CN207143193U

CN207143193U - 一种沼气净化提纯天然气的系统

Info

Publication number: CN207143193U
Application number: CN201721107824.4U
Authority: CN
Inventors: 胡德华; 龚立人; 李星勇; 林顺富; 邵云龙; 洪俊杰; 陈天富; 苏德新; 董春红
Original assignee: Songming Run Agricultural Environmental Protection Technology Co Ltd
Current assignee: Songming Run Agricultural Environmental Protection Technology Co Ltd
Priority date: 2017-08-31
Filing date: 2017-08-31
Publication date: 2018-03-27
Anticipated expiration: 2027-08-31

Abstract

本实用新型公开了一种沼气净化提纯天然气的系统，包括依次连接的沼气过滤分离器、脱硫装置、沼气压缩机、冷却器、气液分离器、变温吸附干燥器和除碳装置，脱硫装置包括脱硫器、曝气装置、反应器和营养液喷淋装置,天然气经过本系统的脱硫、脱水和脱碳处理，提纯净化后得到优质的天然气，且在系统运行中，关键设备脱硫装置的填料清洗方便，脱硫效果好，节省了大量的人力物力，且反应池中设置了除沫器，保护了喷淋泵的同时增加了喷淋的效率，本实用新型结构紧凑，脱硫效率高，运行稳定，产品纯度高，具有显著的经济价值和社会价值。

Description

一种沼气净化提纯天然气的系统

技术领域

本实用新型涉及沼气能源利用技术领域，具体涉及一种沼气净化提纯天然气的系统。

背景技术

目前全球每年约有数亿万吨的沼气排入大气，污染环境的同时浪费了大量的可再生能源。沼气与天然气组分相差很大，天然气甲烷含量达96%，热值达33~36 MJ/m³，而沼气热值只有20~25 MJ/m³，这就限制了沼气的使用范围。天然气用途更为广泛，除了沼气所有的用途外，天然气还可以用作化工原料、汽车燃料等。天然气用作汽车燃料，其一氧化碳、氮氧化物、硫化物及二氧化碳排放水平都大大低于汽油、柴油发动机汽车。天然气在发动机内燃烧不积碳，不磨损，运营费用很低，是一种环保型替代能源。利用沼气制天然气对解决能源危机、节能减排、保护环境起到积极的作用，有着巨大的社会效益。我国环保标准严格规定：利用沼气能源时，沼气气体中H₂S含量不得超过20mg/ m³。沼气中的H₂S质量浓度一般为1～12g/ m³，远远高于我国环保标准的规定。所以，H₂S的脱除成为沼气制备天然气过程中必不可少的一个环节，而脱硫装置是沼气净化提纯天然气中的核心设备，脱硫效果的好坏直接影响到天然气产品的制备成败与否。

目前市场上的脱硫装备在运行过程中都需要利用填料来脱除沼气中的硫，但是填料的清洗需要将填料从脱硫装置上卸下进行，这就增加了人工工作量，耗时过长；其次，在营养液喷淋过程中，当反应池中溶液存在气泡时，喷淋泵在运行过程中不能带动液体顺畅地流动，因而会使喷淋泵空转，不但影响装置的稳定运行，还减少喷淋泵的使用寿命。因此研制开发一种结构紧凑，脱硫效率高，运行稳定，产品纯度高的沼气净化提纯天然气的系统是客观需要的。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种结构紧凑，脱硫效率高，运行稳定，产品纯度高的沼气净化提纯天然气的系统。

本实用新型的目的是这样实现的，本实用新型包括依次连接的沼气过滤分离器、脱硫装置、沼气压缩机、冷却器、气液分离器、变温吸附干燥器和除碳装置，脱硫装置包括脱硫器、曝气装置、反应器和营养液喷淋装置，脱硫器从上到下依次包括封头、壳体和锥斗，封头顶部设置有排气口和沼气出口，锥斗底部设置有排硫口和进水口，壳体下部侧壁上连接有沼气进气管，沼气进气管连接有沼气布气器，脱硫器的壳体内部间隔安装有两层填料层，每层填料层上方的壳体侧壁上设置有溢流管，曝气装置包括曝气盘、曝气管和鼓风机，曝气盘设置在每层填料层的下方，且曝气盘的下表面设置有曝气口，鼓风机设置在脱硫器的外部，曝气盘和鼓风机通过曝气管连接，曝气管上连接有曝气阀，反应器包括反应池、营养物质补充口、补水口、除沫器、气体加热器、气泵和气管，营养物质补充口和补水口设置在反应池的上方，除沫器竖直设置在反应池内，气管一端伸入反应池内，另一端连接气泵，气体加热器设置在气管上，营养液喷淋装置包括喷淋器、喷淋管和喷淋泵，喷淋器设置在每层填料层的上方，喷淋管的一端连接在喷淋器上，另一端伸出壳体与反应池连接，喷淋泵设置在喷淋管上。

