一种沼气提纯初级过滤装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及生物质能源开发利用领域，特别设及一种沼气提纯初级过滤装置。
[0002]
【背景技术】
[0003] 沼气是一种具有较高热值的可燃气体，主要成分为甲烧(C也）和二氧化碳(0)2) 和少量的氮气(化）、氨气化2)、氧气(〇2)、硫化氨化2S)等气体，其中甲烧含量在45%~60%。 与其他燃气相比，沼气抗爆性能较好，是一种很好的清洁燃料，传统上大多利用沼气进行取 暖、炊事和照明。随着沼气产量的不断增加，沼气的中高端利用途径不断扩展，沼气净化提 纯后可用于热电联产、并入天然气管网、车用燃料、化工原料W及燃料电池等。1992年瑞典 建立的Laholm沼气厂是瑞典首例将生物甲烧并入天然气管网的工厂。我国在20世纪30年代 农村就开始兴建地下沼气池，到2008年底，全国户用沼气池达到了3000多万口，畜禽场、食 品加工、酒厂、城市污水处理厂等大中型沼气工程达1600多处，年产沼气总计超过140亿 m 3,对比我国2008年天然气用量700亿m3,运部分能源相当可观。目前，大量的沼气利用还 是W低品位的热利用为主，随着集中式沼气工程不断发展，单个沼气工程沼气产量不断增 大，发电和提纯制车用燃料等能量利用率更高、能量输出更多的技术亟需得到推广。
[0004] 沼气作为一种天然能源，沼气经过脱硫、脱水、除尘、加压等预处理后，进入变压吸 附装置，通过升压、吸附、顺放、逆放和抽真空等工序后，甲烧由变压吸附塔顶排出，并作为 产品气收集，管道输送进入燃气管网或高压槽车外运，二氧化碳和氮气等被吸附组分，解吸 后由塔底排出。但是由于社会发展的种种原因导致二氧化碳大量排放而出现溫室效应，近 年来其诸如:地球上的病虫害增加;海平面上升;气候反常，海洋风暴增多；±地干旱，沙漠 化面积增大，甚至冬季变冷等危害体现的越来越明显。另外传统沼气提纯初级过滤装置因 为其工作原理的关系，需要对气体进行反复多次处理导致总体积很大。
[0005]
【发明内容】
[0006] 为了解决上述问题，本发明提供了一种沼气提纯初级过滤装置，作为沼气提纯预 处理过程中的初级过滤装置，包括过滤罐，所述过滤罐与沼气集气罐相连接，从所述沼气集 气罐中收取沼气，使用时通常采用风机将沼气集气罐中的沼气抽出，打入所述过滤罐中，所 述过滤罐包括罐体，所述罐体内设置有将所述罐体上下分隔的隔板，所述隔板中部留有开 口；所述隔板沿所述开口向两侧倾斜，成倒"V"字形，所述隔板上表面为中间向上凸起的弧 面，所述隔板两侧设置有导流槽。所述罐体底部设置进气腔，所述进气腔上侧设置一级过滤 室，所述隔板上方设置二级过滤室;所述进气腔内设置有迷宫式过滤网。
[0007] 所述进气腔内设置有螺旋形的进气管及若干过滤网，所述过滤网仅有一端与所述 进气腔的腔壁连接，所述过滤网上下交错的设置于所述进气腔内，所述过滤网为网状框架， 所述框架内设置改性斜发沸石吸附剂，此吸附剂主要针对氮气进行吸附。