CN111575073A - 一种环保的垃圾填埋气体发电预处理装置及其处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种环保的垃圾填埋气体发电预处理装置及其处理方法，所述预处理装置包括经管路依次串联的收集管网（101）、一号气泵（102）、汇总管（103）、除沫分离器（104）、二号气泵（105）、初级干燥装置（106）、脱硫装置（107）、次级干燥装置（108）、三号气泵（109）、精滤器（110）、四号气泵（111）、稳压储气罐（112）；本发明公开的处理工艺流程短，气压稳定，能耗少，环保节能。

Description

一种环保的垃圾填埋气体发电预处理装置及其处理方法
技术领域
本发明涉及垃圾填埋气体发电领域，尤其涉及一种环保的垃圾填埋气体发电预处理装置及其处理方法。
技术背景
随着城市的日趋扩大，人民生活水平的提高，城市生活垃圾不断增多，垃圾处理成为环保行业中的重要组成部分。在我国，目前70％以上的城市生活垃圾，都是集中收集后，运送当地垃圾填埋处理厂填埋处理。在垃圾填埋的过程中，垃圾中的有机物会发酵产生出大量的沼气（LFG填埋气），沼气的主要成分是甲烷。沼气由50%-80%甲烷（CH4）、20%-40%二氧化碳（CO2）、0%-5%氮气（N2）、小于1%的氢气（H2）、小于0.4%的氧气（O2）与0.1%-3%硫化氢（H2S）等气体组成 。由于沼气含有少量硫化氢，所以带臭味。其特性与天然气相似。空气中如含有8.6-20.8%（按体积计）的沼气时，就会形成爆炸性的混合气体。如果这些沼气直接排放到大气中，不仅会对环境造成污染，当夏天温度升高时极易爆炸，同时更是一种能源浪费。目前的解决方法主要有通过气体收集系统、预处理系统和发电系统，产生电力并入城市大电网之中，向电力用户提供清洁能源。但是，由于垃圾填埋场产生的沼气纯度低，包含有大量饱和水蒸气，多种微量杂质甚至无法燃烧固体杂质等，如果不处理干净，会损坏发电设备，因此垃圾填埋气体发电中沼气的预处理非常关键，目前的预处理的技术方案尚存在问题和不足，如工艺过程复杂，系统耗电大，气压不稳等，急需解决。
发明内容
针对上述不足，本发明提供一种环保的垃圾填埋气体发电预处理装置及其处理方法， 处理工艺流程紧凑，气压稳定，能耗少，环保节能。
为了实现上述目的，本发明提供了如下的技术方案：
一种环保的垃圾填埋气体发电预处理装置，经管路依次串联有收集管网、一号气泵、汇总管、除沫分离器、二号气泵、初级干燥装置、脱硫装置、次级干燥装置、三号气泵、精滤器、四号气泵、稳压储气罐；所述收集管网有多根垃圾填埋气收集管，水平布置于所述垃圾填埋场的填埋层中，所述垃圾填埋气收集管收集的垃圾填埋气通过一号气泵的统一抽气，汇入汇总管中；所述汇总管依次连接下游气体处理装置。设备组合合理，通过四个气泵即可连接整套装置，气压稳定，总体成本低。
进一步的，上述一种环保的垃圾填埋气体发电预处理装置，所述垃圾填埋气收集管为高密度聚乙烯穿孔管，管壁四周均布有导气孔，外部包裹有土工布。聚乙烯穿孔管材料易得，耐腐蚀。
进一步的，上述一种环保的垃圾填埋气体发电预处理装置，所述汇总管从所述除沫分离器的上方通入所述除沫分离器，在所述沫分离器中进行气液固分离，液态水和尘土杂质从除沫分离器下部出口排出，分离后的垃圾填埋气从除沫分离器上方输出。
进一步的，上述一种环保的垃圾填埋气体发电预处理装置，所述初级干燥装置和次级干燥装置均为冷却脱水装置，其进口气道的管壁上均设置有天然沸石涂层对垃圾填埋气进行初级过滤；所述脱硫装置为脱硫塔。从从除沫分离器出来的垃圾填埋气温度较高，需要进行冷却并进一步脱水。
进一步的，上述一种环保的垃圾填埋气体发电预处理装置，所述精滤器中设置有多道沼气膜。设置多道沼气膜可以比较彻底的对垃圾填埋气进行过滤。
进一步的，上述一种环保的垃圾填埋气体发电预处理装置，所述汇总管、缓冲罐和稳压储气罐中均设置有气压传感器。在多个设备中设置气压传感器，可以更好的监控整个设备的运行情况。
进一步的，上述环保的垃圾填埋气体发电预处理装置的处理方法，包括以下步骤：
