一种沼气气液分离系统的制作方法

本实用新型涉及甲烷生产制造领域，特别涉及一种沼气气液分离系统。

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，由于这种气体最先是在沼泽中发现的，所以称为沼气。人畜粪便、秸秆、污水等各种有机物在密闭的沼气池内，在厌氧 ( 没有氧气 ) 条件下发酵，即被种类繁多的沼气发酵微生物分解转化，从而产生沼气。沼气是多种气体的混合物，其中含有55%以上的甲烷、30%左右的二氧化碳，还含有少量的氨、硫化氢等，其特性与天然气相似，空气中如含有8.6%-20.8%（按体积计）的沼气时，就会形成爆炸性的混合气体，沼气除直接燃烧用于炊事、烘干农副产品、供暖、照明和气焊等外，还可作内燃机的燃料以及生产甲醇、福尔马林、四氯化碳等化工原料。沼气提纯一般有四种方法可以实现，分别是吸收法、变压吸附法、低温冷凝法和膜分离方法。

传统的沼气池经过长时间的废料填充，沼气池底部堆积严重导致沼气池反应滞缓，使得甲烷回收比例小，影响了新能源的开发和利用的问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种沼气气液分离系统，其优点是：该分离系统提高了沼气的产量，使得沼渣发酵更充分，增加了甲烷的回收比例。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种沼气气液分离系统，包括依次连接的发酵装置、除氨装置、干燥装置以及液压装置，所述发酵装置包括发酵筒、设置在发酵筒内的滤板以及设置在发酵筒内位于滤板下方的搅拌件；所述干燥装置包括干燥筒、设置在干燥筒内壁上的红外加热件以及设置在干燥筒上的气压计；所述除氨装置包括除氨筒以及插设在除氨筒内的水位检测器；所述液压装置为液压压缩机，所述发酵筒位于滤板下方侧壁上设有进料口，所述发酵筒位于滤板上方的侧壁上设有排液口，所述发酵筒的顶部设有排气口。

通过上述技术方案，首先将人畜粪便、厨食垃圾、生活污水等各种有机物通过进料口送入发酵筒内自然发酵一段时间之后，发酵筒内有沼渣、沼液和沼气，挡板将沼渣和沼液通过滤板分离开，通过搅拌件对沼渣进行搅拌加热，使得沼渣发酵更充分，提高了沼气的产量；发酵产生甲烷、氨气和水蒸气混合气体，混合气体经过排气口进入除氨筒内，混合气体中的氨气遇水变成氨水，利用水位检测器可实时检测到除氨筒内的水位，当水位达到上限值时，立即发出报警信号，可提醒施工人员排出除氨筒内部分水；将氨气去除之后，沼气进入干燥筒内通过红外加热组件进行加热，将沼气中的水分烘干，气压计可检测到干燥筒内的气压值；烘干后的沼气进入液压压缩机内进行加压降温变成液体，提高了甲烷的回收比例。

本实用新型进一步设置为：所述滤板下表面设有渗透膜，所述滤板的上表面设有分离膜。

通过上述技术方案，渗透膜可将沼渣与沼液分离开，同时便于沼液渗透出来，分离膜可将沼渣中发酵出的沼气进行分离，由于沼气中的二氧化碳相对于甲烷的分子尺寸更大，极性更强，沸点更高，在高分子聚合物膜上的渗透系数和分离系数均较大，因此分离膜对于二氧化碳和甲烷能够具有良好的分离性能，最终实现将甲烷气体提取出来，提高了甲烷的回收质量。

本实用新型进一步设置为：所述搅拌件包括两相对设置在发酵筒内位于挡板下方的螺旋搅拌桨以及设置在发酵筒外壁上的电机，所述电机的电机轴延伸至发酵筒内与螺旋搅拌桨固定连接。

通过上述技术方案，利用电机驱动螺旋搅拌桨转动，使得螺旋搅拌桨对发酵筒内的沼渣进行搅拌，两个螺旋搅拌桨，使得沼渣能够被搅拌均匀，并对使得沼渣产生一定的热量，使得沼渣能够被充分发酵，提高了沼气的产量。

