CN109825339A - 简易收集净化贮存输送沼气的装置及方法 - Google Patents

Abstract

一种简易收集净化贮存输送沼气的装置，其特征在于：包括集气罩、净化槽、增压槽、密封薄膜、泵；所述集气罩为敞口容器，其开口向下放置在所述净化槽内，所述增压槽为敞口容器，其开口向上安装在所述集气罩上面，所述集气罩与所述增压槽底部设置有液封槽。所述净化槽内盛装有洗涤液，所述密封薄膜覆盖在池塘液面之上，所述密封薄膜内部通过集气管和气管与所述集气罩相连，所述增压槽通过回流管与所述集气罩相连，所述净化槽底部通过泵以及输液管与所述增压槽相连。同时本发明还提供了一种利用上述装置进行沼气收集净化贮存输送方法。本发明结构简单，操作方便，能够很好的对池塘内产生的沼气进行收集净化贮存和输送，到达节能环保的目的。

Description

简易收集净化贮存输送沼气的装置及方法

技术领域

本发明属于新能源与环保领域，尤其是涉及到治理污水烂泥塘和化粪池臭气的简易收集净化贮存输送沼气的装置及方法。

背景技术

沼气：是有机物质在厌氧环境中，在一定的温度、湿度、酸碱度的条件下，通过微生物发酵作用，产生的一种可燃气体。由于这种气体最初是在沼泽、湖泊、池塘中发现的，所以人们叫它沼气。沼气是一种混合气体，它的主要成分是甲烷，其次有二氧化碳、硫化氢(H₂S)、氨及其他一些成分。沼气的组成中，可燃成分包括甲烷、硫化氢、一氧化碳和重烃等气体；不可燃成分包括二氧化碳、氮和氨等气体。

露天污水烂泥塘和化粪池散发的严重影响周边环境的臭气就是沼气。现行简易治理臭气的方法是：将上述池塘用薄膜或水泥块覆盖，用放空管，将臭气送入空中。这种处理方式既污染大气环境，又浪费沼气资源。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种造价低廉，操作方便的简易收集净化贮存输送沼气的装置及方法。本发明的特征是用薄膜将产生沼气的池塘液面覆盖，用压力可调的排水法收集净化贮存输送沼气。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种简易收集净化贮存输送沼气的装置，包括集气罩、净化槽、增压槽、密封薄膜、泵；所述集气罩为敞口容器，其开口向下放置在所述净化槽内，所述净化槽内盛装有洗涤液，所述增压槽为敞口容器，其开口向上安装在所述集气罩上面，所述密封薄膜覆盖在池塘液面之上，其四周通过液封条固定在液面以下，以便于收集池塘内产生的沼气，并防止沼气逸出；所述集气罩顶壁以及所述增压槽底壁的二者部位均开有通孔一，所述通孔一内安装有伸入所述集气罩的底端封闭的圆管，所述圆管形成液封槽；

所述集气罩侧壁上部相对方向开有两个通孔，分别是通孔二和通孔三，所述增压槽侧壁下部与通孔二相对应的一侧开有通孔四，所述通孔二处连接有一根回流管，所述回流管穿过通孔四进入所述增压槽内并伸入到所述液封槽底部，所述回流管上安装有一个回流阀，所述回流阀位于所述增压槽外部；所述通孔三处连接有一根气管，所述气管上连接有放空阀以及供气阀，所述气管从所述增压槽上部伸入所述增压槽内并与一根集气管以及一根液封管相连，三者相连处形成三通处，所述三通处位于所述增压槽底部所述液封槽上端口处，所述集气管从所述增压槽侧壁穿出并伸入到所述密封薄膜下的池塘内，所述集气管伸入池塘内的管口位于池塘液面上方，密封薄膜下方，所述液封管伸入到所述液封槽底部；

所述净化槽外部侧下方安装有泵，所述泵的进出口连接有输液管，所述泵的进口处输液管与净化槽侧面相连，所述泵出口处的输液管从所述增压槽上方伸入所述增压槽。

进一步地，所述集气罩侧壁下部安装有若干浮力环，所述浮力环和集气罩浸入净化槽的洗涤液中产生的浮力等于增压槽和集气罩及其上配件的整体重量，且所述浮力环可充放气或可增减浮力材料。