I. 垃圾填埋气收集，通过垃圾填埋气收集管收集的垃圾填埋气通过一号气泵的统一抽气，汇入汇总管中；
II．气液分离，将汇总管中的垃圾填埋气原料通入除沫分离器进行固气分离和气液分离，土尘，污水等杂质从除沫分离器下部出口放出，分离后的垃圾填埋气由除沫分离器；
III．初级干燥，将上步分离后的垃圾填埋气通入初级干燥装置中进行初级干燥，除去部分水汽；
IV．脱硫，将上步除去部分水汽的垃圾填埋气通入脱硫装置中进行脱硫净化；
V.二次干燥，将脱硫后的垃圾填埋气进行二次干燥；
VI．精滤，通入精滤器进行精细过滤；
VII．储存，将经过精滤的垃圾填埋气通过四号气泵送入稳压储气罐中储存备用。
进一步的，所述步骤V二次干燥后,含水量控制为相对湿度50%以下，所述步骤VI精滤后，所述垃圾填埋气中的甲烷含量为95%以上。
上述方案表明，本发明至少具有以下有益效果：本发明公开的一种环保的垃圾填埋气体发电预处理装置及其处理方法，通过依次连接除沫分离器、干燥装置，脱硫装置、精滤装置和稳压装置，有效的除去垃圾填埋场中垃圾填埋气中的水，硫及颗粒物等杂质，所供气体质量可充分满足沼气发电机组长稳定可靠运行，同时工艺流程精简，成本低，节能环保效果明显，供气压力稳定可靠。
附图说明
图1为实施例1中所述的垃圾填埋气体发电预处理装置的示意图；
图2为实施例2中所述的垃圾填埋气体发电预处理装置的示意图；
其中: 101收集管网、1011垃圾填埋气收集管、102一号气泵、103汇总管、104除沫分离器、105二号气泵、106初级干燥装置、1061天然沸石涂层、107脱硫装置、108次级干燥装置、109三号气泵、110精滤器、111四号气泵、112稳压储气罐。
具体实施方式
下面将通过几个具体实施例，进一步阐明本发明，这些实施例只是为了说明问题，并不是一种限制。
实施例1
如附图1所示的一种环保的垃圾填埋气体发电预处理装置，经管路依次串联有收集管网101、一号气泵102、汇总管103、除沫分离器104、二号气泵105、初级干燥装置106、脱硫装置107、次级干燥装置108、三号气泵109、精滤器110、四号气泵111、稳压储气罐112；所述收集管网101有多根垃圾填埋气收集管1011，水平布置于所述垃圾填埋场的填埋层中，所述垃圾填埋气收集管1011收集的垃圾填埋气通过一号气泵102的统一抽气，汇入汇总管103中；所述汇总管103依次连接下游气体处理装置。
实施例2
如附图2所示的一种环保的垃圾填埋气体发电预处理装置，经管路依次串联有收集管网101、一号气泵102、汇总管103、除沫分离器104、二号气泵105、初级干燥装置106、脱硫装置107、次级干燥装置108、三号气泵109、精滤器110、四号气泵111、稳压储气罐112；所述收集管网101有多根垃圾填埋气收集管1011，水平布置于所述垃圾填埋场的填埋层中，所述垃圾填埋气收集管1011收集的垃圾填埋气通过一号气泵102的统一抽气，汇入汇总管103中；所述汇总管103依次连接下游气体处理装置；优选的，所述垃圾填埋气收集管1011为高密度聚乙烯穿孔管，管壁四周均布有导气孔，外部包裹有土工布；特别的，所述汇总管103从所述除沫分离器104的上方通入所述除沫分离器104，在所述沫分离器104中进行气液固分离，液态水和尘土杂质从除沫分离器104下部出口排出，分离后的垃圾填埋气从除沫分离器104上方输出；优选的，所述初级干燥装置106和次级干燥装置108均为冷却脱水装置，其进口气道的管壁上均设置有天然沸石涂层1061对垃圾填埋气进行初级过滤；所述脱硫装置107为脱硫塔；特别的，所述精滤器110中设置有多道沼气膜；进一步的，所述汇总管103、缓冲罐111和稳压储气罐113中均设置有气压传感器。
实施例3
一种环保的垃圾填埋气体发电预处理装置的处理方法，包括以下步骤：
I.垃圾填埋气收集，通过垃圾填埋气收集管1011收集的垃圾填埋气通过一号气泵102的统一抽气，汇入汇总管103中；
II．气液分离，将汇总管103中的垃圾填埋气原料通入除沫分离器104进行固气分离和气液分离，土尘，污水等杂质从除沫分离器104下部出口放出，分离后的垃圾填埋气由除沫分离器104；
