CN210595962U - 一种沼气净化处理设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于沼气净化技术领域，提供了一种沼气净化处理设备，包括湿式阻火器，用于通过水封对沼气发酵罐与下游的沼气管道之间建立阻火安全保护，湿式阻火器设置于与沼气发酵罐连接的沼气输送管的正压端；脱水器，用于对从湿式阻火器输送来的沼气进行脱水处理；至少一个脱硫罐，用于对脱水后的沼气进行脱硫净化处理；沼气缓冲罐，用于对脱硫净化处理后的沼气进行收集缓存；沼气发酵罐还连接有正压保护器，用于对沼气发酵罐进行正压保护，正压保护器设有与沼气发酵罐相通的中心管，正压保护器内设有水封线；沼气净化处理设备还包括增压风机。本实用新型实现了对沼气的脱水脱硫处理，并提高了安全防护功能，提高了资源利用率及环保性。

Description

一种沼气净化处理设备

技术领域

本实用新型涉及沼气净化技术领域，具体涉及一种沼气净化处理设备。

背景技术

目前常用的工业污水处理方法之一是将其进行厌氧处理后再进行好氧处理，待废水中所含的有机物及其它物质被降解后，再将其排放。在污水厌氧处理过程中，污水中的大量有机物被分解，产生大量的沼气，沼气中甲烷的含量较高，若直接将其排放，不仅会造成环境污染，还浪费了大量能源。因此，必须将产生的沼气收集储存起来。但由于沼气为易燃气体，其危险性极高，保存的疏忽或使用时操作的不当，都容易造成安全事故的发生，且沼气的收集及储存成本很高，操作起来很麻烦，既费时又费力。

因此，开发一种沼气净化处理设备，不但具有迫切的研究价值，也具有良好的经济效益和工业应用潜力，这正是本实用新型得以完成的动力所在和基础。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本实用新型提供一种沼气净化处理设备，以便对沼气进行充分净化，提高资源利用率及环保性。

为达到上述目的，本实用新型采用如下的技术方案：

一种沼气净化处理设备，包括湿式阻火器，用于通过水封对沼气发酵罐与下游的沼气管道之间建立阻火安全保护，所述湿式阻火器设置于与所述沼气发酵罐连接的沼气输送管的正压端；

通过沼气输送管与所述湿式阻火器相连的脱水器，用于对从所述湿式阻火器输送来的沼气进行脱水处理；

通过沼气输送管与所述脱水器相连的至少一个脱硫罐，用于对脱水后的沼气进行脱硫净化处理；

通过沼气输送管与所述脱硫罐相连的沼气缓冲罐，用于对脱硫净化处理后的沼气进行收集缓存；

所述沼气发酵罐还连接有正压保护器，用于对沼气发酵罐进行正压保护，所述正压保护器设有与所述沼气发酵罐相通的中心管，所述正压保护器内设有水封线；

所述沼气净化处理设备还包括增压风机。

作为一种优选的技术方案，所述正压保护器上还设有与外部大气相通的烟筒，所述烟筒设于所述正压保护器的侧壁上。

作为一种优选的技术方案，所述中心管的底端低于所述水封线的水平位置。

作为一种优选的技术方案，所述增压风机为罗茨鼓风机，

作为一种优选的技术方案，所述增压风机设置于所述脱硫罐与所述沼气缓冲罐之间。

作为一种优选的技术方案，所述脱硫罐设有两个，两所述脱硫罐并联设置在所述脱水器与所述沼气缓冲罐之间，所述脱水器与两所述脱硫罐的进气口之间通过分气三通相连，所述沼气缓冲罐与两所述脱硫罐的出气口之间通过集气三通相连。

作为一种优选的技术方案，所述脱硫罐为干式脱硫罐，所述脱硫罐的内部及外部均设有防护层。

作为一种优选的技术方案，所述脱水器内设有至少一层双滤网板，所述双滤网板内填充有滤网填料，所述双滤网板为中心对称的倒锥形，且所述双滤网板的底面设有倾斜向所述倒锥形的锥尖的引水条；所述脱水器的底侧设有进气口，顶部设有出气口。

