冷剂的流动更为顺畅，制冷效果更佳。

本发明的优选方案中，蒸发盘管的管道以扁平为佳，同时具有一定高度的环形凸起，以利于制冷蒸发的冷热交换。

本发明的优选方案中，蛇形管换热器的管道曲率半径为1.2。

本发明的优选方案中，蓄冷罐内部采用纯顺流喷洒的换热方式。

本发明装置可处理多工况状态下的垃圾填埋气、污泥沼气、石油伴生气等；所述装置的制冷循环单元制冷剂工质可采用R22、R410a、R407c等。

上述实施例仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和等同替换，这些对本发明权利要求进行改进和等同替换后的技术方案，均落入本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种蓄冷型生物质气中硅氧烷脱除装置，其特征在于，该装置包括制冷循环单元、载冷剂循环单元和生物质气硅氧烷脱除单元；

所述制冷循环单元由沿制冷剂流动方向依次连接的压缩机(1)、冷凝器(2)、膨胀阀(5)、蓄冷罐(8)、气液分离器(7)组成，所述气液分离器(7)的出气端连接在压缩机(1)的进气端上，构成循环回路，所述蓄冷罐(8)上设置有载冷剂进口(81)、载冷剂出口(82)、制冷剂进口(83)和制冷剂出口(84)，蓄冷罐(8)中设置有连通制冷剂进口(83)和制冷剂出口(84)的蒸发盘管(6)，蓄冷罐(8)同时是载冷剂循环单元的组成部分；

所述载冷剂循环单元包括蓄冷罐(8)、载冷剂循环泵(47)和三个并联的硅氧烷脱除换热器(19、20、21)，所述蓄冷罐(8)的载冷剂出口与载冷剂循环泵(47)的进口连接，载冷剂循环泵(47)的出口分为三路，分别对应连接到一个硅氧烷脱除换热器的载冷剂进口上，三个硅氧烷脱除换热器的载冷剂出口汇总后与蓄冷罐(8)的载冷剂进口连接，所述的三个硅氧烷脱除换热器同时是生物质气硅氧烷脱除单元的组成部分；

所述生物质气硅氧烷脱除单元包括用于对来流生物质气预冷的蛇形管换热器(25)、三个硅氧烷脱除换热器，所述蛇形管换热器(25)上设置有来流生物质气入口(25a)、来流生物质气出口(25c)、纯净生物质气入口(25d)和纯净生物质气出口(25b)，所述来流生物质气出口(25c)分为三路，分别对应连接到一个硅氧烷脱除换热器的生物质气进口上；三个硅氧烷脱除换热器的生物质气出口汇总后与纯净生物质气入口(25d)相连接；

所述载冷剂进口(81)开在蓄冷罐(8)上部1/6至1/4处，载冷剂出口(82)开在蓄冷罐(8)下部1/10至1/6处，制冷剂进口(83)开在蓄冷罐(8)的上部2/5至3/5处；制冷剂出口(84)开在蓄冷罐(8)的下部1/10至1/6处，所述蒸发盘管(6)沿着从制冷剂进口(83)向载冷剂出口(82)的倾斜方向设置，蒸发盘管(6)的每一圈管道与水平面呈4-8°夹角。

2.根据权利要求1所述的蓄冷型生物质气中硅氧烷脱除装置，其特征在于，所述蛇形管换热器(25)的曲率半径R_x＝1.2。