CN210340806U - 膜分离式沼气提纯用前处理机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及沼气提纯技术领域，提供了一种膜分离式沼气提纯用前处理机构，包括相互连接的冷干式脱水组件和过滤机构；过滤机构包括上通气组件和下通气组件，且二者之间并联若干过滤组件；上、下通气组件均包括支撑体，其上设有主路接口及分路接口，其内部设有将各接口连通的通气道；过滤组件包括过滤筒；冷干式脱水组件包括相互循环连接的蒸发器及冷凝器。借此，本实用新型通过脱水组件除水分；过滤机构除油污及VOC，保护下道工序的设备。过滤机构设置若干并联的过滤组件，且各过滤组件均可独立工作或关断，即一个过滤组件更换活性炭不影响其他过滤组件的工作。提高了生产效率，也实现了活性炭的精准更换，降低了维护成本。

Description

膜分离式沼气提纯用前处理机构

技术领域

本实用新型涉及沼气提纯技术领域，尤其涉及一种膜分离式沼气提纯用前处理机构。

背景技术

玉米发酵产生的有机废水可以通过厌氧处理产生沼气。这些沼气中含有杂质如H₂S气体、CO₂气体、油污、VOC(挥发性有机物)以及水分等，需要进行提纯处理后才能应用。

脱碳的方式通常采用膜分离提纯法，即将混合了CO₂气体的沼气通入膜分离器。由于CO₂气体的渗透速度快，作为快气以透过膜层排出，而甲烷的渗透速度慢，作为慢气以透余气形式获得，达到提纯的目的。

油污或VOC(挥发性有机物)通常采用活性炭过滤的方法实现。水分采用脱水机构实现。

但是现有的技术也存在一些不足，如脱碳前沼气中含有少量的液态水，长期使用会给膜提纯的设备带来一定的损坏。

活性炭过滤通常采用大型的过滤罐(如申请号为201720153088公开的一种活性炭吸附罐)，过滤效率低；生产灵活性差；而且活性炭需停产更换，影响生产效率。

综上可知，现有技术在实际使用上显然存在不便与缺陷，所以有必要加以改进。

实用新型内容

针对上述的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种膜分离式沼气提纯用前处理机构，通过冷干式脱水组件除去沼气中的水分；过滤机构除去沼气中的油污及VOC(挥发性有机物)。沼气中的液态水及有害物质处理干净后，避免对下道工序的设备产生损坏。过滤机构设置若干并联的过滤组件，且各过滤组件均可独立工作或关断，即一个过滤组件更换活性炭不影响其他过滤组件的工作。提高了生产效率，也实现了活性炭的精准更换，降低了维护成本。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种膜分离式沼气提纯用前处理机构，包括相互连接的冷干式脱水组件和过滤机构；

所述冷干式脱水组件包括相互循环连接的蒸发器及冷凝器；所述蒸发器上还设置有用于沼气进入和排出的进口和出口；所述出口连接过滤机构；

所述过滤机构包括上通气组件和下通气组件，且二者之间并联若干过滤组件；

所述上通气组件和下通气组件均包括支撑体，所述支撑体上设有一主路接口及若干分路接口；支撑体的内部还设有将主路接口和各分路接口连通的通气道；下通气组件的主路接口连接蒸发器的出口；

所述过滤组件包括过滤筒，所述过滤筒的筒内设有用于盛放活性炭的盛装筒；所述盛装筒的筒底均匀设有若干透气孔；

所述过滤筒的底部设有与下通气组件的分路接口连接的沼气进口；所述过滤筒的筒口安装有密封盖；密封盖上设有沼气出口，所述沼气出口通过软管连接上通气组件的分路接口；所述分路接口上设有开关阀。

