專利名稱：一種霧化提純沼氣的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于沼氣提純技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及ー種霧化提純沼氣的方法及裝置。
背景技術(shù)：
沼氣是ー種重要的生物質(zhì)能源，沼氣的生產(chǎn)一般有畜禽糞便、植物秸桿、有機(jī)垃圾、污泥污水等經(jīng)厭氧發(fā)酵生成。由于沼氣中CH4的含量在60% 70%之間，因此沼氣的熱值相對(duì)較低且成分復(fù)雜，尤其是H2S對(duì)金屬材料有較強(qiáng)的腐蝕作用，因此必須予以去除；經(jīng)霧化提純后的沼氣成為生物質(zhì)天然氣，可作為車載燃料、民用燃料及エ業(yè)原料，因此推廣規(guī)模化沼氣生產(chǎn)提純，可減少由秸桿、畜禽糞便、污水污泥等產(chǎn)生的環(huán)境污染，同時(shí)變廢為寶，得到了沼氣(生物質(zhì)天然氣)，在一定程度上解決了農(nóng)村、城鎮(zhèn)居民的燃料問題，而產(chǎn)生的沼渣、沼液是優(yōu)質(zhì)有機(jī)肥料。因此規(guī)?；託夤こ碳捌涮峒兗夹g(shù)是ー項(xiàng)可永久持續(xù)發(fā)展的利國利民的環(huán)保技木，同時(shí)也是緑色能源技木。必將對(duì)社會(huì)發(fā)展產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了ー種霧化提純沼氣的方法及裝置，g在解決現(xiàn)有技術(shù)提供的方法，不能對(duì)沼氣進(jìn)行有效地提純，所獲得的沼氣的熱值相對(duì)較低且成分復(fù)雜，不利于沼氣能源的充分利用的問題。本發(fā)明的目的在于提供ー種霧化提純沼氣的方法，該方法包括以下步驟將水與沼氣混合變成沼氣水霧；將沼氣水霧均勻噴入水體中，收集從水體中逸出的CH4氣體；從通有沼氣水霧的水體中提取出高濃度的CO2氣體。進(jìn)ー步，該方法可通過調(diào)節(jié)沼氣的輸入量與輸水量的比例，將水與沼氣混合變成沼氣水霧。進(jìn)ー步，該方法可通過減壓或攪動(dòng)通有沼氣水霧的水體，來提取出高濃度的CO2氣體。本發(fā)明的另一目的在于提供ー種霧化提純沼氣的裝置，該裝置包括沼氣泵、第一水泵、水霧化器、氣霧化器、沼氣水洗塔、集水管、開關(guān)閥門、第二水泵、水噴淋頭、集氣管、抽氣泵；所述沼氣泵及第一水泵分別與所述水霧化器相連通，所述水霧化器與所述氣霧化器相連通，所述氣霧化器安裝在所述沼氣水洗塔的下部，所述沼氣水洗塔的底部安裝有所述集水管，所述集水管上安裝有所述開關(guān)閥門；所述第二水泵與所述水噴淋頭相連通，所述水噴淋頭安裝在所述沼氣水洗塔的上部，所述沼氣水洗塔的頂部安裝有所述集氣管，所述集氣管與所述抽氣泵相連通。進(jìn)ー步，所述沼氣泵及第一水泵通過管道分別與所述水霧化器相連通
進(jìn)一歩，所述水霧化器由噴嘴及變徑管連接構(gòu)成。進(jìn)ー步，所述氣霧化器由分配器、橡塑微孔管及支撐骨架連接構(gòu)成。進(jìn)ー步，所述 橡塑微孔管表面布滿了直徑O. 05 O. 08mm的內(nèi)外貫通的微孔。本發(fā)明提供的霧化提純沼氣的方法及裝置，利用沼氣中各氣體成分水溶性的差異，實(shí)現(xiàn)了對(duì)CH4的濃縮提純；首先將水與沼氣混合變成沼氣水霧，然后將沼氣水霧均勻噴入水體中，收集從水體中逸出的CH4氣體，最后從通有沼氣水霧的水體中提取出高濃度的CO2氣體；通過對(duì)沼氣進(jìn)行水霧化及氣霧化的處理，使沼氣中易溶于水的氣體成分基本溶解于水中，CH4則由水中逸出，通過減壓或攪動(dòng)通有沼氣水霧的水體，來提取出高濃度的CO2氣體；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，實(shí)用性強(qiáng)，具有較強(qiáng)的推廣與應(yīng)用價(jià)值。


圖I是本發(fā)明實(shí)施例提供的霧化提純沼氣的方法的實(shí)現(xiàn)流程圖；圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的霧化提純沼氣的裝置的結(jié)構(gòu)框圖。圖中1、沼氣泵；2、第一水泵；3、水霧化器；4、氣霧化器；5、沼氣水洗塔；6、集水管；7、開關(guān)閥門；8、第二水泵；9、水噴淋頭；10、集氣管；11、抽氣泵。
