CN213433758U - 一种厌氧发酵沼气净化脱水装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于厌氧发酵沼气净化脱水技术领域，具体涉及一种厌氧发酵沼气净化脱水装置，该装置包括罐体、旋流板、丝网捕雾器，罐体为桶状结构，罐体上进料口与进气管道连接，进气管道与罐体的桶壁相切；罐体内设置有至少一层旋流板，罐体内旋流板的上方还设置有丝网捕雾器；罐体顶部的出气口通过出气管道连接后续发电工序，罐体底部的出水口通过出水管道连接好氧处理单元，罐体上设置液位计；罐体的桶壁上设置有降温盘管，降温盘管外设置有保温材料层。该装置结构简单，易于操作，能够最大限度地脱除沼气水分，避免沼气中水分过多溶解硫化氢对管道及发电机造成腐蚀，减少设备损耗和经济损失。

Description

一种厌氧发酵沼气净化脱水装置

技术领域

本实用新型属于厌氧发酵沼气净化脱水技术领域，具体涉及一种厌氧发酵沼气净化脱水装置。

背景技术

沼气是有机物质在厌氧条件下，经过微生物的发酵作用而生成的一种可燃气体。沼气是多种气体的混合物，一般含甲烷50～70％，其余为二氧化碳和少量的氮、氢、硫化氢和水等。沼气的主要成分甲烷是一种理想的气体燃料，与适量空气混合后即可燃烧。每立方米纯甲烷的发热值为34000千焦，每立方米沼气的发热量约为20800－23600千焦，即1立方米沼气完全燃烧后，能产生相当于0.7 千克无烟煤提供的热量。与其它燃气相比，其抗爆性能较好，是一种很好的清洁燃料，可用于沼气发电。

由于沼气中含有少量硫化氢，如果沼气中水分过高，硫化氢会溶解在水中，形成酸性溶液，会对输气管道和发电机产生腐蚀作用，增加设备及管道维修费用，造成一定经济损失，并且沼气作为易燃气体，若沼气管道腐蚀泄漏存在安全隐患。因此，需要在沼气产生后进行净化脱水处理，包括脱硫及脱水，目前常采用的脱水方法主要有加压、降温，以及化学脱水剂脱水，脱水剂成本相对较高，加压降温对设备要求太高，并且存在一定安全隐患，能耗较高，需要较大经济投入。

实用新型内容

针对现有的沼气脱水技术的不足，结合实际生产情况，本实用新型提供了一种厌氧发酵沼气净化脱水装置，通过切向进气带动旋流板，利用离心力脱水，并且在罐体外部设置降温盘管，利用降温冷凝手段提高脱水效率，相比于传统单一的脱水方法沼气水分明显减少，同时相比于化学脱水剂成本明显降低，脱水效果较好。

本实用新型的技术方案如下：

一种厌氧发酵沼气净化脱水装置，包括罐体，所述罐体为桶状结构，罐体上的进料口与进气管道连接，进气管道与罐体的桶壁相切；所述罐体内设置有至少一层旋流板，罐体内旋流板的上方还设置有丝网捕雾器；所述罐体顶部的出气口通过出气管道连接后续的发电工序，罐体底部的出水口通过出水管道连接好氧处理单元，罐体上设置上液位计和下液位计；所述罐体的桶壁上设置有降温盘管，降温盘管外设置有保温材料层。

优选地，旋流板连接转动轴，转动轴通过横梁连接罐体，旋流板转动以转动轴为中心旋转。

优选地，所述罐体上的进料口位置低于旋流板的位置。

优选地，所述上液位计和下液位计位置低于旋流板的位置。

优选地，所述进气管道、出气管道和出水管道通过法兰与罐体连接，并设有垫片，方便连接，且保证了装置的密封效果。

优选地，所述出水管道上设置有泵和阀门；进一步优选地，出水管道上泵和阀门与液位计电连接，通过PLC系统控制，当液位较高时，泵和阀门打开，罐体出水，通过出水管，排到后续的好氧处理单元中，减少了资源的浪费，实现了资源的重利用；当罐体底部检测不到液位时，泵和阀门关闭，停止出水。

