CN107099350A - 一种新型的沼气分离净化设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种新型的沼气分离净化设备，包括内部设有碱性溶液以同时吸收硫化氢和水份的一级吸收罐和与该一级吸收罐相连通并且内部设有干式吸收物以同时吸收硫化氢和水份的二级吸收罐；还包括与所述二级吸收罐相连通并可调节沼气进气流量的罗茨风机和通过导线与该罗茨风机相连的电气控制箱，所述的一级吸收罐、二级吸收罐、罗茨风机以及电气控制箱依次相连构成一个闭环自动调节沼气进气流量和自动控制超硫报警提示的控制系统。本发明通过采用湿式和干式的两级吸收罐对沼气的硫化氢和水份进行双重去除，提高了脱硫和脱水效率，并通过增设罗茨风机和电气控制箱，实现自动对沼气含硫量和进气流量的控制，有效保护了发电机组不受损伤。
Description
技术领域
本发明涉及沼气发电机组技术领域，更具体地说，它涉及一种新型的沼气分离净化设备。
背景技术
随着国家节能环保要求的日益严格，沼气发电机组逐步应用于各个企业中，而沼气作为沼气发电机组的能量来源，为了提高沼气发电机组的燃烧效率，对沼气的含量也较为严格，通常需要将沼气净化。沼气的成分一般有甲烷、氧气、氮气、水和硫化氢等其它气体组成，沼气的净化主要保留其可燃或助燃成分甲烷、氧气、和氢气，对沼气中的硫化氢和其它杂质进行去除，从而提高沼气发电机组的燃烧效率。传统的沼气净化方式多为干式脱硫法，具体是将沼气通过氧化铁使它们发生化学反应，从而使硫化氢和水份去除，但是，传统的净化设备多为单级净化及空腔式除水，该种设备的脱硫效率和脱水效率低，经过低效脱硫和脱水后的沼气直接进入沼气发电机组进行燃烧，容易造成沼气发电机组故障，给用户造成经济损失。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对现有技术的上述不足，提供一种设计合理，制作简单，集高效脱硫、脱水和调节供气速率功能于一体的新型沼气分离净化设备。
本发明的技术方案是这样的：一种新型的沼气分离净化设备，包括内部设有碱性溶液以同时吸收硫化氢和水份的一级吸收罐和与该一级吸收罐相连通并且内部设有干式吸收物以同时吸收硫化氢和水份的二级吸收罐；还包括与所述二级吸收罐相连通并可调节沼气进气流量的罗茨风机和通过导线与该罗茨风机相连的电气控制箱，所述的一级吸收罐、二级吸收罐、罗茨风机以及电气控制箱依次相连构成一个闭环自动调节沼气进气流量和自动控制超硫报警提示的控制系统。
进一步地，所述的一级吸收罐和二级吸收罐均为封闭的圆柱形罐体，所述的碱性溶液为高浓度的强氧化钙溶液，所述的干式吸收物为填充在所述二级吸收罐内腔的活性炭。
进一步地，所述的一级吸收罐上位于所述碱性溶液液面上方的两侧分别设有沼气进气口和沼气出气口，并且，在所述一级吸收罐内还设有与所述沼气进气口相连通并沿所述一级吸收罐底部延伸的沼气连接管。
进一步地，所述一级吸收罐的内腔底部设有与所述沼气连接管相连通并且末端封闭的沼气分流管，所述的沼气分流管外围设有多个直径远小于所述沼气分流管直径的排气孔。
进一步地，所述的沼气分流管为水平螺旋布置的结构，在所述沼气分流管的下方设有固定安装该沼气分流管的框架式支架。
进一步地，所述的一级吸收罐顶部可拆卸的设有将该一级吸收罐密封的密封法兰，相应的，所述的一级吸收罐底部设有用于更换排放所述碱性溶液的排液阀。
进一步地，所述的二级吸收罐下方设有插接于该二级吸收罐内腔的沼气进气管，上方设有向外延伸的沼气出气管。