本实用新型进一步设置为：所述排气口上连接有三通管，所述三通管的进口与发酵筒的顶壁连接，所述三通管的一个出口连接有负压管，所述三通管的另一个出口连接有排气管，所述排气管延伸至除氨筒底部。

通过上述技术方案，通过负压管向发酵筒内送入压缩气体，使得发酵筒内形成负压，产出的沼气通过排气管进入除氨筒内，加快了沼气的排出速度。

本实用新型进一步设置为：所述红外加热件包括设置在干燥筒圆周内壁上的红外加热板以及设置在干燥筒外的太阳能电池板，所述红外加热板与太阳能电池板电性连接。

通过上述技术方案，太阳能电池板对红外加热板提供电源，红外加热板可对干燥筒内的沼气进行加热，可将甲烷中的水分被蒸发掉，可提取出干燥的甲烷气体，太阳能电池板的设置降低了生产成本。

本实用新型进一步设置为：所述除氨筒靠近水位检测器的侧壁上设有出气管，所述出气管远离除氨筒的一端延伸至干燥筒内，所述出气管上安装有电控阀门，所述电控阀门与气压计电性连接。

通过上述技术方案，通过出气管可将除氨后的甲烷送入干燥筒内，当气压计检测到干燥筒内的气压达到一定值时，电控阀门关闭，此时可将甲烷中的水分加热烘干，提高了工作效率。

本实用新型进一步设置为：所述干燥筒上设有连接管，所述排气管延伸至液压压缩机内,所述液压压缩机上设有导液管。

通过上述技术方案，通过连接管可将干燥处理后的甲烷气体送入液压压缩机内进行加压降温变成甲烷液体，通过导液管便于将甲烷液体取出。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：

1.利用电机驱动螺旋搅拌桨转动，对发酵筒内的沼渣进行搅拌，加快了沼渣发酵的速度，提高了甲烷的回收比例；

2.渗透膜将沼渣和沼液分离开，分离膜可将沼气中大分子的二氧化碳阻挡住，将小分子的甲烷气体通过，提高了甲烷的回收质量；

3.利用红外电池板对红外加热板供电，可对干燥筒内的甲烷气体中的水分烘干，提高了甲烷的质量，降低了生产成本。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图。

图2是本实用新型中发酵筒的结构示意图。

图3是本实用新型的部分结构示意图。

附图标记：1、发酵装置；101、发酵筒；102、滤板；103、搅拌件；1031、电机；1032、螺旋搅拌桨；2、除氨装置；21、除氨筒；22、水位检测器；3、干燥装置；31、干燥筒；32、红外加热件；321、红外加热板；322、太阳能电池板；33、气压计；4、液压装置；41、液压压缩机；5、进料口；6、排液口；7、排气口；8、渗透膜；9、分离膜；10、三通管；11、负压管；12、排气管；13、出气管；14、连接管；15、电控阀门；16、导液管。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

一种工业沼气气液分离系统，参照图1，包括依次连接的发酵装置1、除氨装置2、干燥装置3、以及液压装置4，通过发酵装置1将沼气发酵出来，通过除氨装置2可将沼气中的氨气去除掉，最后提取出甲烷，利用干燥装置3可将甲烷中的水分去除，最后通过液压装置4将甲烷进行加压降温，最后提出甲烷液体。

参照图2，发酵装置1包括发酵筒101、设置在发酵筒101内的滤板102以及设置在发酵筒101内位于滤板102下方的搅拌件103，滤板102的下表面设有渗透膜8，滤板102的上表面设有分离膜9；通过进料口5将人畜粪便、生活垃圾等有机物送入发酵筒101内静置一段时间后，发酵筒101内由上至下形成有沼气、沼液和沼渣，滤板102将沼渣和沼液分离开，渗透膜8便于沼液渗透出，分离膜9可将大分子的二氧化碳气体和小分子的甲烷气体分离开，提高了甲烷的回收质量，通过搅拌件103对沼渣进行搅拌，使得沼渣被充分发酵，提高了甲烷的回收比例。