进一步地，所述集气罩顶壁下方设置有液体分布器，所述回流管穿过所述通孔二与所述液体分布器相连。

进一步地，所述增压槽上方安装浮球控制开关，所述浮球控制开关控制所述泵的启停。

进一步地，所述集气管、气管、以及所述输液管采用软管材质，且具有一定长度，便于所述增压槽和集气罩升降。

进一步地，所述回流阀、放空阀以及供气阀设置在所述集气罩上方。

本发明还提供了一种利用简易收集净化贮存输送沼气的装置来收集净化贮存输送沼气的方法，所述方法包括如下步骤：

步骤一，打开放空阀，关闭供气阀和回流阀；

步骤二，向净化槽内加入洗涤液，洗涤液同时进入集气罩内部，集气罩内部空气由所述放空阀排出，继续加入洗涤液至回流阀被淹没，此时集气罩全部被淹没，向浮力环内充气或是增加浮力环的浮力材料使所述集气罩在浮力作用下刚离开所述净化槽底面；

步骤三，打开所述回流阀一定开度，集气罩内的洗涤液经回流管进入液封槽内，使所述液封槽注满洗涤液，此时集气罩应下沉至净化槽底部；

步骤四，关闭放空阀，将集气管在池塘内固定位置，使其管口露出池塘液面，将密封薄膜及液封条覆盖在池塘液面上，液封条将密封薄膜边缘沉入水下一定距离；池塘内产生沼气，由于沼气压力不断上升，沼气会通过集气管、气管进而进入所述集气罩内，同时沼气将所述集气罩内部洗涤液排出，集气罩上浮至一定高度；

步骤五，使用沼气时启动泵，同时打开供气阀，所述泵将净化槽内的洗涤液通过输液管输送至增压槽内，随之增压槽内液位上升，上部重量增加使得所述集气罩内部沼气压力不断上升，同时由于增压槽内液位上升，洗涤液淹没气管、集气管以及液封管的三通处，洗涤液进入气管以及集气管使沼气不能再在气管、集气管中流通；另外，由于增压槽内液位上升，洗涤液会从液封槽底部经过回流管流至液体分布器，通过液体分布器对集气罩内沼气进行喷淋净化；当增压槽内的洗涤液淹没浮球控制开关的浮球时，浮球控制开关控制停泵，洗涤液由回流管不断回流至集气罩内部，净化槽内液位会降低至浮球控制开关的浮球露出液面，此时浮球控制开关控制启泵，如此重复给集气罩内沼气增压；用气过程中，随着集气罩内沼气的减少，集气罩在净化槽中逐渐下降至洗涤液再次将其淹没；

步骤六，关闭供气阀，关闭泵的电源，增压槽内洗涤液在一定时间内由回流管全部回流至净化槽内，气管、集气管以及液封管的三通处露出，洗涤液从气管、集气管中排出，沼气再次从集气管、气管进入集气罩内进行收集；

本发明的有益效果：本发明整体结构简单，制造成本低，利用密封薄膜覆盖池塘通过沼气自身集聚产生的压力进行排液收集，避免了池塘沼气对空气的污染同时回收了有用能源；然后再通过洗涤液在净化槽、增压槽内的循环流动达到增压输送的目的以及利用回流的方式对沼气进行净化，在整个沼气收集、净化、贮存、输送的过程中仅在启动泵时需要消耗电力而无其他任何能源的再浪费，达到了节能环保的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明人的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明沼气装置的整体结构示意图；

图中：1池塘，2溢流口，3液封条，4密封薄膜，5集气管，6浮球控制开关，7回流阀，8集气罩，9净化槽，10浮力环，11液封槽，12回流管,13液封管，14分布器，15放空阀，16供气阀，17增压槽，18气管，19泵。

具体实施方式

如图1，本发明一种简易收集净化贮存输送沼气的装置，包括集气罩8、净化槽9、增压槽17、密封薄膜4、泵19。所述集气罩8为敞口容器，其形状可以是圆柱形或长方体形，其开口向下放置在所述净化槽9内，所述净化槽9内盛装有洗涤液，所述净化槽9的深度大于所述集气罩8的高度，且所述净化槽9内洗涤液的深度也大于所述集气罩8的高度。所述集气罩8侧壁下方均匀安装有若干浮力环10，所述浮力环10和集气罩8浸入净化槽9的洗涤液中产生的浮力等于增压槽17和集气罩8及其上配件的整体重量，且所述浮力环10为可充放气类型或是可浮力材料类型，在集气罩8完全被净化槽9中的洗涤液淹没时，通过给浮力环10充气或是增减浮力材料使集气罩8上浮并刚好离开净化槽9底部。