进一步地，所述的二级吸收罐内腔位于所述沼气进气管的上方设有支撑所述干式吸收物的网状支撑架，在该支撑架上设有向外延伸的用于更换所述干式吸收物的换料管。
进一步地，所述的二级吸收罐顶部可拆卸的设有将该二级吸收罐密封的端盖法兰，相应的，所述的二级吸收罐底部设有用于将吸收下来的水份排出罐体外的排水阀。
进一步地，所述的一级吸收罐和二级吸收罐底部均设有支撑脚。
有益效果
本发明与现有技术相比，具有以下优点：
1、本发明设计合理，通过增设罗茨风机和电气控制箱，实现自动对沼气含硫量实时监控，当含硫量超标时自动提醒用户，操作十分简便，并且，还可自动调节进气流量，使得发电机组工作更具可靠性和安全性，大幅降低了发电机组的故障率；
2、本发明制作简单，通过在一级吸收罐内设置高浓度的氢氧化钙溶液与沼气发生反应以及吸收水蒸气，采用湿式法将沼气中的硫化氢和水蒸气去除，大大提高了硫化氢和水份吸收效果，解决了传统干式脱硫和脱水效率低的问题；
3、本发明设计巧妙，在经过一级脱硫脱水后，还增设有一内部设置有微颗粒活性炭的二级吸收罐对沼气的硫化氢和水蒸气进行二次吸收，解决了传统单级净化及空腔式除水效率低的问题，大大提高了沼气的分离净化效率；
4、本发明的一级吸收罐和二级吸收罐均采用气体逆向流动的原理，使沼气均从吸收罐底部进入，然后从顶部出去，从而延长沼气与吸收罐内碱性溶液和干式吸收物的接触时间，从而使沼气分离净化的效果更佳；
5、本发明中，在一级吸收罐底部设有水平螺旋布置的沼气分流管，增加了沼气分流管与碱性溶液的接触面积，从而提高了净化效率，并且在沼气分流管上设有无数个排气孔，沼气被分割成无数个单元，使得每个微小的单元与溶液充分接触，减小了沼气气泡体积，从而减缓了沼气上升的速度，延长了沼气与碱性溶液的接触时间，大大提高硫化氢吸收率。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明中一级吸收罐的局部剖面结构放大示意图；
图3为本发明中二级吸收罐的局部剖面结构放大示意图；
图4为本发明中支架与沼气分流管相连的结构放大示意图。
其中：1-碱性溶液、2-一级吸收罐、3-干式吸收物、4-二级吸收罐、5-罗茨风机、6-电气控制箱、7-沼气进气口、8-沼气出气口、9-沼气连接管、10-沼气分流管、11-排气孔、12-支架、13-密封法兰、14-排液阀、15-沼气进气管、16-沼气出气管、17-支撑架、18-换料管、19-端盖法兰、20-排水阀、21-支撑脚。
具体实施方式
下面结合附图中的具体实施例对本发明做进一步的说明。
参阅图1-4，本发明的一种新型的沼气分离净化设备，目的是将沼气中的硫化氢和水份去除，并实现调节沼气进气流量和对硫化氢含量监控，该设备包括内部设有碱性溶液1以同时吸收硫化氢和水份的一级吸收罐2和与该一级吸收罐2相连通并且内部设有干式吸收物3以同时吸收硫化氢和水份的二级吸收罐4，即一级吸收罐2采用湿式法将沼气中的硫化氢和水蒸气去除，大大提高了硫化氢和水份吸收效果，解决了传统干式脱硫和脱水效率低的问题，二级吸收罐4采用干式法对沼气的硫化氢和水蒸气进行二次吸收，解决了传统单级净化及空腔式除水效率低的问题，大大提高了沼气的分离净化效率；本发明的分离净化设备还包括与二级吸收罐4相连通并可调节沼气进气流量的罗茨风机5和通过导线与该罗茨风机5相连的电气控制箱6，上述的一级吸收罐2、二级吸收罐4、罗茨风机5以及电气控制箱6依次相连构成一个闭环自动调节沼气进气流量和自动控制超硫报警提示的控制系统，实现自动对沼气含硫量实时监控，当含硫量超标时自动提醒用户，操作十分简便，并且，还可自动调节进气流量，使得发电机组工作更具可靠性和安全性，大幅降低了发电机组的故障率。本发明结构简单、设计合理，通过采用湿式和干式的两级吸收罐对沼气的硫化氢和水份进行双重去除，提高了脱硫和脱水效率，并通过增设罗茨风机5和电气控制箱6，实现自动对沼气含硫量和进气流量的控制，有效保护了发电机组不受损伤，延长了发电机组的使用寿命，降低了用户经济成本。