所述进气管穿过 所述过滤网，所述进气腔外侧设置进气口，所述进气口 一端与所述沼气集气罐连通，另一端 连接=通，所述=通另外两端，一端与所述进气管连接，另一端直接通入所述进气腔内；所 述进气管上分布有排气孔，所述进气腔顶部设置若干通气孔；因为沼气是通过化学反应缓 慢产生的，所W通常收集沼气的集气罐内本身压力非常小，因此需要借助风机将集气罐中 的沼气抽出，考虑到为了提高沼气的初级过滤的效果，通过特殊结构的进气腔将进入的沼 气进行减速，沼气通过所述进气口进入所述=通之后分成两部分，一部分进入所述进气管， 另一部分则直接进入所述进气腔内，此处将进入气体分流也起到减速效果，进入所述进气 管中的沼气，在前进过程中，从管体上的排气孔排出，而因为进气管是螺旋形，所W排出的 沼气方向是不规则的；另一方面，直接进入的进气腔的沼气，在过滤网的作用下，其速度降 低，同时与进气管中排出的不规则流向的沼气碰撞，速度进一步降低，由过滤网中的吸附剂 进行初步的吸附，其中氮气等杂质气体被初步吸附一部分，之后经由所述进气腔顶部的通 气孔进入到一级过滤室中。
[0008] 所述一级过滤室设置有一级过滤液池，所述一级过滤液池设置于所述进气腔上 侦U，所述一级过滤液池底部设置散气头，所述散气头与所述进气腔顶部的所述通气孔通过 气管连接;所述散气头为圆柱形，其上分布有细密的小孔，选用塑料、树脂、玻璃等耐碱材料 制成。可W起到将进入的沼气分散成细小气泡的作用，提高气体过滤效果的作用。
[0009] 所述二级过滤室设置有与所述罐体内侧壁连接的二级过滤液池，所述二级过滤液 池底部设置超声波换能器； 所述一级过滤液池中使用的过滤液为氨氧化钢溶液，所述二级过滤液池中使用的过滤 液为氨氧化巧溶液。当沼气进入所述一级过滤液池中的时候，其中的硫化氨与二氧化碳等 与过滤液反应，W此达到一级过滤的目的。
[0010] 所述二级过滤液池为环形，所述超声波换能器设置四个，平均分布在所述二级过 滤液池底部。经由一级过滤液池向上的气体在到达所述隔板时，则沿所述隔板的方向聚犹 至其中部的开口处。从开口处进入所述隔板的上部空间。所述超声波换能器将所述二级过 滤液池中的氨氧化巧溶液雾化，雾化的氨氧化巧溶液便会溢出所述二级过滤液池，与从所 述开口中出来的沼气进行反应，因为是雾化的氨氧化巧，而且环形结构可W保证雾化的氨 氧化巧溶液从环形中屯、开口处集中落下，同时沼气又是经由开口聚犹后排出，因此可W起 到很好的对二氧化碳吸收效果。
[0011] 所述一级过滤液池与设置于所述罐体外侧的一级加液池底部相互连通，所述二级 过滤液池与设置于所述罐体外侧的二级加液池底部连通，所述一二级加液池设置有顶盖。 通过所述罐体外侧的一二级加液池，可W观察到一二级过滤液池中的溶液量为多少，并且 可W方便从运里向一二级过滤液池中添加或者抽出需要的溶液。顶盖防止灰尘杂物等落入 一二级加液池中，造成堵塞管道、影响溶液等预想不到的损坏。
[0012] 所述隔板与所述罐体的连接处下方设置接液盒。经由所述隔板进入二级过滤室的 沼气，与雾化的氨氧化巧反应之后变为碳酸巧，因为碳酸巧较重，所W会落至所述隔板的上 表面，而碳酸巧会继续与二氧化碳反应变为碳酸氨巧。此外所述隔板W开口为中屯、，向所述 罐体的侧壁成倒"V"字形倾斜，所述隔板上表面为中部凸起的弧面，当碳酸巧或者碳酸氨巧 积累到一定量之后会沿所述隔板的上表面进入导流槽并流下，最后进入所述接液盒中。
[0013] 所述二级过滤液池上侧设置有水累，所述水累连接引流管，所述引流管进水端设 置于所述接液盒底部，出水端置于所述二级过滤液池上方。所述接液盒中存有从所述隔板 上收集的碳酸巧与碳酸氨巧，碳酸巧沉积在底部，所述引流管的进水端设置在所述接液盒 底部，可W将碳酸巧溶液通过所述水累抽回到所述二级过滤液池中，因为碳酸巧可与二氧 化碳继续反应变为碳酸氨巧，所W经由所述超声波换能器雾化可继续作为二氧化碳的过滤 液使用。如此可W使氨氧化巧溶液充分利用。最后回收碳酸氨巧溶液作为副产品。
[0014] 所述罐体上表面连接太阳能充电板，所述太阳能充电板连接蓄电池，与所述水累 电连接。