根据本实用新型的膜分离式沼气提纯用前处理机构，所述冷凝器为风冷式冷凝器。

根据本实用新型的膜分离式沼气提纯用前处理机构，所述蒸发器的进口连接一进气泵。

根据本实用新型的膜分离式沼气提纯用前处理机构，所述过滤筒的内壁上设有托环，盛装筒的底部设有与之对应的定位环。

根据本实用新型的膜分离式沼气提纯用前处理机构，所述盛装筒内还设有一横杆。

根据本实用新型的膜分离式沼气提纯用前处理机构，所述横杆上设有吊耳。

根据本实用新型的膜分离式沼气提纯用前处理机构，所述密封盖上设有用于与过滤筒的筒口配合的密封环。

根据本实用新型的膜分离式沼气提纯用前处理机构，所述密封环内设有密封圈。

根据本实用新型的膜分离式沼气提纯用前处理机构，所述过滤组件的数量为8～20个。

根据本实用新型的膜分离式沼气提纯用前处理机构，所述蒸发器上还设置有排水口。

本实用新型的目的在于提供一种膜分离式沼气提纯用前处理机构，通过冷干式脱水组件除去沼气中的水分；过滤机构除去沼气中的油污及VOC(挥发性有机物)。沼气中的液态水及有害物质处理干净后，避免对下道工序的设备产生损坏。过滤机构设置若干并联的过滤组件，且各过滤组件均可独立工作或关断，即一个过滤组件更换活性炭不影响其他过滤组件的工作。提高了生产效率，也实现了活性炭的精准更换，降低了维护成本。

附图说明

图1是本实用新型的脱硫塔的结构示意图；

图2是本实用新型的盛放机构的结构示意图；

图3是图2中B向的结构示意图；

图4是图2中A-A向的结构示意图；

图5是图1中A区域的结构示意图；

图6是本实用新型的结构示意图；

图7是本实用新型一实施例的结构示意图；

图8是本实用新型的脱水机构一实施例的结构示意图；

图9是本实用新型一实施例的结构示意图；

图10是本实用新型的脱水机构一实施例的结构示意图；

图11是本实用新型一实施例的结构示意图；

图12是本实用新型的过滤机构的结构示意图；

图13是本实用新型的下通气组件的结构示意图；

图14是本实用新型的过滤组件的结构示意图；

图15是图14中A区域的结构示意图；

图16是图14中B区域的结构示意图；

图17是图16中B向的结构示意图；

图18是图17中A-A剖的结构示意图；

在图中，1-脱硫塔，11-进气口，12-出气口，13-人孔，14-温度传感器，15-喷水嘴，16-排污口，17-托钩；2-盛放机构，21-第一隔板，22-第二隔板，23-透气孔，24-支撑柱；3-蛇形管，31-导热片，32-第一连接口，33-第二连接口；4-进气泵，41-第一三通阀，42-第二三通阀；5-冷干式脱水组件，51-蒸发器，511-进口，512-出口，513-排水口；52-冷凝器，53-压缩机，54-节流阀；6-干燥剂式脱水组件，61-干燥箱，62-干燥剂层，63-进气管，631-进气支管；64-出气管；7-上通气组件，71-软管；8-过滤组件，81-过滤筒，811-托环；82-密封盖，821-密封环，822-密封圈；83-沼气进口，84-沼气出口，85-盛装筒，851-透气孔，852-定位环，853-横杆，854-吊耳；9-下通气组件，91-支撑体，92-分路接口，93-通气道，94-主路接口，95-开关阀；100-过滤机构。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。本说明书提到的上、下、左、右等方向或位置关系，是为更好的结合附图描述技术方案，以便读者理解，实际实施的情形包括但不限于此描述。

参见图9，本实用新型提供了一种膜分离式沼气提纯用前处理机构，相互连接的冷干式脱水组件5及过滤机构100。

冷干式脱水组件5将除去沼气中的水分。过滤机构100除去沼气中的油污及VOC(挥发性有机物)。经过这两道工序，沼气中的液态水及有害物质处理干净后，避免对下道工序的设备产生损坏。

参见图6，本实用新型的冷干式脱水组件5还连接脱硫塔1构成沼气提纯装置。

脱硫塔1除去沼气中的H₂S气体；更好的，结合图9，冷干式脱水组件5与脱硫塔1之间连接有进气泵4，加快处理的效率，同时进气泵4对沼气有一定的压缩作用，促进水蒸汽冷凝为液态水；参见图7，更好的，过滤机构100还连接干燥剂式脱水组件6，可以进一步除去沼气中残留的液态水。

参见图12，过滤机构100包括上通气组件7和下通气组件9，且二者之间并联若干过滤组件8。

参见图13，上通气组件7和下通气组件9均包括支撑体91，支撑体91设有一主路接口94及若干分路接口92；支撑体91内还设有连通主路接口94和分路接口92的通气道93。更好的，分路接口92上设有开关阀95，便于各过滤组件8的独立通断。上通气组件7和下通气组件9的主路接口94分别连接冷干式脱水组件5及干燥剂式脱水组件6。