进一步的，沼气出口上设置有H2S检测器。

进一步的，填料层底部的壳体侧壁上设置有卸料口。

进一步的，壳体侧壁上设置有液位计。

进一步的，脱硫器下部设置有支承件。

本实用新型结构设计紧凑合理，天然气依次经过本系统的脱硫、脱水和脱碳处理，提纯净化后得到优质的天然气，在系统运行中，关键设备脱硫装置的填料清洗方便，脱硫效果好，节省了大量的人力物力，且反应池中设置了除沫器，保护了喷淋泵的同时增加了喷淋的效率，本实用新型结构紧凑，脱硫效率高，运行稳定，产品纯度高，具有显著的经济价值和社会价值。

附图说明

图1为本实用新型的流程示意图；

图2为本实用新型中脱硫装置的整体结构示意图。

图中：1-沼气过滤分离器，2-脱硫装置，21-脱硫器，210-封头，211-壳体，212-锥斗，213-排气口，214-沼气出口，215-排硫口，216-进水口，217-沼气进气管，218-沼气布气器，219-溢流管，22-曝气装置，220-曝气盘，221-曝气管，222-鼓风机，223-曝气阀，23-反应器，230-反应池，231-除沫器，232-气体加热器，233-气泵，234 -气管，24-营养液喷淋装置，240-喷淋器，241-喷淋管，242-喷淋泵，25-填料层，26-H₂S检测器，27-卸料口，28-液位计，29-支承件，3-沼气压缩机，4-冷却器，5-气液分离器，6-变温吸附干燥器，7-除碳装置。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明，但不以任何方式对本实用新型加以限制，基于本实用新型教导所作的任何变更或改进，均属于本实用新型的保护范围。

如图1和图2所示，本实用新型包括依次连接的沼气过滤分离器1、脱硫装置2、沼气压缩机3、冷却器4、气液分离器5、变温吸附干燥器6和除碳装置7，脱硫装置2包括脱硫器21、曝气装置22、反应器23和营养液喷淋装置24，脱硫器21内装有填料，利用填料将沼气中的硫化氢成分脱除，曝气装置22用于填料清洗时产生气泡，促进填料的清洗工作，反应器23用于生成并储存新的微生物，以便加入到脱硫器21中进行脱硫，营养液喷淋装置24用于将反应器23中的富含微生物的营养液喷淋到填料上，补充填料上的微生物缺失，保持脱硫工作的有效运行。

脱硫器21从上到下依次包括封头210、壳体211和锥斗212，脱硫器21下部设置有支承件29，封头210顶部设置有排气口213和沼气出口214，锥斗212底部设置有排硫口215和进水口216，壳体211下部侧壁上连接有沼气进气管217，沼气进气管217连接有沼气布气器218,沼气布气器218将沼气在脱硫器21中分布均匀，在沼气布气器218上侧的壳体211内部间隔安装有两层填料层25，每层填料层25上方的壳体211侧壁上设置有溢流管219，在清洗填料时，若进入脱硫器21的水过多，可从溢流管219中排出，为了更好的对沼气进行脱硫，壳体211内设置有两个填料层25。

曝气装置22包括曝气盘220、曝气管221和鼓风机222，曝气盘220设置在每层填料层25的下方，且曝气盘220的下表面设置有曝气口，鼓风机222设置在脱硫器21的外部，曝气盘220和鼓风机222通过曝气管221连接，曝气管221上连接有曝气阀223，反应器23包括反应池230、营养物质补充口、补水口、除沫器231、气体加热器232、气泵233和气管234，营养物质补充口和补水口设置在反应池230的上方，反应器23中设置了除沫器213，该除沫器213能阻挡气泡进入喷淋管路内，避免因为气体的进入使得喷淋泵242无法正常运转，从而保证脱硫装置能正常、稳定的循环运行，气管234一端伸入反应池230内，另一端连接气泵233，气体加热器232设置在气管234上，营养液喷淋装置24包括喷淋器240、喷淋管241和喷淋泵242，喷淋器240设置在每层填料层25的上方，喷淋管241的一端连接在喷淋器240上，另一端伸出壳体211与反应池230连接，喷淋泵242设置在喷淋管241上，每层填料层25设置一组营养液喷淋装置24，促使喷淋效果更佳，喷淋速度更快，更快恢复填料层25的除硫功效。

