专利名称：一种雾化提纯沼气的方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明属于沼气提纯技术领域，尤其涉及ー种雾化提纯沼气的方法及装置。
背景技术：
沼气是ー种重要的生物质能源，沼气的生产一般有畜禽粪便、植物秸杆、有机垃圾、污泥污水等经厌氧发酵生成。由于沼气中CH4的含量在60% 70%之间，因此沼气的热值相对较低且成分复杂，尤其是H2S对金属材料有较强的腐蚀作用，因此必须予以去除；经雾化提纯后的沼气成为生物质天然气，可作为车载燃料、民用燃料及エ业原料，因此推广规模化沼气生产提纯，可減少由秸杆、畜禽粪便、污水污泥等产生的环境污染，同时变废为宝，得到了沼气(生物质天然气)，在一定程度上解决了农村、城镇居民的燃料问题，而产生的沼渣、沼液是优质有机肥料。因此规模化沼气工程及其提纯技术是ー项可永久持续发展的利国利民的环保技木，同时也是緑色能源技木。必将对社会发展产生深远影响。
发明内容
本发明提供了ー种雾化提纯沼气的方法及装置，g在解决现有技术提供的方法，不能对沼气进行有效地提纯，所获得的沼气的热值相对较低且成分复杂，不利于沼气能源的充分利用的问题。本发明的目的在于提供ー种雾化提纯沼气的方法，该方法包括以下步骤将水与沼气混合变成沼气水雾；将沼气水雾均匀喷入水体中，收集从水体中逸出的CH4气体；从通有沼气水雾的水体中提取出高浓度的CO2气体。进ー步，该方法可通过调节沼气的输入量与输水量的比例，将水与沼气混合变成沼气水雾。进ー步，该方法可通过减压或搅动通有沼气水雾的水体，来提取出高浓度的CO2气体。本发明的另一目的在于提供ー种雾化提纯沼气的装置，该装置包括沼气泵、第一水泵、水雾化器、气雾化器、沼气水洗塔、集水管、开关阀门、第二水泵、水喷淋头、集气管、抽气泵；所述沼气泵及第一水泵分别与所述水雾化器相连通，所述水雾化器与所述气雾化器相连通，所述气雾化器安装在所述沼气水洗塔的下部，所述沼气水洗塔的底部安装有所述集水管，所述集水管上安装有所述开关阀门；所述第二水泵与所述水喷淋头相连通，所述水喷淋头安装在所述沼气水洗塔的上部，所述沼气水洗塔的顶部安装有所述集气管，所述集气管与所述抽气泵相连通。进ー步，所述沼气泵及第一水泵通过管道分别与所述水雾化器相连通
进一歩，所述水雾化器由喷嘴及变径管连接构成。进ー步，所述气雾化器由分配器、橡塑微孔管及支撑骨架连接构成。进ー步，所述 橡塑微孔管表面布满了直径O. 05 O. 08mm的内外贯通的微孔。本发明提供的雾化提纯沼气的方法及装置，利用沼气中各气体成分水溶性的差异，实现了对CH4的浓缩提纯；首先将水与沼气混合变成沼气水雾，然后将沼气水雾均匀喷入水体中，收集从水体中逸出的CH4气体，最后从通有沼气水雾的水体中提取出高浓度的CO2气体；通过对沼气进行水雾化及气雾化的处理，使沼气中易溶于水的气体成分基本溶解于水中，CH4则由水中逸出，通过减压或搅动通有沼气水雾的水体，来提取出高浓度的CO2气体；结构简单，实用性强，具有较强的推广与应用价值。
图I是本发明实施例提供的雾化提纯沼气的方法的实现流程图；图2是本发明实施例提供的雾化提纯沼气的装置的结构框图。图中1、沼气泵；2、第一水泵；3、水雾化器；4、气雾化器；5、沼气水洗塔；6、集水管；7、开关阀门；8、第二水泵；9、水喷淋头；10、集气管；11、抽气泵。
