专利名称：垃圾填埋气资源化综合利用成套装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种垃圾填埋气处理装置，具体地说是一种垃圾填埋气资源化综合利用成套装置。
背景技术：
目前，随着城市化的不断发展，城市的垃圾处理成为环保的重要内容，垃圾的回收利用是目前世界各国重点研究的内容，垃圾分类处理是一个比较好的方法，它不仅有利于环保，而且节约了资源，但对于一些数量巨大、无利用价值的垃圾，如生活垃圾，目前尚无行之有效的利用方法。对无利用价值的垃圾最好的处理办法就是通过建立垃圾填埋场进行集中填埋，为此，各城市均在城郊建有许多垃圾填埋场用以垃圾的填埋。堆放在垃圾填埋场中的垃圾中的有机物在厌氧状态下会自行分解产生大量的填埋气，其主要成分是甲烷和二氧化碳。在一些大型填埋场，其产生的填埋气中的甲烷的含量能高达60％，而甲烷天然气的主要成份，是一种可回收利用的资源，同时如果不对甲烷进行综合利用，它又是一种污染源和能在一定条件下产生爆炸的危险性气体，如直接向空气中排放，它又是一种强致温室效应的气体，为此，现有的垃圾填埋场均采用设立若干深达几十米的集气井的办法将垃圾填埋场产生的填埋气直接向空气中排放，这种方法不仅污染严重，危险性大，而且是对资源的严重浪费。目前，尚无一种能对垃圾填埋场产生的填埋气进行监控和资源化综合利用的成套设备。
发明内容
本发明的目的是提供一种能对垃圾填埋场产生的填埋气进行实时监控、处理和资源化综合利用的成套装置。
本发明的技术方案是一种垃圾填埋气资源化综合利用成套装置，与垃圾填埋场的集气井相连，用于垃圾填埋场产生的填埋气的处理和回收利用，包括初级单元和次级单元，初级单元和次级单元通过导气管相连，其特征是初级单元包括筛网式气体过滤器、气液分离器、流量计、气体分析仪、风机，次级单元由无污染燃烧排放装置、回收利用装置或其组合组成；当该装置用于检测垃圾填埋气时，次级单元可仅包括一个无污染燃烧排放装置；当全部利用所抽取的垃圾填埋气时，次级单元可仅包括一个回收利用装置；当垃圾填埋场产生的填埋气量大于利用装置的处理量时，次级单无可由无污染燃烧排放装置、回收利用装置组成。初级单元中的筛网式气体过滤器的进气口与垃圾填埋场的集气井口相连，其出气口通过导气管与气液分离器相连，气液分离器通过导气管与流量计的入口相连，流量计的出口与风机的入口相连，气体分析仪通过采样管与筛网式气体过滤器出口处的导气管相连；次级单元中的无污染燃烧排放装置的入口或回收利用装置的入口与风机的出口通过导气管相连，在风机的出口处的导气管中还可加装阀门进行控制。
本发明的无污染燃烧排放装置包括阻火器、引火器、火炬燃烧器，阻火器的进气端通过导气管与风机出口端相连，阻火器的出口端与排空管相连，排空管与火炬燃烧器相连，引火器的一端伸入火炬燃烧器中，另一端通过引火管与点火器相连。
本发明的阻火器可采用石化行业常用的阻火器，也可采用由二个罐体连接而成，在二个罐体的连接面上安装有网状阻火层；为了控制排放的填埋气流量以及点燃火炬时的引火气量，可在连接阻火器的进气端与风机出口端的导气管上安装阀门来进行调节。