所述增压槽17与所述集气罩8形状相同，其尺寸小于或等于所述集气罩8的尺寸，其开口向上安装在所述集气罩8上面，二者连接处密封处理。所述密封薄膜4覆盖在池塘1液面之上，其边缘通过液封条3固定，所述液封条3采用木条、铁条或是竹条制作，密封薄膜4边缘将所述液封条3卷起并用绳子或架子固定，密封薄膜4覆盖在池塘1液面之上，其覆盖液面可以是整个池塘1液面也可以是池塘1部分液面。密封薄膜4覆盖池塘1液面处可以收集池塘1内产生的沼气，液封条3防止沼气逸出。

所述集气罩8顶壁以及所述增压槽17底壁的二者对应部位均开有通孔一，两个所述通孔一将所述集气罩8和所述增压槽17连通，所述两个通孔一内安装有伸入所述集气罩8的底端封闭的圆管，所述圆管形成液封槽11，所述圆管上部与所述增压槽17底壁平齐，同时此处进行密封防止漏液，所述液封槽11下端与所述集气罩8下端平齐。

所述集气罩8侧壁上方相对方向开有两个通孔，分别是通孔二和通孔三，所述通孔二和通孔三靠近所述集气罩8的上顶壁，所述增压槽17侧壁下方与通孔二相对应的一侧开有通孔四，所述通孔四紧邻所述增压槽17的下底壁；所述通孔二处连接有一根回流管12，所述回流管12穿过通孔四进入所述增压槽17内并伸入到所述液封槽11底部，所述回流管12上安装有一个回流阀7，所述回流阀7位于所述增压槽17外部，其位置高于所述集气罩8，所述集气罩8上顶壁下方设置有液体分布器14，所述液体分布器14为均匀分布有多个小孔的筛板，所述回流管12穿过所述通孔二与所述液体分布器14相连。所述通孔三处连接有一根气管18，所述气管18上连接有放空阀15以及供气阀16，所述供气阀16后端可以连接用气设备。所述通孔一、通孔二、通孔三、通孔四与管线连接处做密封处理，防止漏液。

所述气管18从所述增压槽17上部伸入所述增压槽17内并与一根集气管5以及一根液封管13相连，三者相连处形成三通处，所述三通处位于所述增压槽17底部所述液封槽11上端口处，所述集气管5从所述增压槽17侧壁穿出并伸入到所述密封薄膜4下的池塘1内，所述集气管5伸入池塘1内的管口位于池塘1液面上方，密封薄膜4下方，所述液封管13伸入到所述液封槽11底部，优选地，所述回流管12插入所述液封槽11的一端与所述液封管13的底端平齐均位于所述液封槽11的底部。

所述净化槽9外部侧下方安装有泵19，所述泵19的进出口连接有输液管，所述泵19的进口处输液管与净化槽9侧面相连，所述泵19出口处的输液管从所述增压槽17上方伸入所述增压槽17，通过泵19抽取净化槽9内的洗涤液输送到所述增压槽17内。所述增压槽17上方安装浮球控制开关6，所述浮球控制开关6底部设置有两个悬吊的浮球，所述浮球放置在所述增压槽17内，与所述增压槽17底部留有一定距离，当所述泵19将洗涤液从净化槽9输送到增压槽17时增压槽17内液位上升，当洗涤液液位上升至淹没两个浮球时，所述浮球控制开关6发出信号停泵19，当增压槽17内洗涤液液位下降至露出两个浮球时，所述浮球控制开关6发出信号启动泵19。同时所述泵19还设有另一套控制开关，该套控制开关打开时泵19通电启动，此时浮球控制开关6可控制泵19的启停；该套控制开关关闭时泵19断电停止，此时所述浮球控制开关6不能控制泵19的启停。

优选地，所述集气管5、气管18、以及所述输液管采用软管材质，且具有一定长度，当所述集气罩8内进入沼气时便于所述集气罩8、增压槽17上升，当所述集气罩8内沼气用尽时，便于所述集气罩8、增压槽17下降。

一种利用简易收集净化贮存输送沼气的装置来收集净化贮存输送沼气的方法，所述方法包括如下步骤：

步骤一，打开放空阀15，关闭供气阀16和回流阀7；

步骤二，向净化槽9内加入洗涤液，洗涤液同时进入集气罩8内部，集气罩8内部空气由所述放空阀15排出，继续加入洗涤液至回流阀7被淹没，此时集气罩8全部被淹没，向浮力环10内充气或是增加浮力环10的浮力材料使所述集气罩8在浮力作用下刚离开净化槽9的底部；