作为一种优选的技术方案，所述脱水器底部设有沼气集水器及排水阀。

由于采用以上技术方案，本实用新型具有以下有益效果：

沼气经沼气发酵罐产生后，通过沼气管道向外输送，并首先经过湿式阻火器，湿式阻火器通过水封对沼气发酵罐与下游的沼气管道之间建立阻火安全保护，防止当管道发生意外爆炸事故时，燃烧或爆炸产生的冲击波破坏沼气发酵罐，并阻断爆炸产生的火焰沿沼气管道传导，防止事故进一步扩大；通过湿式阻火器后的沼气进入脱水器进行脱水处理，防止沼气中的水分与硫化氢共同作用，加速管道及阀门、流量计等的腐蚀；通过脱水器后的沼气进入脱硫罐进行脱硫净化处理；通过脱硫罐处理后的沼气进入沼气缓冲罐进行收集缓存，便于后续的使用；沼气发酵罐连接有正压保护器，对沼气发酵罐进行正压保护，防止沼气泄露，并在罐内沼气压力过大时进行泄压；增压风机对沼气的输送提供压力。

本实用新型实现了对沼气的脱水脱硫处理，并提高了安全防护功能，提高了资源利用率及环保性，结构简单，使用方便，适于大规模推广及使用。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为脱水器的剖视结构示意图；

附图中，1沼气发酵罐1，2湿式阻火器2，3沼气输送管3，31分气三通31，32集气三通32，4脱硫罐4，5沼气缓冲罐5，6正压保护器6，61中心管61，62烟筒62，7增压风机7，8脱水器8，81双滤网板81,82滤网填料82，83引水条83，84进气口84，85出气口85，86沼气集水器86，87排水阀87。

具体实施方式

下面将结合实施例对本实用新型的技术方案进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

如图1-2所示，一种沼气净化处理设备，包括湿式阻火器2，用于通过水封对沼气发酵罐1与下游的沼气管道之间建立阻火安全保护，湿式阻火器2设置于与沼气发酵罐1连接的沼气输送管3的正压端；在实际的应用中可根据不同管路直径的大小选择不同规格的湿式阻火器2，通用性较强，湿式阻火器2的水位控制原理为，首先按照要求预设水封水位控制进水阀、放水阀，当水位低于预设水封水位，可通过人工或机械在进水口补水，直到水位在规定值；当水位显示超过水封水位，打开放水阀放水，至水封水位关闭；

湿式阻火器2采用钢结构地上塔式容器，在安装时需根据设备总重量、底座大小和地脚螺栓的位置安好垫铁，地脚螺栓与螺母应配成套，松紧适度，无乱扣、缺丝和裂纹等缺陷。

通过沼气输送管3与湿式阻火器2相连的脱水器8，用于对从湿式阻火器2输送来的沼气进行脱水处理；

通过沼气输送管3与脱水器8相连的至少一个脱硫罐4，用于对脱水后的沼气进行脱硫净化处理；

通过沼气输送管3与脱硫罐4相连的沼气缓冲罐5，用于对脱硫净化处理后的沼气进行收集缓存；由于厌氧发酵装置工作状态的波动及进料量和浓度的变化，单位时间沼气的产量也有所变化。当沼气作为生活用能、发电等集中利用时，由于沼气的生产是连续的，而沼气的使用是间歇的，为了合理、有效的平衡产气和用气，需采用储气的办法来解决，本实施例中采用沼气缓冲罐5，用于储存压缩空气，进行存气缓冲，同时起稳定系统压力的作用，避免空压机频繁加卸载和除掉大部分的液态水。

沼气发酵罐1还连接有正压保护器6，用于对沼气发酵罐1进行正压保护，正压保护器6设有与沼气发酵罐1相通的中心管61，正压保护器6内设有水封线；

沼气净化处理设备还包括增压风机7。

正压保护器6上还设有与外部大气相通的烟筒62，烟筒62设于正压保护器6的侧壁上。沼气发酵罐1对于压力是有一个承受上限的，如果罐体内部压力超过这个数值，就很可能会导致罐体爆裂等严重安全事故。例如：当罐体进料并搅拌的时候，产气量会骤然增加，大量的沼气迅速在罐体聚集，产生非常大的压力。如果此时不能及时给罐体泄压，就很可能会导致安全事故。因此采用正压保护器6对罐体进行泄压。正压保护器6的内部有一定深度的水封，作用有二。一是防止沼气泄露，因为正压保护器6上部与沼气发酵罐1相连；二就是它的泄压作用。当罐内沼气压力过大时，中心管61内的水位下降，直到沼气从中心管61的下端逸出，并从侧壁的烟囱排向大气。当气体逸出的时候，会带起一定高度的水柱，很有可能从正压保护器6中漏出，因此需要加设烟筒62，作用在于防止正压保护器6中的水流失，从而导致罐体漏气，因此中心管61的底端需低于水封线的水平位置。