III．初级干燥，将上步分离后的垃圾填埋气通入初级干燥装置106中进行初级干燥，除去部分水汽；
IV．脱硫，将上步除去部分水汽的垃圾填埋气通入脱硫装置中进行脱硫净化；
V.二次干燥，将脱硫后的垃圾填埋气进行二次干燥；
VI．精滤，通入精滤器110进行精细过滤；
VII．储存，将经过精滤的垃圾填埋气通过四号气泵111送入稳压储气罐112中储存备用。
经过测试，本装置基础上的处理工艺可有效去除垃圾填埋气中的水及颗粒物等杂质，CO2、H2S和SO2去除率极高，纯化后CH4浓度可稳定在95％以上。
以上所述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，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种环保的垃圾填埋气体发电预处理装置，其特征在于，经管路依次串联有收集管网（101）、一号气泵（102）、汇总管（103）、除沫分离器（104）、二号气泵（105）、初级干燥装置（106）、脱硫装置（107）、次级干燥装置（108）、三号气泵（109）、精滤器（110）、四号气泵（111）、稳压储气罐（112）；所述收集管网（101）有多根垃圾填埋气收集管（1011），水平布置于所述垃圾填埋场的填埋层中，所述垃圾填埋气收集管（1011）收集的垃圾填埋气通过一号气泵（102）的统一抽气，汇入汇总管（103）中；所述汇总管（103）依次连接下游气体处理装置。
2.根据权利要求1所述的一种环保的垃圾填埋气体发电预处理装置，其特征在于，所述垃圾填埋气收集管（1011）为高密度聚乙烯穿孔管，管壁四周均布有导气孔，外部包裹有土工布。
3.根据权利要求1所述的一种环保的垃圾填埋气体发电预处理装置，其特征在于，所述汇总管（103）从所述除沫分离器（104）的上方通入所述除沫分离器（104），在所述沫分离器（104）中进行气液固分离，液态水和尘土杂质从除沫分离器（104）下部出口排出，分离后的垃圾填埋气从除沫分离器（104）上方输出。
4.根据权利要求1所述的一种环保的垃圾填埋气体发电预处理装置，其特征在于，所述初级干燥装置（106）和次级干燥装置（108）均为冷却脱水装置，其进口气道的管壁上均设置有天然沸石涂层（1061）对垃圾填埋气进行初级过滤；所述脱硫装置（107）为脱硫塔。
5.根据权利要求1所述的一种环保的垃圾填埋气体发电预处理装置，其特征在于，所述精滤器（110）中设置有多道沼气膜。
6.根据权利要求1所述的一种环保的垃圾填埋气体发电预处理装置，其特征在于，所述汇总管（103）、缓冲罐（111）和稳压储气罐（113）中均设置有气压传感器。
7.如权利要求1-6任一项所述的环保的垃圾填埋气体发电预处理装置的处理方法，包括以下步骤：
垃圾填埋气收集，通过垃圾填埋气收集管（1011）收集的垃圾填埋气通过一号气泵（102）的统一抽气，汇入汇总管（103）中；
II．气液分离，将汇总管（103）中的垃圾填埋气原料通入除沫分离器（104）进行固气分离和气液分离，土尘，污水等杂质从除沫分离器（104）下部出口放出，分离后的垃圾填埋气由除沫分离器（104）；
III．初级干燥，将上步分离后的垃圾填埋气通入初级干燥装置（106）中进行初级干燥，除去部分水汽；
IV．脱硫，将上步除去部分水汽的垃圾填埋气通入脱硫装置中进行脱硫净化；
V.二次干燥，将脱硫后的垃圾填埋气进行二次干燥；
VI．精滤，通入精滤器（110）进行精细过滤；
VII．储存，将经过精滤的垃圾填埋气通过四号气泵（111）送入稳压储气罐（112）中储存备用。
8.根据权利要求7所述的环保的垃圾填埋气体发电预处理装置的处理方法，其特征在于，所述步骤V二次干燥后,含水量控制为相对湿度50%以下，所述步骤VI精滤后，所述垃圾填埋气中的甲烷含量为95%以上。
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