具体实施例方式为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进ー步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定发明。图I示出了本发明实施例提供的雾化提纯沼气的方法的实现流程。该方法包括以下步骤在步骤SlOl中，将水与沼气混合变成沼气水雾；在步骤S102中，将沼气水雾均匀喷入水体中，收集从水体中逸出的CH4气体；在步骤S103中，从通有沼气水雾的水体中提取出高浓度的CO2气体。在本发明实施例中，该方法可通过调节沼气的输入量与输水量的比例，将水与沼气混合变成沼气水雾。在本发明实施例中，该方法可通过减压或搅动通有沼气水雾的水体，来提取出高浓度的CO2气体。图2示出了本发明实施例提供的雾化提纯沼气的装置的结构。为了便于说明，仅不出了与本发明相关的部分。该装置包括沼气泵I、第一水泵2、水雾化器3、气雾化器4、沼气水洗塔5、集水管6、开关阀门7、第二水泵8、水喷淋头9、集气管10、抽气泵11 ；沼气泵I及第一水泵2分别与水雾化器3相连通，水雾化器3与气雾化器4相连通，气雾化器4安装在沼气水洗塔5的下部，沼气水洗塔5的底部安装有集水管6，集水管6上安装有开关阀门7 ；第二水泵8与水喷淋头9相连通，水喷淋头9安装在沼气水洗塔5的上部，沼气水洗塔5的顶部安装有集气管10，集气管10与抽气泵11相连通。在本发明实施例中，沼气泵I及第一水泵2通过管道分别与水雾化器3相连通
在本发明实施例中，水雾化器3由喷嘴及变径管连接构成。在本发明实施例中，气雾化器4由分配器、橡塑微孔管及支撑骨架连接构成。在本发明实施例中，橡塑微孔管表面布满了直径O. 05 O. 08mm的内外贯通的微孔。下面结合附图及具体实施例对本发明的应用原理作进ー步描述。沼气的主要成分是CH4和CO2,另外还有少量的H2S、NH3，以上成分的气体中，除CH4外其余均易溶于水，因此沼气雾化提纯エ艺的基本原理是利用C02、H2S、NH3与CH4的水溶性差异实现对CH4的浓缩提纯。
如图2所示，首先将沼气通过沼气泵I送入管道中，在管道上设置有水雾化器3，水雾化器3由喷嘴和变径管组成，其作用是将气流速度提高，使水与沼气混合变成沼气水雾，控制沼气泵I的沼气输气量与第一水泵2的输水量达到合适的比例，使雾化后成为气液均相流，最終目的是使沼气中易溶于水的气体成分能充分溶解于沼气气液均相流的水滴中，由于沼气雾的水滴尺寸很小，因此相同体积的水与沼气的接触面积很大，沼气雾中水滴对沼气中各易溶于水的气体成分的溶解效率和溶解速度都很高，这ー步エ艺称为水雾化工艺。然后将沼气水雾通过气雾化器4喷入沼气水洗塔5中，气雾化器4将沼气雾均匀喷入水中，使其中的水滴很快混入水中；气雾化器4由分配器和橡塑微孔管及支撑骨架连接构；橡塑微孔管表面布满了直径O. 05 O. 08mm的内外贯通的微孔，沼气在橡塑微孔管内部压力作用下以直径O. I O. 2_的微气泡喷入水中，气雾化器4的结构尺寸由沼气处理量及水洗塔尺寸決定，使其中易溶于水的剩余气体成分如C02、H2S、NH3等能快速高效地溶解于水中，这ー步称为气雾化工艺。通过以上的水雾化和气雾化工艺，使沼气中易溶于水的气体成分溶解于水中，而CH4则由水中逸出，由沼气水洗塔5顶部的管道通过抽吸泵收集。本エ艺通过控制沼气泵I输入沼气的流量、第一水泵2及和第二水泵8输入的水流量、抽气泵11的流量、调节开关阀门7的流量来获得高浓度的014气体，达到对沼气提纯的目的；如要提高所收集的CH4的浓度，可通过改变エ艺过程的压カ环境、多次雾化等手段来实现；由开关阀门7排出的主要是H2O和CO2，可通过减压或搅动水体收集到高浓度的CO2气体，整个エ艺过程的关键测量參数是水中CO2的溶解度及所收集的气体的CH4浓度，控制參数是沼气泵I的流量和水泵及喷嘴的水流量。