增压风机7为罗茨鼓风机，罗茨鼓风机为容积式回转风机，在机壳内设置一对相互反向旋转的转子，转子之间、转子和机壳之间具有适当的间隙，构成进气腔与排气腔相互隔绝，借助于转子的旋转，使气体由进气腔推送至排气腔后排出机体，完成吸气、排气的过程，三叶罗茨鼓风机旋转一周完成六次吸气排气过程，因此运行更平稳，振动更小，噪音更低。

气体在机体内无压缩变化，至排气口时，由于排气口与工作阻力相等，排出气体要克服阻力后才能排出，因此形成气体的压力，所以风机流量大小与风机的容积、风机的转速有关。

增压风机7设置于脱硫罐4与沼气缓冲罐5之间。

脱硫罐4设有两个，两脱硫罐4并联设置在脱水器8与沼气缓冲罐5之间，脱水器8与两脱硫罐4的进气口84之间通过分气三通31相连，沼气缓冲罐5与两脱硫罐4的出气口85之间通过集气三通32相连，并联设置的脱硫罐4可以提高工作效率。

脱硫罐4为干式脱硫罐4，脱硫罐4的内部及外部均设有防护层。干式脱硫罐4包括罐体及罐体内的填料层，气体以低流速从进气端经过容器内填料层，硫化氢（H2S）氧化成硫或硫氧化物后，余留在填料层中，净化后气体从容器出气端排出；罐体内进行防腐处理，脱硫填料层为TG系列脱硫剂，TG系列脱硫剂是以氧化铁为主要活性组份，添加有其他促进剂加工成型的高效净化剂。在常温下，对气体中的硫化氢有很高的脱除性能，对硫醇类有机硫和大部分氮氧化物也有一定脱除效果。TG系列脱硫剂在使用上具有设备简单、操作方便、净化度高床层阻力低、实用性强，无二次污染等特点，即便在无氧无氨等苛刻条件下，也能精度脱除硫化氢。

脱硫及再生原理：脱硫：Fe2O3·H2O+3H2S=Fe2O3·HO+3H2O+15千卡再生：Fe2O3·H2O+2O2=Fe2O3·H2O+3S+145千卡，若气体中O2分子数与H2S分子数之比大于2.5时，上述脱硫、再生反应可实现连续再生，则上两反应式合并为：H2S+2O2=Fe2O3·H2O+H2O+S 氧化铁实际上相当于催化剂。

操作条件为，空速：200—400h-1 （加压或H2S含量低时刻适当提高到500~600h-1 ）线速度：0.10—0.3米/秒（空塔）压力：常压温度：常温—130℃（20—80℃最佳）以上水分含量及PH值：脱硫剂中水分起介质作用，其含量应以脱硫剂重量的10%左右为宜。使用中要求带有少量水汽，以抑制气流将脱硫剂中水分带走，单不宜带大量水蒸气，避免水汽冷凝而造成微孔堵塞。脱硫及再生过程PH值7.5—9.0之间时效果最佳。

再生操作为，脱硫塔出气中H2S含量超过1ppm或使用要求指标，而硫塔尚未到30%时，则应进行脱硫剂的再生。

再生方法：可分为连续再生和间歇再生。当原料气中O2/H2S的摩尔比较高时，可实现连续再生。不必专门进行再生操作。如原料气中O2含量较低，不能实现连续再生时，可进行间歇再生一般有以下几种方法：（1）自然通空气再生（2）强制通空气再生 （3）惰性气体配空气循环再生。

再生过程主要控制床层温度30～80℃，最高不能超过90℃。温度控制主要采用调节进塔再生中氧含量的方法进行。采用自然空气再生，主要适用于量较少，吸硫较少的场合，其温度控制主要采用调 节气量的方法进行，发现温度猛涨应立即关闭进气阀。

再生所需时间取决于吸硫量的多少、吸硫多，再生过程长；吸硫少，再生过程短。再生次数一般为2～3次。再生结束的标志 当床层温度不上升，进口含量基本接近时，即可认为再生结关闭进气阀，将脱硫塔串入系统或备用。

脱水器8内设有至少一层双滤网板81，双滤网板81内填充有滤网填料82，双滤网板81为中心对称的倒锥形，且双滤网板81的底面设有倾斜向倒锥形的锥尖的引水条83；脱水器8的底侧设有进气口84，顶部设有出气口85。