参照图3，干燥装置3包括干燥筒31、设置在干燥筒31内壁上的红外加热件32以及设置在干燥筒31上的气压计33；除氨装置2包括除氨筒21以及插设在除氨筒21内的水位检测器22；液压装置4为液压压缩机41；发酵筒101位于滤板102下方的侧壁上设有进料口5，发酵筒101位于滤板102上方设有排液口6，发酵筒101的顶部设有排气口7；发酵出的沼气通过排气口7进入除氨筒21内，除氨筒21内可装有一定量的水，由于氨气遇水变成氨水，通过水位检测器22检测除氨筒21内的水位，当水位达到上限值时，立即发出报警信号，可提醒施工人员可将除氨筒21内的一定量水排出；通过红外加热件32可将甲烷中的水分烘干，提高了甲烷的回收质量；最后甲烷气体进入液压压缩机41（图1）进行加压降温变成甲烷液体，便于对甲烷的收集。

参照图2，搅拌件103包括两相对设置在发酵筒101内位于滤板102下方的螺旋搅拌桨1032以及设置在发酵筒101外壁上的电机1031，电机1031的电机轴延伸至发酵筒101内与螺旋搅拌桨1032固定连接；利用电机1031驱动螺旋搅拌桨1032转动，可对发酵筒101内的沼渣进行搅拌，使得沼渣能够充分发酵，加快了沼渣的发酵，提高了沼气的产量。

参照图2和图3，发酵筒101的排气口7上连接有三通管10，三通管10的进口与发酵筒101的顶部连接，三通管10的一个出口连接有负压管11，三通管10的另一个出口连接有排气管12，排气管12延伸至除氨筒21的底部；通过负压管11可对发酵筒101内送入沼气，使得发酵筒101内形成负压，加快了沼气的排出速度，提高了工作效率，排气管12延伸至除氨筒21的底部，由于氨气遇水变成氨水，可将沼气中的氨气去除掉，提高了甲烷的提取率。

参照图3，红外加热件32包括设置在干燥筒31圆周内壁上的红外加热板321以及设置在干燥筒31外的太阳能电池板322，红外加热板321与太阳能电池板322电性连接；利用太阳能电池板322对红外加热板321进行供电，可将甲烷中的水分烘干，提高了甲烷的回收质量，太阳能电池板322的设置，降低了生产成本。

参照图3，除氨筒21靠近水位检测器22的侧壁上设有出气管13，出气管13远离除氨筒21的一端延伸至干燥筒31内，出气管13上安装有电控阀门15，电控阀门15与气压计33电性连接；干燥筒31上设有连接管14，连接管14延伸至液压压缩机41内；通过出气管13将甲烷送入干燥筒31内，当气压计33检测到干燥筒31内的气压达到上限值时，立即传送信号至PLC控制系统，电控阀门15接收到信号，电控阀门15关闭，并停止对干燥筒31内传送甲烷，此时可对甲烷中的水分进行烘干加热，提高了甲烷的回收质量，通过连接管14可将烘干后的甲烷送入液压压缩机41内进行加压降温变成甲烷液体，通过导液管16可将甲烷液体取出。

本实用新型的工作原理为：利用电机1031驱动螺旋搅拌桨1032转动，可对发酵筒101内的沼渣充分搅拌，使得沼渣能够充分发酵，发酵后的沼气通过分离膜9，小分子的甲烷进入发酵筒101上方，通过排气口7进入除氨筒21内，氨气遇水变成氨水，水位检测器22可实时检测除氨筒21内的水位值，之后甲烷进入干燥筒31内，气压计33检测到干燥筒31内的气压达到设定值时，传送信号至PLC控制系统并将电控阀门15关闭，此时利用红外加热板321可将甲烷中的水分烘干，提高了甲烷的回收质量，最后甲烷气体进入液压压缩机41内变成液体，最后通过导液管16可将甲烷液体取出。

本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。