在上述的实施例中，一级吸收罐2和二级吸收罐4均为封闭的圆柱形罐体，其中，碱性溶液1为高浓度的强氧化钙溶液，强碱性的氢氧化钙与硫化氢反应，加快对硫化氢的吸收，并且，沼气中的水蒸汽也快速溶解在氢氧化钙溶液中，实现一级吸收硫化氢和水份；干式吸收物3为填充在二级吸收罐4内腔的活性炭，特制的活性炭再次与净化后的沼气反应，并且吸收净化后残余的水份，从而实现二级分离净化，经过大量实验证明，沼气经过本发明的一级吸收罐2和二级吸收罐4的双重吸收后，沼气中硫化氢含量在18mg/m3～20mg/m3的范围内，水含量在0.5％～0.7％的范围内，满足沼气发动机的燃烧要求和环保要求。
在一级吸收罐2上位于碱性溶液1液面上方的两侧分别设有沼气进气口7和沼气出气口8，其中，沼气进气口7通过进气法兰与沼气池的出气管密封相连，沼气出气口8通过出气法兰与二级吸收罐4的管道密封相连，提高密封性的同时，还便于拆装维护，并且，在一级吸收罐2内还设有与沼气进气口7相连通并沿一级吸收罐2底部延伸的沼气连接管9，该沼气连接管9为一根自上而下轴向布置的管体，将沼气从一级吸收罐2的上部引到下部，从而使沼气沿一级吸收罐2底部逆流而上，延长了沼气与碱性溶液1的接触时间，提高了净化效率；在一级吸收罐2的内腔底部设有与沼气连接管9相连通并且末端封闭的沼气分流管10，沼气分流管10外围设有多个直径远小于沼气分流管10直径的排气孔11，沼气分流管10为水平螺旋布置的结构，在沼气分流管10的下方还设有固定安装该沼气分流管10的框架式支架12，其中，螺旋布置的沼气分流管10，增加了沼气分流10与碱性溶液1的接触面积，排气孔11将沼气分割成无数个单元，使得每个微小的单元与碱性溶液1充分接触，减小了沼气气泡体积，从而减缓了沼气上升的速度，延长了沼气与碱性溶液1的接触时间，大大提高硫化氢吸收率。
在一级吸收罐2的顶部可拆卸的设有将该一级吸收罐2密封的密封法兰13，相应的，在一级吸收罐2的底部设有用于更换排放碱性溶液1的排液阀14，当一级吸收罐2内碱性溶液1需要更换时，通过排液阀14即可将废弃的溶液排除掉，然后通过拆装密封法兰13，即可增加新的碱性溶液1，以确保一级吸收罐2内有足够的碱性溶液1与硫化氢反应，拆装方便，便于用户操作。
本实施例中，在二级吸收罐4的下方设有插接于该二级吸收罐4内腔的沼气进气管15，上方设有向外延伸的沼气出气管16，其中，沼气进气管15通过法兰与一级吸收罐2的出气接管密封相连，沼气出气管16通过法兰与罗茨风机5的沼气接管密封相连，提高密封性的同时，还便于拆装维护，沼气由二级吸收罐4的下部引入，然后从上部引出，从而使沼气沿二级吸收罐4底部逆流而上，延长了沼气与干式吸收物3的接触时间，提高了净化效率。
在二级吸收罐4的内腔位于沼气进气管15的上方设有支撑干式吸收物3的网状支撑架17，网状的支撑架17便于沼气的流通以及水份流通，在该支撑架17上设有向外延伸的用于更换干式吸收物3的换料管18，当干式吸收物3使用完之后，可从该换料管18取出废气的干式吸收物3，同时，在二级吸收罐4的顶部可拆卸的设有将该二级吸收罐4密封的端盖法兰19，可通过拆装该端盖法兰19，适当添加新的干式吸收物3，拆装更换方便，相应的，在二级吸收罐4的底部设有用于将吸收下来的水份排出罐体外的排水阀20，干式吸收物3吸收下来的水份通过网状的支撑架17流向二级吸收罐4的底部，然后通过排水阀20，即可将废水排出，避免废水挤压。
