CN206521440U - 一种气水分离装置 - Google Patents
一种气水分离装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN206521440U CN206521440U CN201720032277.1U CN201720032277U CN206521440U CN 206521440 U CN206521440 U CN 206521440U CN 201720032277 U CN201720032277 U CN 201720032277U CN 206521440 U CN206521440 U CN 206521440U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- gas
- water separator
- refrigerant
- tank body
- biogas
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Drying Of Gases (AREA)
Abstract
本实用新型涉及一种气水分离装置，用于去除基于有机废弃物厌氧发酵产生的沼气中的水分，所述气水分离装置包括分离筒和冷媒产生装置，分离筒包括用于容纳冷却介质的中空的罐体，在罐体下部的侧面设有沼气入口，在罐体上部设有沼气出口，沼气入口和沼气出口通过设置在罐体内部的冷凝管道流体连通，罐体上还设有冷媒入口和冷媒出口，冷媒入口和冷媒出口均通过管线与冷媒产生装置连接，使得冷却介质能够通过经冷媒入口进入罐体再经过冷媒出口流出。通过本实用新型的气水分离装置，含水的沼气无须与化学药物接触，仅仅通过降温冷凝的过程即可简单高效地去除水分，并且能够实现连续化的水气分离；而且，能耗低，设备的制造和运营成本低。
Description
技术领域
本实用新型属于有机废弃物厌氧处理技术领域，特别涉及一种用于去除基于有机废弃物厌氧发酵产生的沼气中的水分的气水分离装置。
背景技术
沼气，作为我国可再生能源重点发展产品之一，是一种重要的可再生清洁能源，具有石油、柴油及化工原料所无法比拟的环保效益。若以沼气替代石油作为运输燃料，每1Nm3沼气可替代1.1升汽油；若发电，则每产1亿度电，可节约标准煤3.5万吨，减排二氧化碳11万吨，减排二氧化硫500吨。目前，沼气主要由有机废弃物(例如，城市生活垃圾、畜禽粪便、剩余活性污泥和农业废弃物等)经厌氧发酵而产生，其常含有一定量的水分，比如在35℃和一个大气压下，沼气中的含水量可达5％(即，40g水/m3)。沼气中的水分主要来源于两方面：其一为厌氧发酵过程产生，这是由于有机废弃物在水环境下进行发酵；其二为沼气净化过程产生，因为沼气净化处理通常也是在水溶液环境中进行的，且在一定的温度下进行处理，得到的沼气将不可避免地含有水分。若不经过处理，沼气中的水分在输送过程中将冷凝并可能堵塞输气管道，导致水柱压力表出现波动。特别是在气候寒冷的地区，每到冬季，沼气中的水分在输气管中结冰可致使输气管堵塞。而且，当燃烧含有较多水分的沼气时，例如，在使用沼气炉或沼气灯时，将致使火焰忽大忽小，灯光忽明忽暗，严重影响沼气的使用效果。此外，沼气中的水分也会影响沼气燃烧的热值，并对设备产生不利的影响。
目前，针对厌氧发酵产生的沼气中的水分通常采用化学吸附的方法来去除。在这些方法中，采用的设备体积极大，而且化学药物成本很高。此外，也可以采用加压的方式来使水和沼气分离，但需要将含水沼气在5个大气压以上的压力下压缩进入较大的球形罐体中，保持压力使水汽凝结为水，聚集在罐体的底部，这种方式不适合外界环境温度变化较大的地区。
因此，实有必要设计一种气水分离装置，简单、高效地去除基于有机废弃物厌氧发酵产生的沼气中的水分。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种气水分离装置，改善现有的用来去除沼气中水分的装置结构复杂、成本高的状况。
为实现上述目的，本实用新型提供一种气水分离装置，用于去除基于有机废弃物厌氧发酵产生的沼气中的水分，其中，所述气水分离装置包括分离筒和冷媒产生装置，所述分离筒包括用于容纳冷却介质的中空的罐体，在所述罐体下部的侧面设有沼气入口，在所述罐体上部设有沼气出口，所述沼气入口和所述沼气出口通过设置在所述罐体内部的冷凝管道流体连通，所述罐体上还设有冷媒入口和冷媒出口，所述冷媒入口和冷媒出口均通过管线与所述冷媒产生装置连接，使得冷却介质能够通过经所述冷媒入口进入所述罐体再经过所述冷媒出口流出。
优选地，所述分离筒具有保温层，所述保温层设置在所述罐体的壁的外侧和/或内侧。
优选地，所述冷媒出口设置在所述分离筒的顶部或上部，高于所述沼气出口所在的位置。
优选地，所述冷却介质为纯净水或盐水或冷却油。
优选地，所述冷凝管道包括至少一个分支管道，所述分支管道为单螺旋状的盘管或者为直管。
优选地，所述冷凝管道由铜、铝或不锈钢制成。
优选地，所述冷凝管道的壁厚在0.1mm至0.5mm的范围内。
优选地，所述冷凝管道的长度在10m至100m的范围内，更优选在50m至100m的范围内。
优选地，所述冷凝管道的外部设置有翅片。
本实用新型的有益效果为：
通过本实用新型的气水分离装置，含水的沼气无须与化学药物接触，仅仅通过降温冷凝的过程即可简单高效地去除水分，并且能够实现连续化的水气分离；而且，水分去除率高，能耗低，设备的制造和运营成本低。