本发明的回收利用装置包括活性炭吸附塔、氢氧化钠碱液填料吸收塔；活性炭吸附塔的作用是去除垃圾填埋气中的硫化氢气体，氢氧化钠碱液填料吸收塔的作用是用于去除垃圾填埋气中的二氧化碳及硫化氢等酸性气体；活性炭吸附塔通过导气管与风机出口端相连，活性炭吸附塔通过导气管与氢氧化钠碱液填料吸收塔相连，氢氧化钠碱液填料吸收塔通过导气管与稳压罐或增压风机相连；当经氢氧化钠碱液填料吸收塔处理后输出的气体的甲烷含量达到93％以上时，可通过增压风机输送到天然气管道供用户使用，也可通过增压风机输送到压缩罐装设备，进行罐装后提供给用户使用；当垃圾填埋气用于发电场合时，使填埋气经一级氢氧化钠碱液吸收处理后填埋气中甲烷含量高于50％，通过导气管送至稳压罐，经稳压罐稳压后送至燃气发电机发电，也可送至其它用气设备使用。为了保证吸附过程的连续运行，可采用两个活性炭吸附塔交替进行吸附及再生工作。为了提高氢氧化钠碱液填料吸收塔去除酸性气体的效果，设置二个氢氧化钠碱液填料吸收塔对填埋气中的酸性气体进行串联吸收，在通过增压风机向天然气管道供气时，使填埋气经过二级氢氧化钠碱液填料吸收塔吸收后，以保证处理后的填埋气中甲烷含量达到93％以上，并由增压风机送气。
本发明的填埋气经过活性炭吸附塔和氢氧化钠碱液填料吸收塔处理后，可通过导气管单独与稳压罐相连，用以发电或其它用途，也可单独与增压风机相连，用以直接向天然气管道供气，实际使用中最好同时与稳压罐和增压风机相连，只要在与稳压罐或增压风机相连的导气管上加装阀门，通过控制相应阀门的开关，既可实现分别供气，又可实现同时供气的目的。
为确保安全和节约成本，本发明的活性炭吸附塔连接有脱附废气燃烧器，氢氧化钠碱液填料吸收塔连接有碱液泵和废液罐，碱液泵与碱液储罐相连。
本发明的活性炭吸附塔中的活性炭可采用下述方法再生当稳压罐与燃气发电机相连时，燃气发电机输出的尾气或直接排放，或通过导气管与活性炭吸附塔相连，用于活性炭的脱附再生，脱附气在废气燃烧器中燃烧后无污染排放。碱液吸收酸性气体的过程产生的废液在中和池中中和处理后达标排放。
本发明的初级单元中的各部件还可采用如下连接方法筛网式气体过滤器的进气口通过导气管与垃圾填埋场的集气井口相连，筛网式气体过滤器的出气口通过导气管与流量计的入口相连，流量计的出口通过导气管与气液分离器相连，气液分离器通过导气管与风机的入口相连，气体分析仪通过采样管与筛网式气体过滤器出口处的导气管相连；风机的出口通过导气管与无污染燃烧排放装置相连或回收利用装置相连。
本发明的有益效果1、本发明解决了垃圾填埋场产生的填埋气的监控和资源再生问题，既解决了困扰垃圾填埋场的安全问题和环境污染问题，又实现了资源再生的目的，是一项利国利民的重大发明。
2、本发明的结构简单，可实现模块化组合，灵活方便，可根据需要增添或删除模块，可通过初级单元与次级单元中的无污染燃烧排放装置组装成监控与直接燃烧排放的装置，也可通过初级单元与次级单元中的回收利用装置组成直接发电的成套装置，也可通过初级单元与次级单元中的回收利用装置组成直接向天然气管理供气或罐装的成套装置，也可通过初级单元与次级单元中的回收利用装置组成发电、供气的成套装置，还可通过初级单元与次级单元中的无污染燃烧排放装置、回收利用装置组装成抽取、监控、排放、综合利用装置。
3、设备制造简单，所有组成设备可利用现有技术中的成熟产品进行合理组合搭配而成，也可自行制造。
图1是本发明的成套装置组成结构框图。
图2是本发明的初级单元与无污染燃烧排放装置连接结构示意图。
图3是本发明的实施例的连接结构示意图。
具体实施例方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
如图3所示。