在一级吸收罐2和二级吸收罐4的底部均设有支撑脚21，优选的，支撑脚21为多个均匀分布在一级吸收罐2和二级吸收罐4底部的支脚，便于安装，提高了一级吸收罐2和二级吸收罐4的刚性强度。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。
Claims (10)
1.一种新型的沼气分离净化设备，其特征在于，包括内部设有碱性溶液(1)以同时吸收硫化氢和水份的一级吸收罐(2)和与该一级吸收罐(2)相连通并且内部设有干式吸收物(3)以同时吸收硫化氢和水份的二级吸收罐(4)；还包括与所述二级吸收罐(4)相连通并可调节沼气进气流量的罗茨风机(5)和通过导线与该罗茨风机(5)相连的电气控制箱(6)，所述的一级吸收罐(2)、二级吸收罐(4)、罗茨风机(5)以及电气控制箱(6)依次相连构成一个闭环自动调节沼气进气流量和自动控制超硫报警提示的控制系统。
2.根据权利要求1所述的一种新型的沼气分离净化设备，其特征在于，所述的一级吸收罐(2)和二级吸收罐(4)均为封闭的圆柱形罐体，所述的碱性溶液(1)为高浓度的强氧化钙溶液，所述的干式吸收物(3)为填充在所述二级吸收罐(4)内腔的活性炭。
3.根据权利要求1所述的一种新型的沼气分离净化设备，其特征在于，所述的一级吸收罐(2)上位于所述碱性溶液(1)液面上方的两侧分别设有沼气进气口(7)和沼气出气口(8)，并且，在所述一级吸收罐(2)内还设有与所述沼气进气口(7)相连通并沿所述一级吸收罐(2)底部延伸的沼气连接管(9)。
4.根据权利要求3所述的一种新型的沼气分离净化设备，其特征在于，所述一级吸收罐(2)的内腔底部设有与所述沼气连接管(9)相连通并且末端封闭的沼气分流管(10)，所述的沼气分流管(10)外围设有多个直径远小于所述沼气分流管(10)直径的排气孔(11)。
5.根据权利要求4所述的一种新型的沼气分离净化设备，其特征在于，所述的沼气分流管(10)为水平螺旋布置的结构，在所述沼气分流管(10)的下方设有固定安装该沼气分流管(10)的框架式支架(12)。
6.根据权利要求1所述的一种新型的沼气分离净化设备，其特征在于，所述的一级吸收罐(2)顶部可拆卸的设有将该一级吸收罐(2)密封的密封法兰(13)，相应的，所述的一级吸收罐(2)底部设有用于更换排放所述碱性溶液(1)的排液阀(14)。
7.根据权利要求1-6中任意一项所述的一种新型的沼气分离净化设备，其特征在于，所述的二级吸收罐(4)下方设有插接于该二级吸收罐(4)内腔的沼气进气管(15)，上方设有向外延伸的沼气出气管(16)。
8.根据权利要求6所述的一种新型的沼气分离净化设备，其特征在于，所述的二级吸收罐(4)内腔位于所述沼气进气管(15)的上方设有支撑所述干式吸收物(3)的网状支撑架(17)，在该支撑架(17)上设有向外延伸的用于更换所述干式吸收物(3)的换料管(18)。
9.根据权利要求1-6中任意一项所述的一种新型的沼气分离净化设备，其特征在于，所述的二级吸收罐(4)顶部可拆卸的设有将该二级吸收罐(4)密封的端盖法兰(19)，相应的，所述的二级吸收罐(4)底部设有用于将吸收下来的水份排出罐体外的排水阀(20)。
10.根据权利要求9所述的一种新型的沼气分离净化设备，其特征在于，所述的一级吸收罐(2)和二级吸收罐(4)底部均设有支撑脚(21)。
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