[0015] 经过改进的初级过滤装置有很好的过滤效果，可W简化后续提纯过程所需使用的 设备，使整体装置简化，体积减小，运输方便，可W实现城乡间用集装箱运输整体装置至各 个沼气采集点去收集并提纯沼气。
[0016] 本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是:本发明设计合理，结构简单，通过设 置单独的进气腔，使进入的气体分为两股，借助螺旋进气管上设置的排气孔使其中一股气 体排出并且变为不规则的流向，与另一股气体相互碰撞干扰达到减速的效果，过滤网中设 置天然斜发沸石作为吸附剂，起到对沼气初步提纯过滤的效果。通过散气头将沼气分散，提 高吸收过滤的效果。倒"V"字形结构与开口可W聚犹沼气至二级过滤室的中部，雾化后的过 滤液通过环形中屯、开口落下可W与沼气充分接触，接水槽、水累、引流管结合使因为反应变 成的碳酸巧再次用作吸收二氧化碳，而最终成为碳酸氨巧副产品，避免了传统沼气提纯方 法需要将二氧化碳排出的问题。此外经过改进的初级过滤装置有很好的过滤效果，可W简 化后续吸附过程所需使用的设备，从而使整体设置简化，体积减小，运输方便，实现城乡间 用集装箱运输至各个沼气采集点去收集并提纯沼气。
[0017]
【附图说明】
[001引图1为本发明结构示意图。
[0019] 其中，附图标记为：1、罐体;2、隔板;3、开口；4、进气腔；5、进气管；6、过滤网；7、通 气孔;8、一级过滤液池;9、散气头；10、二级过滤液池；11、超声波换能器；12、一级加液池； 13、二级加液池;14、接液盒;15、水累;16、引流管；17、太阳能充电板。
[0020]
【具体实施方式】
[0021] 针对传统沼气提纯都是将二氧化碳排放至大气中，W及整体装置较大的问题，本 发明提供一种沼气提纯初级过滤装置。
[0022] 实施例一： 参见图1本发明提供了一种沼气提纯初级过滤装置，作为沼气提纯预处理过程中的初 级过滤装置，包括过滤罐，过滤罐与沼气集气罐相连接，从沼气集气罐中收取沼气，使用时 通常采用风机将沼气集气罐中的沼气抽出，打入过滤罐中，过滤罐包括罐体1，罐体1内设置 有将罐体1上下分隔的隔板2,隔板2中部留有开口 3;隔板2沿开口 3向两侧倾斜，成倒"V"字 形，隔板2上表面为中间向上凸起的弧面，隔板2两侧设置有导流槽。罐体1底部设置进气腔 4，进气腔4上侧设置一级过滤室，隔板2上方设置二级过滤室;进气腔4内设置有迷宫式过滤 网6。
[0023] 进气腔4内设置有螺旋形的进气管5及若干过滤网6,过滤网6仅有一端与进气腔4 的腔壁连接，过滤网6上下交错的设置于进气腔4内，过滤网6为网状框架，框架内设置改性 斜发沸石吸附剂，改性斜发沸石吸附剂主要对氮气进行吸附。进气管5穿过过滤网6,进气腔 4外侧设置进气口，进气口一端与沼气集气罐连通，另一端连接=通，=通另外两端，一端与 进气管5连接，另一端直接通入进气腔4内；进气管5上分布有排气孔，进气腔4顶部设置若干 通气孔7;因为沼气是通过化学反应缓慢产生的，所W通常收集沼气的集气罐内本身压力非 常小，因此需要借助风机将集气罐中的沼气抽出，考虑到为了提高沼气的初级过滤的效果， 通过特殊结构的进气腔将进入的沼气进行减速，沼气通过进气口进入=通之后分成两部 分，一部分进入进气管5，另一部分则直接进入进气腔4内，此处将进入气体分流也起到减速 效果，进入进气管5中的沼气，在前进过程中，从管体上的排气孔排出，而因为进气管5是螺 旋形，所