一种垃圾填埋气资源化综合利用成套装置，与垃圾填埋场的集气井相连，用于垃圾填埋场产生的填埋气的处理和回收利用，包括初级单元和次级单元，初级单元和次级单元通过导气管相连。初级单元包括筛网式气体过滤器1、气液分离器2(可采用常见的折流板式分离器)、流量计3(可采用防腐性转子流量计)、气体分析仪4(可采用的型号为IST-S)、风机5(可采用常用的罗茨风机)，风机5可采用变频器调节流量，流量计3应采用可调节流量的流量计。次级单元由无污染燃烧排放装置6和回收利用装置7组成，无污染燃烧排放装置6的入口和回收利用装置7的入口均与风机5的出口通过导气管8相连，在各自的导气管8上均加装有阀门9；在初级单元的工作过程中为了避免垃圾填埋气的直接排放造成空气污染，可打开连接无污染燃烧排放装置6的阀门9将填埋气通过无污染燃烧排放装置6燃烧后直接向空气中排放，也可在已连接了次级单元的前提下打开连接回收利用装置7的阀门8，将一部分或全部填埋气送入回收利用装置中进行回收利用。初级单元中的筛网式气体过滤器1的进气口与垃圾填埋场的集气井口相连，其出气口通过导气管8与气液分离器2相连，气液分离器2通过导气管8与流量计3的入口相连，流量计3的出口与风机5的入口相连，气体分析仪4通过采样管与筛网式气体过滤器1出口处的导气管8相连。初级单元中的筛网式气体过滤器1、气液分离器2、流量计3、气体分析仪4、风机5还可采用下述方式进行连接(如图2所示)筛网式气体过滤器1的进气口与垃圾填埋场的集气井口相连，其出气口通过导气管8与流量计3的入口相连，流量计3的出口与气液分离器2相连，气液分离器2通过导气管8与风机5的入口相连，气体分析仪4通过采样管与筛网式气体过滤器1出口处的导气管8相连。
本实施例的无污染燃烧排放装置6包括阻火器10、引火器11、火炬燃烧器12，阻火器10的进气端通过导气管8与罗茨风机5的出口端相连，阻火器10的出口端与排空管13相连，排空管13与火炬燃烧器12相连，引火器11的一端伸入火炬燃烧器12中，另一端通过引火管14与点火器15相连。如图2所示。
本发明的阻火器10可采用石化行业常用的阻火器，也可采用由二个罐体连接而成，在二个罐体的连接面上安装有网状阻火层；为了控制燃烧排放的填埋气流量以及点燃火炬时的引火气量，可在连接阻火器的进气端与风机出口端的导气管上安装一个蝶阀16来进行调节。如图2所示。
具体实施时，初级单元和无污染燃烧排放装置6可组装成一个独立的装置，并同时安装在一个活动小车23上。如图2所示。
本实施例的回收利用装置7包括二个活性炭吸附塔17、18、二个氢氧化钠碱液填料吸收塔19、20；活性炭吸附塔17、18的作用是去除垃圾填埋气中的硫化氢气体，氢氧化钠碱液填料吸收塔19、20的主要作用是用于去除垃圾填埋气中的二氧化碳气体，此外还能去除垃圾填埋气中的硫化氢气体；活性炭吸附塔17、18均与脱附废气燃烧器24相连，氢氧化钠碱液填料吸收塔19、20连接有碱液泵25和废液罐26，碱液泵25与碱液储罐27相连，碱液泵25用以向氢氧化钠碱液填料吸收塔19、20补充氢氧化钠碱液，废液罐26用以储存氢氧化钠碱液填料吸收塔19、20中化学反应后的废液。活性炭吸附塔17、18通过导气管8与风机5的出口端相连，活性炭吸附塔17、18通过导气管8与氢氧化钠碱液填料吸收塔19相连，氢氧化钠碱液填料吸收塔19通过导气管8与氢氧化钠碱液填料吸收塔20相连，氢氧化钠碱液填料吸收塔19通过导气管8与稳压罐21相连，氢氧化钠碱液填料吸收塔20通过导气管8与增压风机22相连；当经氢氧化钠碱液填料吸收塔19、20二级处理后输出的气体的甲烷含量达到93％时，可通过增压风机22输送到天然气管道供用户使用，或通过增压风机22输送到压缩罐装设备，进行罐装后提供给用户使用；当经氢氧化钠碱液填料吸收塔19处理后输出的气体的甲烷含量高于50％时，可通过导气管8送至稳压罐21，经稳压罐21稳压后送至燃气发电机发电，或送至其它用气设备使用。
