本申请涉及沼气发电领域，具体而言，涉及一种沼气的预处理系统。
背景技术：
沼气是一种混合气体，不同原料及处理工艺得到的沼气的组成是不同的，但是，一般来说，沼气中，甲烷的含量一般为50～60％，二氧化碳的含量为40～50％，微量成份的含量大约为1％，这些微量成份一般包括挥发性芳烃化合物、硫基物与水蒸气。这些微量成份在沼气中的含量虽然较少，但是，这些微量成份在沼气发电的过程中，会对发电的设备等造成严重的影响。
另外，沼气的流量、压力、温度以及其中的甲烷的含量都不稳定，直接应用沼气发电会造成发电设备的损伤，所以，现有技术中，在应用沼气发电之前，都会进行预处理。
由于沼气中的甲烷的含量不稳定，导致进入发电系统中的甲烷的量不稳定，进而使得发电系统的发电功率不稳定，并且造成发电系统的损伤。
技术实现要素：
本申请的主要目的在于提供一种沼气的预处理系统，以解决现有技术中甲烷的含量不稳定对发电系统造成的不良影响的问题。
为了实现上述目的，本申请提供了一种沼气的预处理系统，该预处理系统包括：第一过滤装置，与沼气源设备连通，用于过滤去除沼气中的粉尘；第一冷却装置，与上述第一过滤装置的出口连通，用于对上述第一过滤装置输出的沼气进行冷却；气液分离装置，一端与上述第一冷却装置的出口连通，另一端通过第一管路与发电系统连通；甲烷含量监测设备，设置在上述第一管路上，用于监测上述第一管路中的甲烷的含量；沼气流量控制设备，设置在上述第一管路上且设置在上述甲烷含量监测设备的下游，上述沼气流量控制设备根据上述甲烷含量监测设备的监测结果来控制进入上述发电系统的沼气的流量。
进一步地，上述预处理系统还包括：控制装置，分别与上述甲烷含量监测设备以及上述沼气流量控制设备电连接，上述控制装置根据上述甲烷含量监测设备的监测结果控制上述沼气流量控制设备的工作状态。
进一步地，上述控制装置为PLC控制器。
进一步地，上述预处理系统还包括：调温装置，设置在上述第一管路上且设置在上述甲烷含量监测设备的上游，用于调节待进入上述发电系统的沼气的温度。
进一步地，上述预处理系统还包括：第二冷却装置，设置在上述第一管路上，且上述第二冷却装置的沼气入口与上述气液分离装置连通。
进一步地，上述预处理系统还包括：增压装置，设置在上述第一管路上，且上述增压装置的沼气入口与上述第二冷却装置的沼气出口连通；第三冷却装置，设置在上述第一管路上，且上述第三冷却装置的沼气入口与上述增压装置的沼气出口连通。
进一步地，上述第三冷却装置还包括冷媒入口，上述第三冷却装置的沼气入口与上述冷媒入口中的一个设置在上述第三冷却装置的顶部，另一个设置在上述第三冷却装置的底部。
进一步地，上述增压装置为可变频加压风机。
进一步地，上述预处理系统还包括：第二过滤装置，设置在上述第一管路上，且上述第二过滤装置的沼气入口与上述第三冷却装置的沼气出口连通。
进一步地，上述第一过滤装置为粗过滤器，上述第二过滤装置为精过滤器。
应用本申请的技术方案，本申请的预处理系统，不仅可以很好地减少甚至去除沼气中的有害成份，缓解了或消除了有害成份对发电系统造成的不良影响；并且，本申请的预处理系统在靠近发电系统的管路上依次设置了甲烷含量监测设备与沼气流量控制设备，通过甲烷含量监测设备监测沼气中的甲烷的含量，沼气流量控制设备根据甲烷含量监测设备的检测结果调节进入发电系统中的沼气的流量，当沼气中的甲烷的含量较多时，适当减小进入发电系统的沼气的流量，当沼气中的甲烷的含量较少时，适当增加进入发电系统的沼气的流量，进而使得进入发电系统的甲烷的流量保持稳定，从而缓解或者避免由于甲烷流量不稳定对发电系统造成的损伤。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1示出了根据本申请的一种实施例提供的沼气的预处理系统的结构示意图。
其中，上述附图包括以下附图标记：
1、第一过滤装置；2、第一冷却装置；3、气液分离装置；4、第二冷却装置；5、增压装置；6、第三冷却装置；7、第二过滤装置；8、调温装置；9、甲烷含量监测设备；10、沼气流量控制设备；01、沼气源设备；02、发电系统。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