为了检测脱硫装置2的脱硫效果，在沼气出口214上设置有H₂S检测器26，若脱硫效果不理想，应停机检查设备情况。

填料层25底部的壳体211侧壁上设置有卸料口27，该卸料口27位于填料层25的部位，在设备大修，需要对填料进行彻底清理时，可从卸料口27将填料卸除。

在填料清洗时，为方便观察脱硫器21内的水位情况，在壳体211侧壁上设置有液位计28。

本实用新型结构设计紧凑合理，天然气依次经过本系统的脱硫、脱水和脱碳处理，提纯净化后得到优质的天然气，且在系统运行中，关键设备脱硫装置2的填料清洗方便，脱硫效果好，节省了大量的人力物力。

脱硫器21的工作过程为：从脱硫器21下部的沼气进气管217进入沼气，经过沼气布气器218将沼气分布均匀，然后沼气向上流动并与填料层25接触，从而脱除沼气中的硫化氢成分，达到脱硫的目的，脱硫器21使用一段时间后，从营养液喷淋装置24中添加营养液，保持脱硫器21的良好脱硫效果。

脱硫装置2中填料的清洗过程为：脱硫器21使用一段时间后，纵向排列的填料层25上附着有单质硫等杂质，当需要对填料层25进行冲洗时，关闭沼气进气管217的阀门，停止沼气进入脱硫器21内，打开进水口216，向脱硫器21内充入清洗用水，当清洗用水的液面高于最上层的填料层25后停止进水，此时，打开最上层的填料层25下方的曝气盘220，使气体充入曝气盘220，气体由曝气盘220上密布的曝气孔排出气泡，气体的密度小于清洗用水的密度，因此，气泡向上运动并经过上方的填料层25，气泡对清洗用水形成冲击，增强冲洗用水的流动性，甚至使清洗用水翻滚，曝气孔持续爆气且气体排出的压力均匀，清洗用水对填料层25进行冲击、摩擦和碰撞，进而对填料层25进行冲洗，冲洗下来的单质硫等杂质沉落下来，实现最上层的填料层25的清洗，然后，将杂质和污水排出，下一层的清洗依次类推，清洗过程中无需将填料层25依次取出，缩短了清洗时间，提高了清洗效率，延长脱硫器21工作的时间，从而提高了沼气的净化效率。

Claims

1.一种沼气净化提纯天然气的系统，其特征在于：包括依次连接的沼气过滤分离器（1）、脱硫装置（2）、沼气压缩机（3）、冷却器（4）、气液分离器（5）、变温吸附干燥器（6）和除碳装置（7），所述脱硫装置（2）包括脱硫器（21）、曝气装置（22）、反应器（23）和营养液喷淋装置（24）；所述脱硫器（21）从上到下依次包括封头（210）、壳体（211）和锥斗（212），封头（210）顶部设置有排气口（213）和沼气出口（214），锥斗（212）底部设置有排硫口（215）和进水口（216），壳体（211）下部侧壁上连接有沼气进气管（217），沼气进气管（217）连接有沼气布气器（218），在沼气布气器（218）上侧的壳体（211）内部间隔安装有两层填料层（25），每层填料层（25）上方的壳体（211）侧壁上设置有溢流管（219）；所述曝气装置（22）包括曝气盘（220）、曝气管（221）和鼓风机（222），曝气盘（220）设置在每层填料层（25）的下方，且曝气盘（220）的下表面设置有曝气口，鼓风机（222）设置在脱硫器（21）的外部，曝气盘（220）和鼓风机（222）通过曝气管（221）连接，曝气管（221）上连接有曝气阀（223）；所述反应器（23）包括反应池（230）、营养物质补充口、补水口、除沫器（231）、气体加热器（232）、气泵（233）和气管（234），营养物质补充口和补水口设置在反应池（230）的上方，除沫器（231）竖直设置在反应池（230）内，气管（234）一端伸入反应池（230）内，另一端连接气泵（233），气体加热器（232）设置在气管（234）上；所述营养液喷淋装置（24）包括喷淋器（240）、喷淋管（241）和喷淋泵（242），喷淋器（240）设置在每层填料层（25）的上方，喷淋管（241）的一端连接在喷淋器（240）上，另一端伸出壳体（211）与反应池（230）连接，喷淋泵（242）设置在喷淋管（241）上。

2.根据权利要求1所述的一种沼气净化提纯天然气的系统，其特征在于：所述沼气出口（214）上设置有H₂S检测器（26）。

3.根据权利要求1所述的一种沼气净化提纯天然气的系统，其特征在于：所述填料层（25）底部的壳体（211）侧壁上设置有卸料口（27）。

4.根据权利要求1所述的一种沼气净化提纯天然气的系统，其特征在于：所述壳体（211）侧壁上设置有液位计（28）。

5.根据权利要求1所述的一种沼气净化提纯天然气的系统，其特征在于：所述脱硫器（21）下部设置有支承件（29）。