秸稈產(chǎn)沼氣純化裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于沼氣處理設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種秸桿產(chǎn)沼氣純化裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]沼氣的成分一般有甲燒、二氧化碳、氧氣、氮?dú)?、一氧化碳、氫氣、水和硫化氫等其它氣體組成。沼氣的純化工藝主要保留其可燃和助燃成分甲烷、氧氣、一氧化碳和氫氣，對(duì)沼氣中的H2S，H2O, 0)2和其它雜質(zhì)進(jìn)行去除。
[0003]脫硫是為了避免硫化氫(H2S)腐蝕設(shè)備和管道，硫化氫在沼氣發(fā)動(dòng)機(jī)及內(nèi)燃機(jī)中會(huì)使軸承和一些配合表面腐蝕，使發(fā)動(dòng)機(jī)的潤(rùn)滑油變質(zhì)，從而加快發(fā)動(dòng)機(jī)磨損；而且泄露的H2S會(huì)引起中毒，其燃燒放出的產(chǎn)物SO2、SO3是造成酸雨的罪魁禍?zhǔn)祝菻 2S造成的危害還要大。脫水是因?yàn)閷?dǎo)氣管中如果積累了水會(huì)溶解硫化氫(H2S)而腐蝕管道，此外當(dāng)沼氣在后期被加壓儲(chǔ)存時(shí)，為了防止因?yàn)槟Y(jié)水而凍壞儲(chǔ)氣罐，也必須對(duì)水進(jìn)行去除。去除沼氣中CO2是因?yàn)?)2降低了沼氣的能量密度、熱值、燃燒速度，且增大了沼氣的點(diǎn)火溫度，如果所用的沼氣需要達(dá)到天然氣標(biāo)準(zhǔn)或者被用作汽車燃料，那么就必須對(duì)其中的CO2進(jìn)行去除。
[0004]脫除氣體中的硫化氫的方法很多，一般可分為干法和濕法兩大類。濕法脫硫按溶液的吸收與再生性質(zhì)又可分為氧化法、化學(xué)吸收法、物理吸收法。氧化法是借溶液中載氧體的催化作用，把被吸收的硫化氫轉(zhuǎn)化為硫磺，使溶液獲得再生。主要有氨水法、砷堿法和蒽醌二磺酸鈉法等。化學(xué)吸收法以弱堿性溶液為吸收劑，與硫化氫進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)形成化合物，當(dāng)富液溫度升高壓力降低時(shí)，該化合物就分懈，使硫化氫放出。這類方法有烷基醇胺、堿性溶液法等。物理吸收法常用有機(jī)溶劑為吸收劑，其吸收完全為物理過(guò)程，當(dāng)富液降低壓力時(shí)，硫化氫就完全放出。這類方法有聚乙二醇二甲醚法，冷甲醇法等。盡管濕法脫硫精度差，需大大降低氣體溫度，但它可以處理較高硫化氫含量的原料氣，運(yùn)行費(fèi)用低，適合大規(guī)模生產(chǎn)等特點(diǎn)而在工業(yè)上廣泛使用。干法脫硫按原理和方法可分為化學(xué)吸附法、化學(xué)吸收法和催化加氫法三種?；瘜W(xué)吸附法即脫硫劑吸附氣體中的硫化物從而達(dá)到脫硫的目的，活性炭和分子篩即屬于此類；化學(xué)吸收法即脫硫劑與氣體中的硫化物反應(yīng)將硫化物脫除的過(guò)程，其脫硫劑有氧化鐵、氧化梓、氧化猛等；催化加氛法即含硫氣體在鉆鑰、鎮(zhèn)鑰等催化劑存在時(shí)，使有機(jī)硫轉(zhuǎn)化為H2S然后將其脫除。干法脫硫中最早使用的是氧化鐵和活性炭法，而近代工業(yè)上也常用干法脫硫作為脫除有機(jī)硫和精細(xì)脫硫的手段。
[0005]由于碳酸鈉溶液呈堿性，能吸收酸性氣體，而且由于弱酸性的緩沖作用，在吸收酸性氣體時(shí)，pH值不會(huì)很快發(fā)生變化，保證了系統(tǒng)的操作穩(wěn)定性。此溶液對(duì)H2S吸收的化學(xué)反應(yīng)方程式為:Na2C03+H2S = NaHC03+NaHSo在采用堿性溶液法去除H2S的工藝中，堿性溶液和H2S反應(yīng)，會(huì)降低堿性溶液的濃度，從而使吸收效率降低；工業(yè)中利用堿性溶液法去除H2S,一種是直接將氣體通入堿性溶液中，另一種是采用噴淋的方法，前一種方法浪費(fèi)堿性溶液，而后一種方法普遍存在的問(wèn)題是噴淋霧液與H2S氣體不能有效的充分接觸，導(dǎo)致脫硫率較低。