附图说明
图1为根据本实用新型实施例的气水分离装置的结构示意图；
图2为根据本实用新型实施例的气水分离装置的分离筒的结构示意图。
附图标记列表：
1-沼气出口；2-冷媒出口；3-温度传感器；4-沼气入口；5-冷媒入口；6-冷媒排污口；7-保温层；8-螺旋管道；9-分离筒；16-冷凝水储罐；17-冷媒产生装置；18-储气罐。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的实施例作进一步说明。
图1示意性地示出了根据本实用新型实施例的气水分离装置100。气水分离装置100包括分离筒9和冷媒产生装置17。分离筒9包括大致呈圆筒状的中空罐体，在罐体下部的侧面设有沼气入口4，在罐体上部设有沼气出口1。沼气入口4和沼气出口1通过设置在罐体内部的冷凝管道(图中示出为螺旋管道8)流体连通，含水的沼气可以经由沼气入口4进入螺旋管道8而后从沼气出口1排出。
分离筒9还具有冷媒入口5和冷媒出口2，冷媒入口5和冷媒出口2均通过管线与位于分离筒9外部的冷媒产生装置17连接，冷却介质(即，冷媒)通过冷媒入口5进入分离筒9内部再通过冷媒出口2流出，返回冷媒产生装置17，再经过冷媒产生装置17处理后(例如，降温至适当的温度)被重新供给至冷媒入口5。优选地，分离筒9具有保温层7，用以减少冷却介质与外界环境之间的热交换。例如，保温层可以采用聚苯乙烯泡沫塑料、聚氨酯泡沫塑料、酚醛泡沫材料、聚氨酯保温材料等材料。保温层7既可以设置在分离筒9筒壁的外侧，也可以设置在筒壁的内侧从而兼具保温和防腐的功能。
由于冷媒出口2设置在分离筒9的顶部或上部，高于沼气出口1的位置，使得螺旋管道8浸没于冷却介质中。含水的沼气进入螺旋管道8后沿管道螺旋上升，并且与管道外的冷却介质进行热交换而降温。随着温度的下降，沼气中的水分冷凝，冷凝水在重力的作用下沿螺旋管道8流动，与沼气的运动方向相反，并最终汇集到与沼气入口4连通的冷凝水储罐16中。脱水后的沼气则通过沼气出口1排出进入储气罐18。
图1和图2中示出的冷凝管道为单螺旋状盘管。在本实用新型的其它优选实施例中，冷凝管道可以包括多个并联的分支管道，各个分支管道也可以采用其它形状。例如，冷凝管道可以采用若干个分别与沼气入口4和沼气出口1流体连通的并联直管，沼气从沼气入口4进入冷凝管道后分流到各个直管中，在直管外部冷却介质的作用下，沼气中的水分冷凝并沿各个直管流动，最后经沼气入口4排出。在另一实施例中，前述的并联直管中的至少一部分被替换为单螺旋状的盘管，从而进一步充分利用分离筒9的内部空间增大冷凝管道与冷却介质的接触面积。此外，可以在冷凝管道的外部设置翅片从而进一步改善冷凝管道与冷却介质的热交换性能，促进水汽的凝结。翅片优选有导热性能好的金属材料制成，例如铜、铝等。
冷凝管道的形状和设置方式应该保证冷凝水不会在管道内积聚。管道的横截面尺寸主要取决于待处理的沼气的含水量，应保证沼气和冷凝水相向的运动不会彼此阻碍，使冷凝水有足够的空间回流进入冷凝水储罐16。对于圆管而言，其内部直径一般在1-10mm的范围内，例如，如果沼气的含水量为5％(即40g水/m3)，则冷凝管道的内部直径不小于5mm。
由于采用螺旋状的冷凝管道，分离筒9内冷凝管道的长度显著增加，沼气与冷凝管道接触路径的长度增加，与冷凝管道外冷却介质进行热交换的面积也显著增加，使得沼气能够得到更加有效的冷却，从而相应地提高了气水分离的效率。在该实施例中，分离筒9内部的螺旋管道8的长度在10-100m的范围内，优选在50m-100m的范围内。
冷凝管道优选采用铜、铝、不锈钢等传热效果好、耐腐蚀的材料，壁厚优选在0.1-0.5mm的范围内。
应该理解，分离筒9并不局限于圆筒状，还可以采用方形或其它合适形状的筒体，可以采用304材质以上的钢材，并且其内部可以涂覆防腐蚀的树脂涂层。而且，可以在筒体的沼气入口4、沼气出口1、冷媒入口5和冷媒出口2等与其它器件连接的部位采用耐腐蚀的垫片以保证分离筒9的密封性。
为了降低成本，冷却介质通常可以采用纯净水、盐水或冷却油，在期望的温度低于零度时，优选使用盐水，可以将冷却介质的温度控制在-20℃到20℃的范围内。一般可以借助于安装在分离筒9内的温度传感器实时检测冷却介质的温度，并相应地控制冷媒产生装置17的操作，对冷却介质的温度进行反馈控制。温度传感器3、冷媒产生装置17均可以通过目前已知的设备实现，对温度进行反馈控制的方式也可以通过目前已知的控制方式来实现。
Claims (10)
1.一种气水分离装置，用于去除基于有机废弃物厌氧发酵产生的沼气中的水分，其特征在于，所述气水分离装置包括分离筒和冷媒产生装置，所述分离筒包括用于容纳冷却介质的中空的罐体，在所述罐体下部的侧面设有沼气入口，在所述罐体上部设有沼气出口，所述沼气入口和所述沼气出口通过设置在所述罐体内部的冷凝管道流体连通，所述罐体上还设有冷媒入口和冷媒出口，所述冷媒入口和冷媒出口均通过管线与所述冷媒产生装置连接，使得冷却介质能够通过经所述冷媒入口进入所述罐体再经过所述冷媒出口流出。
2.根据权利要求1所述的气水分离装置，其特征在于，所述分离筒具有保温层，所述保温层设置在所述罐体的壁的外侧和/或内侧。
3.根据权利要求1或2所述的气水分离装置，其特征在于，所述冷媒出口设置在所述分离筒的顶部或上部，高于所述沼气出口所在的位置。
4.根据权利要求1或2所述的气水分离装置，其特征在于，所述冷却介质为纯净水或盐水或冷却油。