正如背景技术所介绍的，现有技术中，采用沼气发电过程中，由于沼气中甲烷的含量不稳定，造成对发电系统造成的不良影响，为了解决如上的技术问题，本申请提出了一种沼气的预处理系统。
本申请的一种典型的实施方式中，提供了一种沼气的预处理系统，如图1所示，该预处理系统包括第一过滤装置1、第一冷却装置2，气液分离装置3、甲烷含量监测设备9与沼气流量控制设备10。
其中，第一过滤装置1与沼气源设备01连通，用于过滤去除沼气中的粉尘；第一冷却装置2与上述第一过滤装置1的出口连通，用于对上述第一过滤装置1输出的沼气进行冷却；气液分离装置3的一端与上述第一冷却装置2的出口连通，另一端通过第一管路与发电系统02连通；甲烷含量监测设备9设置在上述第一管路上，用于监测上述第一管路中的甲烷的含量；沼气流量控制设备10设置在上述第一管路上且设置在上述甲烷含量监测设备9的下游，上述沼气流量控制设备10根据上述甲烷含量监测设备9的监测结果来控制进入上述发电系统02的沼气的流量。
本申请的上述预处理系统，不仅可以很好地减少甚至去除沼气中的有害成份，缓解了或消除了有害成份对发电系统造成的不良影响；并且，本申请的预处理系统在靠近发电系统的管路上依次设置了甲烷含量监测设备与沼气流量控制设备，通过甲烷含量监测设备监测沼气中的甲烷的含量，沼气流量控制设备根据甲烷含量监测设备的检测结果调节进入发电系统中的沼气的流量，当沼气中的甲烷的含量较多时，适当减小进入发电系统的沼气的流量，当沼气中的甲烷的含量较少时，适当增加进入发电系统的沼气的流量，进而使得进入发电系统的甲烷的流量保持稳定，从而缓解或者避免由于甲烷流量不稳定对发电系统造成的损伤。
为了更好地控制甲烷含量监测设备9以及上述沼气流量控制设备10的工作，本申请的一种实施例中，上述预处理系统还包括控制装置，该控制装置分别与上述甲烷含量监测设备9以及上述沼气流量控制设备10电连接，上述控制装置根据上述甲烷含量监测设备9的监测结果控制上述沼气流量控制设备10的工作。
上述的控制装置可以采用现有技术中的任何可编程的控制器，本申请的一种实施例中，上述控制装置为PLC控制器，本领域技术人员可以根据实际情况选择合适的控制器作为本申请的控制装置。
本申请的一种实施例中，上述控制装置具有数据采集、在线检测、报警和停机的功能，并且能够提供标准的数据通讯端口，使得本申请的预处理系统实现无人值守且全自动运行。
为了使得沼气的温度达到合适的温度，以适应发电系统需要的温度，本申请的一种实施例中，如图1所示，上述预处理系统还包括调温装置8，调温装置8设置在上述第一管路上且设置在上述甲烷含量监测设备9的上游，用于调节待进入上述发电系统02的沼气的温度。
本申请的一种实施例中，如图1所示，上述预处理系统还包括第二冷却装置4，第二冷却装置4设置在上述第一管路上，且上述第二冷却装置4的沼气入口与上述气液分离装置3连通，第二冷却装置4对初步冷却的沼气进一步冷却，使得其中的水分以及水合物被冷凝分离，进一步干燥了沼气，气体中的酸性气体以及硅化合物基本被分离，进而避免了沼气中的水分等进入后续的发电系统，保证了发电系统不被水分等物质影响，保证了发电系统的设备具有较长的寿命，且具有较好的性能。
本申请的一种实施例中，如图1所示，上述预处理系统还包括增压装置5与第三冷却装置6，增压装置5设置在上述第一管路上，且上述增压装置5的沼气入口与上述第二冷却装置4的沼气出口连通，第三冷却装置6设置在上述第一管路上，且上述第三冷却装置6的沼气入口与上述增压装置5的沼气出口连通。增压装置对沼气进行加压输送。
为了对沼气实现更好的冷却效果，本申请的一种实施例中，上述第三冷却装置6还包括冷媒入口，上述第三冷却装置6的沼气入口与上述冷媒入口中的一个设置在上述第三冷却装置6的顶部，另一个设置在上述第三冷却装置6的底部。即第三冷却装置中，采用双通道逆流的冷却方式，实现最大效率的热传导，进而使得沼气的温度快速地降下来，实现更好的冷却效果。
本申请的增压装置可以是现有技术中的任何增压装置，本领域技术人员可以根据实际情况选择合适的增压装置，比如说加压风机中的罗茨鼓风机。
本申请的一种实施例中，上述增压装置为变频加压风机，且加压风机按所配系统110％额定发电工况设计，采用变频调节随时保持最佳工况。