具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)ー步的詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定發(fā)明。圖I示出了本發(fā)明實(shí)施例提供的霧化提純沼氣的方法的實(shí)現(xiàn)流程。該方法包括以下步驟在步驟SlOl中，將水與沼氣混合變成沼氣水霧；在步驟S102中，將沼氣水霧均勻噴入水體中，收集從水體中逸出的CH4氣體；在步驟S103中，從通有沼氣水霧的水體中提取出高濃度的CO2氣體。在本發(fā)明實(shí)施例中，該方法可通過調(diào)節(jié)沼氣的輸入量與輸水量的比例，將水與沼氣混合變成沼氣水霧。在本發(fā)明實(shí)施例中，該方法可通過減壓或攪動(dòng)通有沼氣水霧的水體，來提取出高濃度的CO2氣體。圖2示出了本發(fā)明實(shí)施例提供的霧化提純沼氣的裝置的結(jié)構(gòu)。為了便于說明，僅不出了與本發(fā)明相關(guān)的部分。該裝置包括沼氣泵I、第一水泵2、水霧化器3、氣霧化器4、沼氣水洗塔5、集水管6、開關(guān)閥門7、第二水泵8、水噴淋頭9、集氣管10、抽氣泵11 ；沼氣泵I及第一水泵2分別與水霧化器3相連通，水霧化器3與氣霧化器4相連通，氣霧化器4安裝在沼氣水洗塔5的下部，沼氣水洗塔5的底部安裝有集水管6，集水管6上安裝有開關(guān)閥門7 ；第二水泵8與水噴淋頭9相連通，水噴淋頭9安裝在沼氣水洗塔5的上部，沼氣水洗塔5的頂部安裝有集氣管10，集氣管10與抽氣泵11相連通。在本發(fā)明實(shí)施例中，沼氣泵I及第一水泵2通過管道分別與水霧化器3相連通
在本發(fā)明實(shí)施例中，水霧化器3由噴嘴及變徑管連接構(gòu)成。在本發(fā)明實(shí)施例中，氣霧化器4由分配器、橡塑微孔管及支撐骨架連接構(gòu)成。在本發(fā)明實(shí)施例中，橡塑微孔管表面布滿了直徑O. 05 O. 08mm的內(nèi)外貫通的微孔。下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的應(yīng)用原理作進(jìn)ー步描述。沼氣的主要成分是CH4和CO2,另外還有少量的H2S、NH3，以上成分的氣體中，除CH4外其余均易溶于水，因此沼氣霧化提純エ藝的基本原理是利用C02、H2S、NH3與CH4的水溶性差異實(shí)現(xiàn)對(duì)CH4的濃縮提純。
如圖2所示，首先將沼氣通過沼氣泵I送入管道中，在管道上設(shè)置有水霧化器3，水霧化器3由噴嘴和變徑管組成，其作用是將氣流速度提高，使水與沼氣混合變成沼氣水霧，控制沼氣泵I的沼氣輸氣量與第一水泵2的輸水量達(dá)到合適的比例，使霧化后成為氣液均相流，最終目的是使沼氣中易溶于水的氣體成分能充分溶解于沼氣氣液均相流的水滴中，由于沼氣霧的水滴尺寸很小，因此相同體積的水與沼氣的接觸面積很大，沼氣霧中水滴對(duì)沼氣中各易溶于水的氣體成分的溶解效率和溶解速度都很高，這ー步エ藝稱為水霧化工藝。然后將沼氣水霧通過氣霧化器4噴入沼氣水洗塔5中，氣霧化器4將沼氣霧均勻噴入水中，使其中的水滴很快混入水中；氣霧化器4由分配器和橡塑微孔管及支撐骨架連接構(gòu)；橡塑微孔管表面布滿了直徑O. 05 O. 08mm的內(nèi)外貫通的微孔，沼氣在橡塑微孔管內(nèi)部壓力作用下以直徑O. I O. 2_的微氣泡噴入水中，氣霧化器4的結(jié)構(gòu)尺寸由沼氣處理量及水洗塔尺寸決定，使其中易溶于水的剩余氣體成分如C02、H2S、NH3等能快速高效地溶解于水中，這ー步稱為氣霧化工藝。通過以上的水霧化和氣霧化工藝，使沼氣中易溶于水的氣體成分溶解于水中，而CH4則由水中逸出，由沼氣水洗塔5頂部的管道通過抽吸泵收集。本エ藝通過控制沼氣泵I輸入沼氣的流量、第一水泵2及和第二水泵8輸入的水流量、抽氣泵11的流量、調(diào)節(jié)開關(guān)閥門7的流量來獲得高濃度的014氣體，達(dá)到對(duì)沼氣提純的目的；如要提高所收集的CH4的濃度，可通過改變エ藝過程的壓カ環(huán)境、多次霧化等手段來實(shí)現(xiàn)；由開關(guān)閥門7排出的主要是H2O和CO2，可通過減壓或攪動(dòng)水體收集到高濃度的CO2氣體，整個(gè)エ藝過程的關(guān)鍵測(cè)量參數(shù)是水中CO2的溶解度及所收集的氣體的CH4濃度，控制參數(shù)是沼氣泵I的流量和水泵及噴嘴的水流量。