设置二个活性炭吸附塔17、18的目的是为了保证吸附过程的连续运行，采用两个吸附塔交替进行吸附及再生工作，同样地设二个氢氧化钠碱液填料吸收塔19、20是为了满足不同回收利用装置对垃圾填埋气组成的要求。
本实施例的填埋气经过活性炭吸附塔17、18和氢氧化钠碱液填料吸收塔19、20处理后，可通过导气管8分别与稳压罐21和增压风机22相连，通过控制相应阀门9的开关可实现对稳压罐21或增压风机22分别供气，也可实现同时供气。
本实施例的活性炭吸附塔17、18中的活性炭可采用下述方法再生将活性炭吸附塔17、18通过导气管8与燃气发电机的尾气管相连，当需要脱附再生时，打开导气管上的阀门9，将燃气发电机输出的尾气引入活性炭吸附塔17、18中即可，不需要脱附再生时，燃气发电机产生的的尾气可直接排入大气中。
本实施例的工作过程为；将初级单元中的筛网式气体过滤器1的入口通过连接管与垃圾填埋场中的集气井相连，集气井中的填埋气经过筛网式气体过滤器1过滤掉颗粒状杂质后，进入水气分离器2中，将填埋气中的水份去除后，通过流量计3，观察其流量大小，如流量过大，可将其调至适当值，然后将从流量计3中流出的填埋气引入风机5中进行增压输出至次级单元进行直接燃烧排放或回收利用。在填埋气经过筛网式气体过滤器1的同时，打开采样管上的阀门，使少量填埋气通过采样管进行气体分析仪4中，气体分析仪4进行实时分析后，显示在显示屏上。在该装置的工作过程中为了避免垃圾填埋气的直接排放造成空气污染，可将一部分或全部抽取的垃圾填埋气引入火炬点燃装置，打开通向无污染燃烧排放装置6的阀门9，并同时用电子点火器引燃填埋气进行燃烧排放，无污染燃烧排放装置6中的阻火器10是为了防止燃烧过程中的回火目的而设置的；或在已连接了回收利用装置的前提下打开通向回收利用装置7的阀门9，使填埋气进入活性炭吸附塔17(或18，17、18可交替使用)中进行硫化氢脱附处理，然后将经硫化氢脱附处理后的填埋气送入氢氧化钠碱液填料吸收塔19中进行二氧化碳去除处理。若将垃圾填埋气输送到天然气管道或罐装装置中，则要求垃圾填埋气中的甲烷含量达到93％，则可打开通向氢氧化钠碱液填料吸收塔20的阀门9使填埋气进入氢氧化钠碱液填料吸收塔20中再次进行二氧化碳去除处理后，经过增压风机22送到天然气管道或罐装装置中；若将垃圾填埋气用来发电时，则要求垃圾填埋气中的甲烷含量高于50％，则可打开氢氧化钠碱液填料吸收塔19上通向稳压罐21的阀门9，经稳压罐21稳压后输送到燃气发电机进行发电或作其它用途。当然，当填埋气中的甲烷含量达到93％，也可打开氢氧化钠碱液填料吸收塔19上通向稳压罐21的阀门9，经稳压罐21稳压后输送到燃气发电机进行发电或作其它用途。
活性炭吸附塔17、18中的活性炭再生可通过将燃气发电机产生的尾气引入活性炭吸附塔17、18中进行再生，也可采用常规方法进行再生。
权利要求