为了进一步将沼气中的固态粉尘进行过滤，进而减少或消除沼气中的粉尘，进而避免或者缓解粉尘对发电系统的影响，保证发电系统具有良好的性能，本申请的一种实施例中，如图1所示，上述预处理系统还包括第二过滤装置7，第二过滤装置7设置在上述第一管路上，且上述第二过滤装置7的沼气入口与上述第三冷却装置6的沼气出口连通。
本申请的一种实施例中，上述第一过滤装置1为粗过滤器，上述第二过滤装置7为精过滤器，精过滤器可以使得过滤后沼气中的粉尘粒径小于3微米，进一步缓解或者避免了粉尘进入发电系统对发电系统的影响，保证了发电系统具有良好的性能。
为了使得本领域技术人员能够更加清楚地了解本申请的技术方案，以下将结合具体的实施例来说明本申请的技术方案。
实施例
如图1所示，沼气的预处理系统依次包括第一过滤装置1、第一冷却装置2、气液分离装置3、第二冷却装置4、增压装置5、第三冷却装置6、第二过滤装置7、调温装置8、甲烷含量监测设备9、沼气流量控制设备10与控制装置(图中未示出)。具体的连接关系见图1以及上文的说明。
其中，第一过滤装置1为粗过滤器，上述第二过滤装置7为精过滤器。控制装置为PLC控制器。
第三冷却装置6包括沼气入口与冷媒入口，上述第三冷却装置6的沼气入口与上述冷媒入口中的一个设置在上述第三冷却装置6的顶部，另一个设置在上述第三冷却装置6的底部。
增压装置5变频加压风机，且加压风机按所配系统110％额定发电工况设计，采用变频调节随时保持最佳工况。
在具体的工作过程中，第一过滤装置1与沼气源设备01连通，过滤去除沼气中的粉尘，且输出的沼气进入第一冷却装置中；第一冷却装置2对沼气进行冷却，使得其中的水分以及水合物冷凝，冷却后的沼气进入到气液分离装置3中进行气液分离，去除沼气中的水分以及水合物，干燥后的沼气进入到第二冷却装置中进行冷却，使得沼气中的水分以及水合物被进一步冷凝分离，进一步干燥了沼气，干燥后的气体进入加压风机中被加压输送至第三冷却装置中，进行冷却，将其中的水分以及水合物进行进一步的冷却，该冷却装置也通过双通道逆流的冷却方式，实现最大效率的热传导，使得沼气中的水分以及水合物被进一步冷凝分离，且气体中的酸性气体以及硅化合物基本被分离，进而使得压缩的沼气的温度快速地降下来，再进一步干燥后进入精过滤器，将沼气中的固态粉尘进行过滤，过滤后气体中粉尘粒径小于3微米。在后端系统设计了调温装置，经过上述处理的气体温度比较低，为了使气体适应发电系统中的燃气发动机的需要，将气体温度调整到机组需要的温度，然后，PLC控制器控制甲烷含量监测设备9监测上述第一管路中的甲烷的含量并将数据发送到PLC控制器，PLC控制器比较判断该含量与预定含量的关系，并根据结果控制沼气流量控制设备10的工作，当沼气中的甲烷的含量较多时，控制沼气流量控制设备10的工作，进而减小沼气进入发电系统的流量，当沼气中的甲烷的含量较少时，控制沼气流量控制设备10的工作，进而增加沼气进入发电系统的流量，进而保证进入发电系统的甲烷的流量处于一个稳定的状态。
该预处理系统可根据用户要求，可设计成撬装式和分体式前处理集装系统；系统全自动控制，无需人值守；系统设置自动/手动切换，其自动方式可由发电系统控制及运行和用气量采用防腐设计，确保设备长期运行。并且，该装置可以根据甲烷的含量控制沼气进入发电系统的流量，保证了发电系统的稳定工作。
从以上的描述中，可以看出，本申请上述的实施例实现了如下技术效果：
本申请的预处理系统，不仅可以很好地减少甚至去除沼气中的有害成份，缓解了或消除了有害成份对发电系统造成的不良影响；并且，本申请的预处理系统在靠近发电系统的管路上依次设置了甲烷含量监测设备与沼气流量控制设备，通过甲烷含量监测设备监测沼气中的甲烷的含量，沼气流量控制设备根据甲烷含量监测设备的检测结果调节进入发电系统中的沼气的流量，当沼气中的甲烷的含量较多时，适当减小进入发电系统的沼气的流量，当沼气中的甲烷的含量较少时，适当增加进入发电系统的沼气的流量，进而使得进入发电系统的甲烷的流量保持稳定，从而缓解或者避免由于甲烷流量不稳定对发电系统造成的损伤。
以上上述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。