[0006]沼氣中的脫碳方法主要是液體吸收法和固體吸附法，液體吸收法分為兩大類:一類是物理吸收法，即利用CO2能溶于某些液體的這一特性將其從混合物中分離出來(lái)，不同的溶劑吸收CO2的能力不同，最終達(dá)到的純化度也不一樣，但一般都比化學(xué)吸收的純化度低。另一類是化學(xué)吸收法，根據(jù)CO2是酸性氣體的特性，利用堿性吸收劑與CO 2進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)來(lái)去除?；瘜W(xué)吸收法在不太高的壓力下就可將氣體中的CO2精制到很高的程度。但當(dāng)用化學(xué)吸收時(shí)，當(dāng)化學(xué)吸收劑完全反應(yīng)完后就不再具有吸收CO2的特性，所以化學(xué)吸收劑的吸收能力是有限的。
[0007]在采用堿性溶液法去除0)2的工藝中，通常直接將氣體通入堿性溶液中，存在CO 2氣體不能有效的充分與堿性溶液接觸問(wèn)題，導(dǎo)致脫硫率較低；同時(shí)，堿性溶液和CO2反應(yīng)，會(huì)降低堿性溶液的濃度，從而使吸收效率降低。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0008]本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種高效的秸桿產(chǎn)沼氣純化裝置。該裝置可有效使噴淋堿性霧液與H2S氣體充分接觸，提高脫硫效率和脫硫溶液的利用率；同時(shí)，該裝置可有效使0)2氣體充分與堿性溶液相接觸，同時(shí)利用傳感器和電控閥實(shí)時(shí)提供新的堿性溶液，保證堿性溶液的濃度，以保證持續(xù)較高的脫碳效率。
[0009]本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn):
[0010]一種秸桿產(chǎn)沼氣純化裝置，包括脫硫裝置、脫碳裝置、脫水裝置、壓縮機(jī)、儲(chǔ)氣罐，以及管道和閥門。
[0011]所述脫硫裝置包括脫硫塔、第一堿性溶液罐、以及電控閥和管道；脫硫塔設(shè)置有脫硫塔進(jìn)氣口、脫硫塔出氣口、脫硫塔進(jìn)液口和脫硫塔出液口；所述脫硫塔進(jìn)氣口設(shè)置在脫硫塔的底端，脫硫塔進(jìn)氣口設(shè)置有第五閥門，脫硫塔進(jìn)氣口高出脫硫塔的底面，且脫硫塔進(jìn)氣口的正上方設(shè)置有傘罩，以防止噴淋產(chǎn)生的液體進(jìn)入進(jìn)氣口 ；所述脫硫塔出氣口設(shè)置在脫硫塔的頂端，在脫硫塔出氣口處設(shè)置有第一氣體檢測(cè)傳感器，用于檢測(cè)H2S氣體的濃度；所述脫硫塔進(jìn)液口設(shè)置在脫硫塔的頂端，脫硫塔進(jìn)液口處設(shè)置有噴頭，噴頭通過(guò)管道與第一堿性溶液罐相聯(lián)通，在噴頭與第一堿性溶液罐相聯(lián)通的管道上設(shè)置有第一電控閥，用于控制調(diào)節(jié)堿性溶液的流量；所述脫硫塔出液口設(shè)置在脫硫塔的底端，脫硫塔出液口設(shè)置有第四電控閥；在脫硫塔的內(nèi)部從下至上依次設(shè)置有氣體均勻分布器、第一級(jí)反應(yīng)板、第二級(jí)反應(yīng)板和液體均勻分布器；所述氣體均勻分布器為平板結(jié)構(gòu)，其上均勻分布有第一通孔，通過(guò)第一通孔可以使進(jìn)氣口進(jìn)來(lái)的沼氣均勻擴(kuò)散到脫硫塔內(nèi)部；所述液體均勻分布器為平板結(jié)構(gòu)，其上均勻分布有第二通孔，液體均勻分布器設(shè)置有圓形側(cè)壁，液體均勻分布器下表面為平面，液體均勻分布器上表面從中心向圓周具有一定斜度(斜度范圍為:與水平方向夾角10-25度)，噴淋液體時(shí)，液體可從中心位置擴(kuò)散至四周，并透過(guò)第二通孔，從而達(dá)到均勻擴(kuò)散液體的目的。
[0012]所述脫碳裝置包括脫碳罐、第二堿性溶液罐、廢液收集罐，以及電控閥和管道；脫碳罐的罐體直徑從下至上為漸擴(kuò)結(jié)構(gòu)，脫碳罐設(shè)置有脫碳罐進(jìn)氣口、脫碳罐出氣口、脫碳罐進(jìn)液口和脫碳罐出液口 ；所述脫碳罐進(jìn)氣口設(shè)置在脫碳罐的頂端，沼氣從脫碳罐進(jìn)氣口進(jìn)入脫碳罐內(nèi)部；所述脫碳罐出氣口設(shè)置在脫碳罐的頂端，在脫碳罐出氣口處設(shè)置有第二氣體檢測(cè)傳感器，用于檢測(cè)二氧化碳?xì)怏w的濃度；所述脫碳罐進(jìn)液口通過(guò)管道與第二堿性溶液罐相聯(lián)通，在脫碳罐進(jìn)液口與第二堿性溶液罐相聯(lián)通的管道上設(shè)置有第二電控閥，用于控制調(diào)節(jié)堿性溶液的流量；所述脫碳罐出液口設(shè)置在脫碳罐的底端，脫碳罐出液口通過(guò)管道與廢液收集罐相連，在脫碳罐出液口與廢液收集罐相連的管道上設(shè)置有第三電控閥；脫碳罐的內(nèi)部設(shè)置有氣體分散裝置，所述氣體分散裝置由氣體分散裝置主氣管和氣體分散裝置分氣管組成，氣體分散裝置分氣管呈圓形均勻分布且與氣體分散裝置主氣管相聯(lián)通，氣體分散裝置主氣管與脫碳罐進(jìn)氣口相聯(lián)通，通過(guò)氣體分散裝置可以使從脫碳罐進(jìn)氣口進(jìn)來(lái)的沼氣均勻擴(kuò)散到脫碳罐內(nèi)部的溶液中；脫碳罐的內(nèi)部還設(shè)置有攪拌裝置，攪拌裝置由轉(zhuǎn)軸和攪拌槳葉組成，通過(guò)攪拌裝置可進(jìn)一步細(xì)化溶液中的沼氣氣泡，使沼氣中的CO2氣體充分與堿性溶液相接觸。
[0013]脫硫塔出氣口通過(guò)管道與脫碳罐進(jìn)氣口聯(lián)通，在脫硫塔出氣口與脫碳罐進(jìn)氣口聯(lián)通的管道上設(shè)置有第一閥門；脫碳罐出氣口通過(guò)管道與脫水裝置進(jìn)氣口聯(lián)通，在脫碳罐出氣口與脫水裝置聯(lián)通的管道上設(shè)置有第二閥門；脫水裝置出氣口通過(guò)管道與壓縮機(jī)聯(lián)通，在脫水裝置出氣口與壓縮機(jī)聯(lián)通的管道上設(shè)置有第三閥門；壓縮機(jī)通過(guò)管道與儲(chǔ)氣罐聯(lián)通，在壓縮機(jī)與儲(chǔ)氣罐聯(lián)通的管道上設(shè)置有第四閥門。
[0014]在上述技術(shù)方案中，所述第一通孔的孔直徑為3-5mm，孔間距為5-10mm。所述第二通孔的孔直徑為5-8mm，孔間距為8--15mm。所述第一氣體檢測(cè)傳感器通過(guò)檢測(cè)H2S氣體的濃度，可實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)電控閥的流量以保證有適量的堿性溶液與H2S氣體充分反應(yīng)。所述氣體分散裝置分氣管的孔直徑為3-5mm，氣體分散裝置分氣管的間距為8—15mm。所述氣體分散裝置分氣管的長(zhǎng)度為100-200mm。所述脫碳罐的罐體直徑從下至上為漸擴(kuò)結(jié)構(gòu)，可以使沼氣氣泡上升過(guò)程中充分?jǐn)U散，充分與堿性溶液相接觸。通過(guò)第二氣體檢測(cè)傳感器通過(guò)檢測(cè)CO2氣體的濃度，可實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)第二電控閥和第三電控閥的流量提供新的堿性溶液，以保證有適量濃度的堿性溶液與0)2氣體充分反應(yīng)，從而保證持續(xù)高效的脫碳效率。
[0015]本實(shí)用新型設(shè)計(jì)合理，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可有效使噴淋堿性霧液與H2S氣體充分接觸，提高脫硫效率和脫硫溶液的利用率；同時(shí)，該裝置可有效使0)2氣體充分與堿性溶液相接觸，同時(shí)利用傳感器和電控閥實(shí)時(shí)提供新的堿性溶液，保證堿性溶液的濃度，以保證持續(xù)較高的脫碳效率。
【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖，
[0017]圖2是本實(shí)用新型的脫硫裝置中的液體均勻分布器的結(jié)構(gòu)示意圖，
[0018]圖3是圖2的俯視圖，
[0019]圖4是本實(shí)用新型的脫硫裝置中的氣體均勻分布器的俯視圖，
[0020]圖5是本實(shí)用新型的脫碳裝置中的氣體分散裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，
[0021]圖6是圖5的仰視圖。
[0022]圖中:1為第一堿性溶液罐，2為第一電控閥，3為第一閥門，4為第二堿性溶液罐，5為第二電控閥，6為脫碳罐進(jìn)氣口，7為脫碳罐出氣口，8為第二氣體檢測(cè)傳感器，9為脫水裝置進(jìn)氣口，10為第二閥門，11為脫水裝置，12為儲(chǔ)氣罐，13為第四閥門，14為壓縮機(jī)，15為第三閥門，16為廢液收集罐，17為第三電控閥，18為脫碳罐出液口，19為轉(zhuǎn)軸，20為攪拌槳葉，21為脫碳罐，2