参见图14，过滤组件8包括过滤筒81，过滤筒81的筒内设有用于盛放活性炭的盛装筒85；参见图16，盛装筒85的筒底均匀设有若干透气孔851；更好的，为了便于盛装筒85的固定，过滤筒81的内壁上设有托环811，盛装筒85的底部设有与之对应的定位环852。进一步的，定位环852为橡胶材质，使具有一定的弹性便于盛装筒85的安装，同时增加定位环852与托环811之间的密封性，避免沼气从盛装筒85的外部通过。

为便于盛装筒85的取放，参见图17，盛装筒85内还设有一横杆853，进一步的，横杆853上设有吊耳854，吊耳854优选为两个。

过滤筒81的底部设有与下通气组件9的分路接口92连接的沼气进口83；过滤筒81的筒口安装有密封盖82；密封盖82设有沼气出口84，沼气出口84通过软管71连接上通气组件7的分路接口92。

参见图15，为增加密封性，密封盖82上设有用于与过滤筒81的筒口配合的密封环821；进一步的，密封环821内设有密封圈822。

过滤组件8的数量可以根据产能设计规格设定，如8～20个，本实用新型优选为10个、12个、14个或16个。沼气分流至各个过滤组件8中处理提高了过滤的效率及效果。

此外各过滤组件8均可独立工作或关断，即一个过滤组件8更换活性炭不影响其他过滤组件8的工作。提高了生产效率，也实现了活性炭的精准更换，降低了维护成本。更好的，过滤筒81上设置有观察窗，便于工作人员观察活性炭的颜色，实现活性炭的精准更换，保证净化质量。

参见图1，脱硫塔1内设置有1-3层用于放置脱硫剂的盛放机构2；脱硫塔1的下部及顶部分别设置有进气口11和出气口12；沼气从进气口11进入经过脱硫剂处理后，从出气口12导出进入下道工序。本实用新型盛放机构2优选为2层。

更好的，脱硫塔1上还设置有若干人孔13，用于检修及更换失效的脱硫剂。进一步的，脱硫塔1的底部还设有排污口16，用于排放反应或清洗的废水。

进一步的，为避免因塔内温度升高而引起的起火甚至爆炸的危险，每层盛放机构2的上方还设置有温度传感器14及喷水嘴15；温度传感器14和喷水嘴15均电性连接控制单元。当塔内温度超过预设值时，喷水嘴15开启向脱硫剂喷水降温，避免温度持续升高。

结合图5，脱硫塔1的内壁上还设置有若干用于放置盛放机构2的托钩17。更好的，托钩17焊接在脱硫塔1的内壁上。

参见图2，盛放机构2包括平行设置的第一隔板21和第二隔板22；第一隔板21和第二隔板22之间夹设蛇形管3，蛇形管3与第一隔板21和第二隔板22之间分别连接有若干导热片31；蛇形管3采用导热性良好的铜管或不锈钢管。本实用新型优选导热性好且具有耐腐蚀性的不锈钢管，如304不锈钢。第一隔板21上放置脱硫剂。结合图3，第一隔板21和第二隔板22上均匀分布有透气孔23。沼气从透气孔23通过与脱硫剂发生反应。

导热片31选用导热性好的铝合金材质或不锈钢材质。导热片31会及时导走第一隔板21和第二隔板22上产生的热量；更好的，导热片31与蛇形管3、第一隔板21和第二隔板22采用钎焊方式连接；接头连接的致密性好，导热无障碍。

参见图4，蛇形管3设有第一连接口32和第二连接口33，二者分别连接设置在脱硫塔1的外壁上的进液口和出液口。蛇形管3中循环通过冷却液，及时导走脱硫剂发生反应所产生的热量。

结合图4，第一隔板21与第二隔板22之间连接有若干支撑柱24；避免导热片31承受过大的压力。

结合图5，优选的是，盛放机构2的第一隔板21搭接在托钩17上，避免支撑柱24承受过高的压力。在一些特殊情况下，也可以采用第二隔板22搭接在托钩17上的方式。

本实用新型的脱硫塔内设置有1-3层用于放置脱硫剂的盛放机构；盛放机构包括平行设置的第一隔板和第二隔板；第一隔板和第二隔板之间夹设蛇形管，蛇形管分别与第一隔板和第二隔板之间连接有若干导热片；蛇形管中循环通过冷却液，及时导走脱硫剂发生反应所产生的热量。本实用新型结构简单，能实时导走脱硫反应所产生的热量，降低了因塔内温度持续升高而引发的起火爆炸风险。