5.根据权利要求1或2所述的气水分离装置，其特征在于，所述冷凝管道包括至少一个分支管道，所述分支管道为单螺旋状的盘管或者为直管。
6.根据权利要求1或2所述的气水分离装置，其特征在于，所述冷凝管道由铜、铝或不锈钢制成。
7.根据权利要求1或2所述的气水分离装置，其特征在于，所述冷凝管道的壁厚在0.1mm至0.5mm的范围内。
8.根据权利要求1或2所述的气水分离装置，其特征在于，所述冷凝管道的长度在10m至100m的范围内。
9.根据权利要求1或2所述的气水分离装置，其特征在于，所述冷凝管道的长度在50m至100m的范围内。
10.根据权利要求1或2所述的气水分离装置，其特征在于，所述冷凝管道的外部设置有翅片。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201720032277.1U CN206521440U (zh) | 2017-01-12 | 2017-01-12 | 一种气水分离装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201720032277.1U CN206521440U (zh) | 2017-01-12 | 2017-01-12 | 一种气水分离装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN206521440U true CN206521440U (zh) | 2017-09-26 |
Family
ID=59890771
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201720032277.1U Expired - Fee Related CN206521440U (zh) | 2017-01-12 | 2017-01-12 | 一种气水分离装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN206521440U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109609224A (zh) * | 2018-12-04 | 2019-04-12 | 南京工程学院 | 用于页岩气的除水降温装置及其实现方法 |
-
2017
- 2017-01-12 CN CN201720032277.1U patent/CN206521440U/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109609224A (zh) * | 2018-12-04 | 2019-04-12 | 南京工程学院 | 用于页岩气的除水降温装置及其实现方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101547007B1 (ko) | 주거 지원을 위한 에너지 시스템 | |
| CN103449548B (zh) | 船用热管式海水淡化装置 | |
| CN100578118C (zh) | 油田采出水热泵工艺 | |
| CN105403067B (zh) | 一种利用工业余热制冷凝水除雾冷却塔 | |
| CN102519068A (zh) | 一种烟气凝水、余热回收装置 | |
| CN206521440U (zh) | 一种气水分离装置 | |
| CN203123608U (zh) | 立式三段冷凝冷却器 | |
| CN108658157A (zh) | 一种海水淡化系统 | |
| CN106642687B (zh) | 一种带储热的原油加热系统及方法 | |
| CN204514123U (zh) | 新型余热回收装置 | |
| CN204153760U (zh) | 一种废热蒸汽余热回收装置 | |
| CN207610363U (zh) | 一种尾气余热的回收装置 | |
| CN203717011U (zh) | 一种充分利用矿井回风余热的装置 | |
| CN216377555U (zh) | 一种基于界面蒸发原理的太阳能海水淡化收集装置 | |
| CN202221255U (zh) | 用于钻井平台的余热回收换热器 | |
| CN212127575U (zh) | 一种冷凝壁及设有冷凝壁的海水淡化装置 | |
| CN114105241A (zh) | 一种基于界面蒸发原理的太阳能海水淡化收集装置及方法 | |
| CN201255582Y (zh) | 用于油气回收的冷凝换热装置 | |
| CN201266040Y (zh) | 高效冷凝管 | |
| CN211346401U (zh) | 一种真空低温脱水设备 | |
| CN208532295U (zh) | 一种新型海水淡化系统 | |
| CN203310170U (zh) | 一种蒸发式冷凝器 | |
| CN206989781U (zh) | 一种优化翅片管的热管换热器 | |
| CN207958358U (zh) | 一种沼气发酵装置的冷凝管道 | |
| CN204100867U (zh) | 煤气余热回收器 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20170926 Termination date: 20190112 |