优选地，进气管道和出气管道上设置有阀门，便于控制气量。

优选地，降温盘管中通入循环冷却水。

优选地，罐体采用不锈钢材质，保证足够强度，能够承受一定压力。

优选地，罐体外部降温盘管采用不锈钢材质，其中通入循环冷却水，并且设置进水阀门。

优选地，罐体的底部呈半球型或锥形，便于罐体排水。

本实用新型利用进气角度，切向进气，在罐体中，形成旋流带来的离心力，并利用降温冷凝手段进行净化脱水，装置中采用丝网捕雾器，提供更彻底的脱水效果；在罐体最外部设有保温材料层，保证降温效果；罐体底部设置为半球体或者锥体，避免脱除的水不能排除彻底，溶解沼气中的硫化氢对主体罐体造成腐蚀，在装置底部设有出水管道，出水管道直接连接后续好氧处理单元，避免脱除水分对环境造成污染，罐体顶部设置出气管道，经脱水处理后的沼气可进入后续发电工序。本实用新型提供的厌氧发酵沼气净化脱水装置，装置结构简单，操作方便，厌氧系统产生的沼气切向进入脱水装置，形成旋流带动旋流板，通过大气量沼气带来强大的离心力配合冷凝降温水蒸气液化的反应将沼气中游离的水分甩出，再经由上部的丝网捕雾器进一步收集，从而达到沼气脱水的目的。

由于沼气中含有硫化氢，如果沼气中水分过高，硫化氢会溶解在水中，形成酸性溶液，会对输气管道和发电机产生腐蚀作用，增加设备及管道维修费用，造成一定经济损失。常见的传统单一方法进行脱水，脱水效果一般，并且需要较高的能耗以及经济投入。本实用新型利用气体自旋流及降温水蒸气液化组合的方式对厌氧发酵沼气进行脱水处理，最大程度上脱除沼气中游离的水分，几乎不需要额外电耗，降低经济投入；罐体底部采用半球形或者锥形，避免了方形罐体水分排除不彻底，造成罐底腐蚀的情况；脱除的水分进入好氧工艺进一步处理，将对环境的污染降到最低。

本实用新型提供的厌氧发酵沼气净化脱水装置，控制气体进气角度产生旋流带来的强大离心力作为动力，加上降温盘管作为辅助将沼气中大部分游离水分脱除，减少管道及发电机因腐蚀造成的经济损失，减少能耗，减少多余的经济投入，出气和出水均被回收利用，对环境不会造成任何影响。该装置结构简单，易于操作，保证脱水效果的同时减少资源的浪费，减少经济投入，且对环境无任何不良影响。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的带有降温盘管的结构示意图；

图3为本实用新型的罐体A-A’处的剖视图；

图4为本实用新型的俯视图；

图5为本实用新型的B处的细节图；

图6为本实用新型的旋流板的结构示意图；

其中，1为罐体，2为旋流板，3为进气管道，4为出水管道，5为阀门，6 为泵，7为好氧处理单元，8-1为下液位计，8-2为上液位计，9为后续发电工序，10为出气管道，11为丝网捕雾器，12为降温盘管，13为保温材料层，14为横梁，15为转动轴。

具体实施方式

为了使该实用新型的技术方案更加清楚，以下结合附图，对本实用新型进一步详细说明，此处所描述的具体实例，仅仅用以解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。

如图所示1，本实用新型提供的一种厌氧发酵沼气净化脱水装置，包括罐体 1，所述罐体1为桶状结构，罐体1上的进料口与进气管道3连接，进气管道3 与罐体1的桶壁相切；所述罐体1内设置有两层旋流板2，旋流板2连接转动轴15，转动轴15通过横梁14连接罐体1；罐体1上的进料口位置低于旋流板2的位置；罐体1内旋流板2的上方还设置有丝网捕雾器11，提供更彻底的脱水效果；所述罐体1顶部的出气口通过出气管道10连接后续发电工序9，罐体1底部的出水口通过出水管道4连接好氧处理单元7，罐体1上设置上液位计8-2和下液位计8-1，上液位计8-2和下液位计8-1位置低于旋流板2的位置；出水管道4上设置有泵6和阀门5，出水管道4上泵6和阀门5与液位计电连接，通过 PLC系统控制，当上液位计8-2检测到液位时，泵6和阀门5打开，罐体1出水，通过出水管道4排到后续的好氧处理单元7中，减少了资源的浪费，实现了资源的重利用；当下液位计8-1检测不到液位时，泵6和阀门5关闭，停止出水；所述罐体1的桶壁上设置有降温盘管12，降温盘管12外设置有保温材料层13，降温盘管12通入循环冷却水，使得罐体1内水蒸气降温液化，保证脱水效果，保温材料层13保证了降温效果；进气管道3和出气管道10上设置有阀门，便于控制气量；罐体1底部采用半球形或者锥形，避免了方形罐体水分排除不彻底，造成罐底腐蚀的情况；罐体1采用不锈钢材质，保证足够强度，能够承受一定压力；罐体1外部降温盘管12采用不锈钢材质，其中通入循环冷却水，并且设置进水阀门。