本实施例中采用两层双滤网板81，沼气经过脱水器8底侧的进气口84进入脱水器8内部，并上行到双滤网板81上，沼气内的水分在双滤网板81及滤网填料82的作用下进行冷凝并在倒锥形及引水条83的作用下向下流，便于提高脱水效果，同时倒锥形的设置增加了沼气与双滤网板81、滤网填料82的作用面积，提高了脱水效率。

脱水器8底部设有沼气集水器86及排水阀87，需定期排放。沼气脱水属于沼气脱硫系统的一部分，脱水设备占整个气体净化投入的比重很小，但其作用仅次于硫化氢的脱出。在环境允许时，将排水阀87的阀门打开，或者是根据需要进行人工或机械选择排水；若发现除水、除尘效果不佳，则拆开法兰盖，清洗内部丝网。

沼气输送管3上设有与各个罐体相配合的阀门。

沼气经沼气发酵罐1产生后，通过沼气管道向外输送，并首先经过湿式阻火器2，湿式阻火器2通过水封对沼气发酵罐1与下游的沼气管道之间建立阻火安全保护，防止当管道发生意外爆炸事故时，燃烧或爆炸产生的冲击波破坏沼气发酵罐1，并阻断爆炸产生的火焰沿沼气管道传导，防止事故进一步扩大；通过湿式阻火器2后的沼气进入脱水器8进行脱水处理，防止沼气中的水分与硫化氢共同作用，加速管道及阀门、流量计等的腐蚀；通过脱水器8后的沼气进入脱硫罐4进行脱硫净化处理；通过脱硫罐4处理后的沼气进入沼气缓冲罐5进行收集缓存，便于后续的使用；沼气发酵罐1连接有正压保护器6，对沼气发酵罐1进行正压保护，防止沼气泄露，并在罐内沼气压力过大时进行泄压；增压风机7对沼气的输送提供压力。

本实用新型实现了对沼气的脱水脱硫处理，并提高了安全防护功能，提高了资源利用率及环保性结构简单，使用方便，适于大规模推广及使用。

本实用新型的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本实用新型的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (9)

1.一种沼气净化处理设备，其特征在于：包括

湿式阻火器，用于通过水封对沼气发酵罐与下游的沼气管道之间建立阻火安全保护，所述湿式阻火器设置于与所述沼气发酵罐连接的沼气输送管的正压端；

通过沼气输送管与所述湿式阻火器相连的脱水器，用于对从所述湿式阻火器输送来的沼气进行脱水处理；

通过沼气输送管与所述脱水器相连的至少一个脱硫罐，用于对脱水后的沼气进行脱硫净化处理；

通过沼气输送管与所述脱硫罐相连的沼气缓冲罐，用于对脱硫净化处理后的沼气进行收集缓存；

所述沼气发酵罐还连接有正压保护器，用于对沼气发酵罐进行正压保护，所述正压保护器设有与所述沼气发酵罐相通的中心管，所述正压保护器内设有水封线；

所述沼气净化处理设备还包括增压风机。

2.在根据权利要求1所述的一种沼气净化处理设备，其特征在于：所述正压保护器上还设有与外部大气相通的烟筒，所述烟筒设于所述正压保护器的侧壁上。

3.根据权利要求2所述的一种沼气净化处理设备，其特征在于：所述中心管的底端低于所述水封线的水平位置。

4.根据权利要求1所述的一种沼气净化处理设备，其特征在于：所述增压风机为罗茨鼓风机。

5.根据权利要求1所述的一种沼气净化处理设备，其特征在于：所述增压风机设置于所述脱硫罐与所述沼气缓冲罐之间。

6.根据权利要求1所述的一种沼气净化处理设备，其特征在于：所述脱硫罐设有两个，两所述脱硫罐并联设置在所述脱水器与所述沼气缓冲罐之间，所述脱水器与两所述脱硫罐的进气口之间通过分气三通相连，所述沼气缓冲罐与两所述脱硫罐的出气口之间通过集气三通相连。

7.根据权利要求1所述的一种沼气净化处理设备，其特征在于：所述脱硫罐为干式脱硫罐，所述脱硫罐的内部及外部均设有防护层。

8.根据权利要求1所述的一种沼气净化处理设备，其特征在于：所述脱水器内设有至少一层双滤网板，所述双滤网板内填充有滤网填料，所述双滤网板为中心对称的倒锥形，且所述双滤网板的底面设有倾斜向所述倒锥形的锥尖的引水条；所述脱水器的底侧设有进气口，顶部设有出气口。

9.根据权利要求1所述的一种沼气净化处理设备，其特征在于：所述脱水器底部设有沼气集水器及排水阀。

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