参见图8，冷干式脱水组件5包括相互循环连接的蒸发器51及冷凝器52；蒸发器51上还设置有用于沼气进入和排出的进口511和出口512。进口511连接脱硫塔1，出口512连接过滤机构100。

沼气在蒸发器51中降温使混在其中的水蒸汽冷凝成液态水，从而实现气液的分离。更好的，蒸发器51上还设置有排水口513，定期将冷凝水排出。

冷凝器52和蒸发器51之间还连接有压缩机53和节流阀54，冷媒在二者之间不断循环，在蒸发器51里气化吸收热量，在冷凝器52内液化放出热量。更好的，冷凝器52为风冷式冷凝器，在冬季可以将为室内提供热风，高效利用沼气中的余热。

参见图10，干燥剂式脱水组件6包括干燥箱61，干燥箱61设有干燥剂层62；干燥箱61内还设有插入到干燥剂层62内的进气管63以及用于导出干燥气体的出气管64；

参见图11，更好的，进气管63与过滤机构100之间还连接有压缩机53；出气管64还连接有节流阀54。压缩机53使进入干燥箱61的沼气的压力升高，从而促进残留冷凝水的析出，避免其进入下道工序；节流阀54降低处理后的沼气的压强，使其流速变缓，提高了下道工序的处理效果。

更好的，进气管63还连接一进气支管631；进气支管631的管身上均布出气小孔。沼气从出气小孔中分散进入干燥剂层62，便于水汽充分吸收，提高干燥效果。进气管63和进气支管631优选耐腐蚀材料制作，如塑料管等。

综上所述，本实用新型的目的在于提供一种冷干脱水式脱硫装置，通过冷干式脱水组件除去沼气中的水分；过滤机构除去沼气中的油污及VOC(挥发性有机物)。沼气中的液态水及有害物质处理干净后，避免对下道工序的设备产生损坏。过滤机构设置若干并联的过滤组件，且各过滤组件均可独立工作或关断，即一个过滤组件更换活性炭不影响其他过滤组件的工作。提高了生产效率，也实现了活性炭的精准更换，降低了维护成本。

当然，本实用新型还可有其它多种实施例，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本实用新型作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种膜分离式沼气提纯用前处理机构，其特征在于，包括相互连接的冷干式脱水组件和过滤机构；

所述冷干式脱水组件包括相互循环连接的蒸发器及冷凝器；所述蒸发器上还设置有用于沼气进入和排出的进口和出口；所述出口连接过滤机构；

所述过滤机构包括上通气组件和下通气组件，且二者之间并联若干过滤组件；

所述上通气组件和下通气组件均包括支撑体，所述支撑体上设有一主路接口及若干分路接口；支撑体的内部还设有将主路接口和各分路接口连通的通气道；下通气组件的主路接口连接蒸发器的出口；

所述过滤组件包括过滤筒，所述过滤筒的筒内设有用于盛放活性炭的盛装筒；所述盛装筒的筒底均匀设有若干透气孔；

所述过滤筒的底部设有与下通气组件的分路接口连接的沼气进口；所述过滤筒的筒口安装有密封盖；密封盖上设有沼气出口，所述沼气出口通过软管连接上通气组件的分路接口；所述分路接口上设有开关阀。

2.根据权利要求1所述的膜分离式沼气提纯用前处理机构，其特征在于，所述冷凝器为风冷式冷凝器。

3.根据权利要求1所述的膜分离式沼气提纯用前处理机构，其特征在于，所述蒸发器的进口连接一进气泵。

4.根据权利要求1所述的膜分离式沼气提纯用前处理机构，其特征在于，所述过滤筒的内壁上设有托环，盛装筒的底部设有与之对应的定位环。

5.根据权利要求1所述的膜分离式沼气提纯用前处理机构，其特征在于，所述盛装筒内还设有一横杆。

6.根据权利要求5所述的膜分离式沼气提纯用前处理机构，其特征在于，所述横杆上设有吊耳。

7.根据权利要求1所述的膜分离式沼气提纯用前处理机构，其特征在于，所述密封盖上设有用于与过滤筒的筒口配合的密封环。

8.根据权利要求7所述的膜分离式沼气提纯用前处理机构，其特征在于，所述密封环内设有密封圈。

9.根据权利要求1～8任意一项所述的膜分离式沼气提纯用前处理机构，其特征在于，所述过滤组件的数量为8～20个。

10.根据权利要求9所述的膜分离式沼气提纯用前处理机构，其特征在于，所述蒸发器上还设置有排水口。

Images