1.一种垃圾填埋气资源化综合利用成套装置，与垃圾填埋场的集气井相连，用于垃圾填埋场产生的填埋气的处理和回收利用，包括初级单元和次级单元，初级单元和次级单元通过导气管相连，其特征是初级单元包括筛网式气体过滤器、气液分离器、流量计、气体分析仪、风机，次级单元由无污染燃烧排放装置、回收利用装置或其组合组成；筛网式气体过滤器的进气口与垃圾填埋场的集气井口相连，其出气口通过导气管与气液分离器相连，气液分离器通过导气管与流量计的入口相连，流量计的出口与风机的入口相连，气体分析仪通过采样管与筛网式气体过滤器出口处的导气管相连；无污染燃烧排放装置的入口或回收利用装置的入口与风机的出口通过导气管相连。
2.根据权利要求1所述的垃圾填埋气资源化综合利用成套装置，其特征是无污染燃烧排放装置包括阻火器、引火器、火炬燃烧器，阻火器的进气端通过导气管与风机出口端相连，阻火器的出口端与排空管相连，排空管与火炬燃烧器相连，引火器的一端伸入火炬燃烧器中，另一端通过引火管与点火器相连。
3.根据权利要求2所述的垃圾填埋气资源化综合利用成套装置，其特征是阻火器由二个罐体连接而成，在二个罐体的连接面上安装有网状阻火层；在连接阻火器的进气端与风机出口端的导气管上安装有阀门。
4.根据权利要求1所述的垃圾填埋气资源化综合利用成套装置，其特征是回收利用装置包括活性炭吸附塔、氢氧化钠碱液填料吸收塔；活性炭吸附塔通过导气管与风机出口端相连，活性炭吸附塔通过导气管与氢氧化钠碱液填料吸收塔相连，氢氧化钠碱液填料吸收塔通过导气管与稳压罐或增压风机相连；稳压罐与燃气发电机或用气设备相连，增压风机与天然气供气装置相连。
5.根据权利要求4所述的垃圾填埋气资源化综合利用成套装置，其特征是氢氧化钠碱液填料吸收塔通过导气管分别与稳压罐和增压风机相连。
6.根据权利要求4所述的垃圾填埋气资源化综合利用成套装置，其特征是活性炭吸附塔连接有脱附废气燃烧器；氢氧化钠碱液填料吸收塔连接有碱液泵和废液罐，碱液泵与碱液储罐相连。
7.根据权利要求4所述的垃圾填埋气资源化综合利用成套装置，其特征是当稳压罐与燃气发电机相连时，燃气发电机输出的尾气或直接排放，或通过导气管与活性炭吸附塔相连，用于活性炭的再生。
8.根据权利要求1所述的垃圾填埋气资源化综合利用成套装置，其特征是初级单元中的筛网式气体过滤器的进气口通过导气管与垃圾填埋场的集气井口相连，筛网式气体过滤器的出气口通过导气管与流量计的入口相连，流量计的出口通过导气管与气液分离器相连，气液分离器通过导气管与风机的入口相连，气体分析仪通过采样管与筛网式气体过滤器出口处的导气管相连；风机的出口通过导气管与无污染燃烧排放装置相连；
全文摘要
本发明公开了一种垃圾填埋气资源化综合利用成套装置，与垃圾填埋场的集气井相连，用于垃圾填埋场产生的填埋气的处理和回收利用，包括初级单元和次级单元，初级单元和次级单元相连，其特征是初级单元包括筛网式气体过滤器、气液分离器、流量计、气体分析仪、风机，次级单元由无污染燃烧排放装置、回收利用装置或其组合组成；筛网式气体过滤器的进气口与垃圾填埋场的集气井口相连，其出气口与气液分离器相连，气液分离器与流量计的入口相连，流量计的出口与风机的入口相连，气体分析仪通过采样管与筛网式气体过滤器出口处的导气管相连；无污染燃烧排放装置的入口或回收利用装置的入口与风机的出口通过导气管相连。解决了垃圾填埋场填埋气的资源再生利用，有利于环境保护。
文档编号B09B3/00GK1554491SQ200310112728
公开日2004年12月15日 申请日期2003年12月23日 优先权日2003年12月23日
发明者陈泽智, 龚惠娟, 杜永康, 周玉香, 李磊, 刘涛 申请人:南京大学