步骤三，打开所述回流阀7一定开度，由于洗涤液淹没了回流阀7，集气罩8内的洗涤液会经回流管12进入液封槽11内，此时上部总体重量增加，大于整体所受浮力，集气罩8下沉至净化槽9底部；

步骤四，关闭放空阀15，将集气管5在池塘1内固定位置，使其管口露出池塘1液面，将密封薄膜4及液封条3覆盖在池塘1液面上，液封条3将密封薄膜4边缘沉入水下一定距离；池塘1内产生沼气，由于沼气不断积聚，密封薄膜4内沼气会将其中的液体排出，压力不断上升，沼气会通过集气管5、气管18进而进入所述集气罩8内，同时沼气将所述集气罩8内部洗涤液排出，集气罩8上浮，集气罩8内不断积聚沼气，实际中假定密封薄膜4内产生沼气的最大压力为R，本发明控制集气罩8收集沼气的压力为H，控制H≤R/2，根据集气罩8内所收集沼气的压力控制集气罩8在洗涤液中上浮一定高度。另外，所述洗涤液根据池塘1内沼气所含杂质不同选用碱液或是酸液，当池塘1内沼气主要为二氧化碳、硫化氢类酸性气体杂质时，洗涤液采用碱液；当池塘1内沼气主要含有氨气类碱性气体杂质时，洗涤池内选用酸液。沼气内通常含有的二氧化碳、硫化氢或氨气等杂质气体比重比沼气的主要成分甲烷大且易溶于碱液或酸液，它们会部分沉至净化槽9底被洗涤液吸收一部分，达到了初步净化沼气的目的；

步骤五，打开泵19的控制开关连通电源，启动泵19，同时打开供气阀16，所述泵19将净化槽9内的洗涤液通过输液管输送至增压槽17内，随之增压槽17内液位上升，上部重量增加使得所述集气罩8内部沼气压力不断上升，同时由于增压槽17内液位上升，洗涤液淹没气管18、集气管5以及液封管13的三通处，洗涤液进入气管18以及集气管5使沼气不能再在气管18、集气管5中流通；另外，由于增压槽17内液位上升，洗涤液会从液封槽11底部经过回流管12流至液体分布器14，通过液体分布器14对集气罩8内沼气进行喷淋净化；当增压槽17内的洗涤液淹没浮球控制开关6的两个时，浮球控制开关6控制停泵19，洗涤液由回流管12不断回流至集气罩8内部，增压槽17内液位会降低至浮球控制开关6的两个浮球都露出液面，此时浮球控制开关6控制启泵19，如此重复给集气罩8内沼气增压，此处应注意，本发明所述设计的泵19的输送流量远大于回流的流量，防止回流过大增压无法进行，同时控制泵19的启停时间有一定间隔，另外随着集气罩8内沼气的不断减少，集气罩8在净化槽9内不断下降直到沼气耗尽集气罩8重新沉到净化槽9底，此时可再次进行沼气收集；

步骤六，关闭供气阀16，关闭泵19的电源，增压槽17内洗涤液在一定时间内由回流管12全部回流至净化槽9内，气管18、集气管5以及液封管13的三通处露出，洗涤液从气管18、集气管5中排出，沼气再次从集气管5、气管18进入集气罩8内进行收集。

所述步骤一至六中，当所有参数调整正常后，系统在不使用沼气时，会自动收集沼气；在使用沼气时，只需打开泵19控制开关接通电源并打开供气阀16，即实现了沼气的即开即用。

Claims (7)

1.一种简易收集净化贮存输送沼气的装置，其特征在于：包括集气罩、净化槽、增压槽、密封薄膜、泵；所述集气罩为敞口容器，其开口向下放置在所述净化槽内，所述净化槽内盛装有洗涤液，所述增压槽开口向上安装在所述集气罩上面，所述密封薄膜覆盖在池塘液面之上，其四周通过液封条固定在液面以下，以便于收集池塘内产生的沼气，并防止沼气逸出；所述集气罩顶壁以及所述增压槽底壁的二者部位均开有通孔一，所述通孔一内安装有伸入所述集气罩的底端封闭的圆管，所述圆管形成液封槽；