进气管道3、出气管道10和出水管道4通过法兰与罐体1连接，并设有垫片，方便连接，并保证了装置的密闭性。

本实用新型提供的厌氧发酵沼气净化脱水装置，装置结构简单，操作方便，厌氧系统产生的沼气切向进入本脱水装置，形成旋流带动旋流板2，以转动轴15 为中心开始旋转，通过大气量沼气带来强大的离心力配合冷凝降温水蒸气液化的反应将沼气中游离的水分甩出，再经由上部的丝网捕雾器11进一步收集，从而达到沼气脱水的目的。

具体运行时，一种厌氧发酵沼气净化脱水装置正常工作状态下，开启进气管道3及出气管道上阀门，开启降温盘管12进水阀门，沼气通过进气管道3切向进入罐体1形成旋转气流，带动二层旋流板2转动，再经由丝网捕雾器11最终收集，脱水后沼气经出气管道10进入后续发电工序9，甩出的水分落入罐底，当液位到达一定高度时，液位计8-1检测到液位后，出水管道4上阀门5开启，并开启泵6进行排水至好氧处理单元7，当液位到达最低点时，液位计,8-2不能检测到液位后，出水管道4上的阀门5关闭、泵6停止排水，脱水装置连续运行，连续进出气，通过液位自动控制排水。

本实用新型提供的厌氧发酵沼气净化脱水装置，在减少能耗以及设备维护保养的基础上，极大程度地降低了沼气含水量，保证用于发电的沼气中甲烷纯度，减少硫化氢溶解造成的管道及设备腐蚀，在一定程度上提高效率，减少资源浪费，以上所述均直接或间接地减少了经济投入，该装置结构简单，易于操作，保证脱水效果的同时减少资源的浪费，减少经济投入，且对环境无任何不良影响。

Claims (10)

1.一种厌氧发酵沼气净化脱水装置，包括罐体，其特征在于，所述罐体(1)为桶状结构，罐体(1)上的进料口与进气管道(3)连接，进气管道(3)与罐体(1)的桶壁相切；所述罐体(1)内设置有至少一层旋流板(2)，罐体(1)内旋流板(2)的上方还设置有丝网捕雾器(11)；所述罐体(1)顶部的出气口通过出气管道(10)连接后续发电工序(9)，罐体(1)底部的出水口通过出水管道(4)连接好氧处理单元(7)；罐体(1)上设置液位计；所述罐体(1)的桶壁上设置有降温盘管(12)，降温盘管外设置有保温材料层(13)。

2.根据权利要求1所述的一种厌氧发酵沼气净化脱水装置，其特征在于，所述旋流板(2)连接转动轴(15)，转动轴(15)通过横梁(14)连接罐体(1)。

3.根据权利要求1所述的一种厌氧发酵沼气净化脱水装置，其特征在于，所述罐体(1)上的进料口位置低于旋流板(2)的位置。

4.根据权利要求1所述的一种厌氧发酵沼气净化脱水装置，其特征在于，所述液位计位置低于旋流板(2)的位置。

5.根据权利要求1所述的一种厌氧发酵沼气净化脱水装置，其特征在于，所述进气管道(3)、出气管道(10)和出水管道(4)通过法兰与罐体(1)连接，并设有垫片。

6.根据权利要求1所述的一种厌氧发酵沼气净化脱水装置，其特征在于，所述出水管道(4)上设置有泵(6)和阀门(5)。

7.根据权利要求5所述的一种厌氧发酵沼气净化脱水装置，其特征在于，所述出水管道(4)上泵(6)和阀门(5)与液位计电连接，通过PLC系统控制。

8.根据权利要求1所述的一种厌氧发酵沼气净化脱水装置，其特征在于，所述进气管道(3)和出气管道(10)上设置有阀门。

9.根据权利要求1所述的一种厌氧发酵沼气净化脱水装置，其特征在于，所述降温盘管(12)中通入循环冷却水。

10.根据权利要求1所述的一种厌氧发酵沼气净化脱水装置，其特征在于，所述罐体(1)的底部呈半球型或锥形。

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