目前通過該裝置所得到的CH4濃度為93%，處理每立方米沼氣用電量為O. 08度電。本發(fā)明實(shí)施例提供的霧化提純沼氣的方法及裝置，利用沼氣中各氣體成分水溶性的差異，實(shí)現(xiàn)了對(duì)CH4的濃縮提純；首先將水與沼氣混合變成沼氣水霧，然后將沼氣水霧均勻噴入水體中，收集從水體中逸出的CH4氣體，最后從通有沼氣水霧的水體中提取出高濃度的CO2氣體；通過對(duì)沼氣進(jìn)行水霧化及氣霧化的處理，使沼氣中易溶于水的氣體成分基本溶解于水中，CH4則由水中逸出，通過減壓或攪動(dòng)通有沼氣水霧的水體，來提取出高濃度的CO2氣體；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，實(shí)用性強(qiáng)，具有較強(qiáng)的推廣與應(yīng)用價(jià)值。
以上僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.ー種霧化提純沼氣的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟 將水與沼氣混合變成沼氣水霧； 將沼氣水霧均勻噴入水體中，收集從水體中逸出的CH4氣體； 從通有沼氣水霧的水體中提取出高濃度的CO2氣體。
2.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，該方法可通過調(diào)節(jié)沼氣的輸入量與輸水量的比例，將水與沼氣混合變成沼氣水霧。
3.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，該方法可通過減壓或攪動(dòng)通有沼氣水霧的水體，來提取出高濃度的CO2氣體。
4.ー種霧化提純沼氣的裝置，其特征在于，該裝置包括沼氣泵、第一水泵、水霧化器、氣霧化器、沼氣水洗塔、集水管、開關(guān)閥門、第二水泵、水噴淋頭、集氣管、抽氣泵； 所述沼氣泵及第一水泵分別與所述水霧化器相連通，所述水霧化器與所述氣霧化器相連通，所述氣霧化器安裝在所述沼氣水洗塔的下部，所述沼氣水洗塔的底部安裝有所述集水管，所述集水管上安裝有所述開關(guān)閥門； 所述第二水泵與所述水噴淋頭相連通，所述水噴淋頭安裝在所述沼氣水洗塔的上部，所述沼氣水洗塔的頂部安裝有所述集氣管，所述集氣管與所述抽氣泵相連通。
5.如權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，所述沼氣泵及第一水泵通過管道分別與所述水霧化器相連通。
6.如權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，所述水霧化器由噴嘴及變徑管連接構(gòu)成。
7.如權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，所述氣霧化器由分配器、橡塑微孔管及支撐骨架連接構(gòu)成。
8.如權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在干，所述橡塑微孔管表面布滿了直徑O.05 O.08mm的內(nèi)外貫通的微孔。
全文摘要
本發(fā)明屬于沼氣提純技術(shù)領(lǐng)域，提供了一種霧化提純沼氣的方法及裝置，利用沼氣中各氣體成分水溶性的差異，實(shí)現(xiàn)了對(duì)CH4的濃縮提純；首先將水與沼氣混合變成沼氣水霧，然后將沼氣水霧均勻噴入水體中，收集從水體中逸出的CH4氣體，最后從通有沼氣水霧的水體中提取出高濃度的CO2氣體；通過對(duì)沼氣進(jìn)行水霧化及氣霧化的處理，使沼氣中易溶于水的氣體成分基本溶解于水中，CH4則由水中逸出，通過減壓或攪動(dòng)通有沼氣水霧的水體，來提取出高濃度的CO2氣體；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，實(shí)用性強(qiáng)，具有較強(qiáng)的推廣與應(yīng)用價(jià)值。
文檔編號(hào)C01B31/20GK102660342SQ20121015466
公開日2012年9月12日 申請(qǐng)日期2012年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月18日
發(fā)明者張建新, 趙根林, 陳啟東 申請(qǐng)人:常熟理工學(xué)院, 江蘇宇泰化工裝備有限公司