目前通过该装置所得到的CH4浓度为93%，处理每立方米沼气用电量为O. 08度电。本发明实施例提供的雾化提纯沼气的方法及装置，利用沼气中各气体成分水溶性的差异，实现了对CH4的浓缩提纯；首先将水与沼气混合变成沼气水雾，然后将沼气水雾均匀喷入水体中，收集从水体中逸出的CH4气体，最后从通有沼气水雾的水体中提取出高浓度的CO2气体；通过对沼气进行水雾化及气雾化的处理，使沼气中易溶于水的气体成分基本溶解于水中，CH4则由水中逸出，通过减压或搅动通有沼气水雾的水体，来提取出高浓度的CO2气体；结构简单，实用性强，具有较强的推广与应用价值。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.ー种雾化提纯沼气的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤 将水与沼气混合变成沼气水雾； 将沼气水雾均匀喷入水体中，收集从水体中逸出的CH4气体； 从通有沼气水雾的水体中提取出高浓度的CO2气体。
2.如权利要求I所述的方法，其特征在于，该方法可通过调节沼气的输入量与输水量的比例，将水与沼气混合变成沼气水雾。
3.如权利要求I所述的方法，其特征在于，该方法可通过减压或搅动通有沼气水雾的水体，来提取出高浓度的CO2气体。
4.ー种雾化提纯沼气的装置，其特征在于，该装置包括沼气泵、第一水泵、水雾化器、气雾化器、沼气水洗塔、集水管、开关阀门、第二水泵、水喷淋头、集气管、抽气泵； 所述沼气泵及第一水泵分别与所述水雾化器相连通，所述水雾化器与所述气雾化器相连通，所述气雾化器安装在所述沼气水洗塔的下部，所述沼气水洗塔的底部安装有所述集水管，所述集水管上安装有所述开关阀门； 所述第二水泵与所述水喷淋头相连通，所述水喷淋头安装在所述沼气水洗塔的上部，所述沼气水洗塔的顶部安装有所述集气管，所述集气管与所述抽气泵相连通。
5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述沼气泵及第一水泵通过管道分别与所述水雾化器相连通。
6.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述水雾化器由喷嘴及变径管连接构成。
7.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述气雾化器由分配器、橡塑微孔管及支撑骨架连接构成。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在干，所述橡塑微孔管表面布满了直径O.05 O.08mm的内外贯通的微孔。
全文摘要
本发明属于沼气提纯技术领域，提供了一种雾化提纯沼气的方法及装置，利用沼气中各气体成分水溶性的差异，实现了对CH4的浓缩提纯；首先将水与沼气混合变成沼气水雾，然后将沼气水雾均匀喷入水体中，收集从水体中逸出的CH4气体，最后从通有沼气水雾的水体中提取出高浓度的CO2气体；通过对沼气进行水雾化及气雾化的处理，使沼气中易溶于水的气体成分基本溶解于水中，CH4则由水中逸出，通过减压或搅动通有沼气水雾的水体，来提取出高浓度的CO2气体；结构简单，实用性强，具有较强的推广与应用价值。
文档编号C01B31/20GK102660342SQ20121015466
公开日2012年9月12日 申请日期2012年5月18日 优先权日2012年5月18日
发明者张建新, 赵根林, 陈启东 申请人:常熟理工学院, 江苏宇泰化工装备有限公司