所述集气罩侧壁上部相对方向开有两个通孔，分别是通孔二和通孔三，所述增压槽侧壁下部与通孔二相对应的一侧开有通孔四，所述通孔二处连接有一根回流管，所述回流管穿过通孔四进入所述增压槽内并伸入到所述液封槽底部，所述回流管上安装有一个回流阀，所述回流阀位于所述增压槽外部；所述通孔三处连接有一根气管，所述气管上连接有放空阀以及供气阀，所述气管从所述增压槽上部伸入所述增压槽内并与一根集气管以及一根液封管相连，三者相连处形成三通处，所述三通处位于所述增压槽底部所述液封槽上端口处，所述集气管从所述增压槽侧壁穿出并伸入到所述密封薄膜下的池塘内，所述集气管伸入池塘内的管口位于池塘液面上方，密封薄膜下方，所述液封管伸入到所述液封槽底部；

所述净化槽外部侧下方安装有泵，所述泵的进出口连接有输液管，所述泵的进口处输液管与净化槽侧面相连，所述泵出口处的输液管从所述增压槽上方伸入所述增压槽。

2.根据权利要求1所述的一种简易收集净化贮存输送沼气的装置，其特征在于：所述回流阀、放空阀以及供气阀设置在所述集气罩上方。

3.根据权利要求1或2所述的一种简易收集净化贮存输送沼气的装置，其特征在于：所述集气罩侧壁下部安装有若干浮力环，所述浮力环和集气罩浸入净化槽的洗涤液中产生的浮力等于增压槽和集气罩及其上配件的整体重量，且所述浮力环可充放气或可增减浮力材料。

4.根据权利要求3所述的一种简易收集净化贮存输送沼气的装置，其特征在于：所述集气罩顶壁下方设置有液体分布器，所述回流管穿过所述通孔二与所述液体分布器相连。

5.根据权利要求4所述的一种简易收集净化贮存输送沼气的装置，其特征在于：所述增压槽上方安装浮球控制开关，所述浮球控制开关控制所述泵的启停。

6.根据权利要求5所述的一种简易收集净化贮存输送沼气的装置，其特征在于：所述集气管、气管、以及所述输液管采用软管材质，且具有一定长度，便于所述增压槽和集气罩升降。

7.一种利用权利要求6中的装置来收集净化贮存输送沼气的方法，所述方法包括如下步骤：

步骤一，打开放空阀，关闭供气阀和回流阀；

步骤二，向净化槽内加入洗涤液，洗涤液同时进入集气罩内部，集气罩内部空气由所述放空阀排出，继续加入洗涤液至回流阀被淹没，此时集气罩全部被淹没，向浮力环内充气或是增加浮力环的浮力材料使所述集气罩在浮力作用下刚离开所述净化槽底面；

步骤三，打开所述回流阀一定开度，集气罩内的洗涤液经回流管进入液封槽内，使所述液封槽注满洗涤液，此时集气罩应下沉至净化槽底部；

步骤四，关闭放空阀，将集气管在池塘内固定位置，使其管口露出池塘液面，将密封薄膜及液封条覆盖在池塘液面上，液封条将密封薄膜边缘沉入水下一定距离；池塘内产生沼气，由于沼气压力不断上升，沼气会通过集气管、气管进而进入所述集气罩内，同时沼气将所述集气罩内部洗涤液排出，集气罩上浮至一定高度；

步骤五，使用沼气时启动泵，同时打开供气阀，所述泵将净化槽内的洗涤液通过输液管输送至增压槽内，随之增压槽内液位上升，上部重量增加使得所述集气罩内部沼气压力不断上升，同时由于增压槽内液位上升，洗涤液淹没气管、集气管以及液封管的三通处，洗涤液进入气管以及集气管使沼气不能再在气管、集气管中流通；另外，由于增压槽内液位上升，洗涤液会从液封槽底部经过回流管流至液体分布器，通过液体分布器对集气罩内沼气进行喷淋净化；当增压槽内的洗涤液淹没浮球控制开关的浮球时，浮球控制开关控制停泵，洗涤液由回流管不断回流至集气罩内部，净化槽内液位会降低至浮球控制开关的浮球露出液面，此时浮球控制开关控制启泵，如此重复给集气罩内沼气增压，用气过程中，随着集气罩内沼气的减少，集气罩在净化槽中逐渐下降至洗涤液再次将其淹没；

步骤六，关闭供气阀，关闭泵的电源，增压槽内洗涤液在一定时间内由回流管全部回流至净化槽内，气管、集气管以及液封管的三通处露出，洗涤液从气管、集气管中排出，沼气再次从集气管、气管进入集气罩内进行收集。