阅读说明：本技术 一种用于畜禽粪沼气池沼气提纯的过滤装置 (A filter equipment for purification of animal manure methane-generating pit marsh gas ) 是由 牛晓君 李霞 张荔 叶兴瑶 刘洋 彭绍洪 王雅婷 余成华 于 2019-10-31 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种用于畜禽粪沼气池沼气提纯的过滤装置,其特征在于,主要包括外壳,所述外壳的内部从下至上依次设置有第一滤室、第二滤室和第三滤室；所述外壳顶部开设有出气管且出气管与第三滤室相连通,外壳底部侧面开设有进气管,外壳底部另一侧开设有排水管,所述第一滤室内设置有多跟净化管,且所述每个净化管的两端分别与进气管和第二滤室连通；所述第二滤室和第三滤室通过中间设置的连通管相连通,操作简单,净化纯度高,适合广泛推广。(The invention discloses a filtering device for purifying biogas in a livestock and poultry manure biogas digester, which is characterized by mainly comprising a shell, wherein a first filtering chamber, a second filtering chamber and a third filtering chamber are sequentially arranged in the shell from bottom to top; the top of the shell is provided with an air outlet pipe which is communicated with the third filter chamber, the side surface of the bottom of the shell is provided with an air inlet pipe, the other side of the bottom of the shell is provided with a water outlet pipe, a plurality of purification pipes are arranged in the first filter chamber, and two ends of each purification pipe are respectively communicated with the air inlet pipe and the second filter chamber; the second filter chamber and the third filter chamber are communicated through a communicating pipe arranged in the middle, so that the operation is simple, the purification purity is high, and the method is suitable for wide popularization.)

一种用于畜禽粪沼气池沼气提纯的过滤装置

技术领域

本发明涉及沼气提纯过滤技术领域，尤其涉及一种用于畜禽粪沼气池沼气提纯的过滤装置。

背景技术

沼气是一种具有较高热值的可燃气体，主要成分为甲烷和二氧化碳和少量的氢气(H₂)、氧气(O₂)、硫化氢(H₂S)等气体，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，沼气提纯过滤也成为了目前研究的热门课题。

目前的沼气提纯过滤主要有吸收法、变压吸附法、低温冷凝法、膜分离法，其中变压吸附法和膜分离法的设备成本和运行成本较高，低温冷凝法技术目前并不成熟，综上吸收法比较适合本领域使用。

目前的吸收法主要通过活性炭和沸石等吸附材质对沼气中的杂质气体进行吸附，通过溶液和沼气中的气体进行反应来提高纯度，最后在进行干燥和储存，使得沼气在过滤时水蒸气所带来的资源消耗和时间消耗较大，过滤效率不高且装置结构占地面积较大。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种用于畜禽粪沼气池沼气提纯的过滤装置。

本发明的技术要点为：

一种用于畜禽粪沼气池沼气提纯的过滤装置，主要包括外壳，所述外壳的内部从下至上依次设置有第一滤室、第二滤室和第三滤室；

所述外壳顶部开设有出气管且出气管与第三滤室相连通，外壳底部一侧开设有进气管，所述进气管进气口处设置有增压泵，外壳底部另一侧开设有排水管，所述排水管与第一滤室底部设置的集水管相连通；

所述第一滤室内并列设置有多根连通进气管和第二滤室的净化管；

所述第二滤室和第三滤室内分别设置有第二滤池和第三滤池，且所述第二滤池和第三滤池均盛装在各自的盛液盒内，所述每个盛液盒的底部均开设有换液管，所述第二滤室和第三滤室通过中间设置的连通管相连通。

进一步的，所述外壳的一侧在每个滤室的位置处开设有检修门，所述第三滤室的两侧均设置有检修门，方便后期的维护工作。

进一步的，所述出气管内设置有活性炭层，防止提纯不彻底。

进一步的，所述净化管包括通气管，过滤层和隔膜，所述通气管是所述过滤层通过中间设置的隔膜隔出的一个通道，所述过滤层底端连通出水管，初步的去除沼气中的水分子。

进一步的，所述净化管的管道路径为螺旋状，使沼气与过滤层充分接触，保证过滤效果。

进一步的，所述第二滤池内滤料为氧化铁，且所述第二滤池底部铺有一层沸石层，且所述多个通气管的出气口埋在沸石层内，保证沼气提纯效果。

进一步的，所述第三滤池内盛有氢氧化钠溶液，提取沼气中的二氧化碳。

进一步的，所述第三滤室中的盛液盒底部两侧设置有振荡器，使反应更加充分，过滤效率更高。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

第一，通过在外壳的内部从下至上依次设置有第一滤室、第二滤室和第三滤室，第一滤室通过增压泵使沼气进入螺旋转的净化管进行首先的过滤和脱水，使沼气中的水蒸气不在于后置的两个滤池中的成分反应，减少的后面的过滤难度和时间；通过第二滤池底部的沸石层对刚从第一滤室净化过得沼气进一步进行吸附后在进入氧化铁池，脱去沼气中的硫化氢，然后通过连通管的多层氧化铁层进入第三滤室，防止了未经反应的硫化氢气体进入第三滤室，第三滤室中设置的振荡器使沼气中的二氧化碳和氢氧化钠溶液反应更加充分。

第二，本发明结构设计合理，占地面积小，而且能够降低能源消耗，缩短提纯过滤时间，值得大量推广应用。

附图说明

图1是本发明的内部结构示意图的主视图；

图2是本发明的外部结构示意图的主视图；

图3是本发明的净化管内部结构示意图。

其中，1、外壳，11、排水管，111、控制阀，12、出气管，121、活性炭层，13、增压泵，14、检修门，15、连通管，16、集水管，17、进气管，2、第三滤室，21、第三滤池，22、盛液盒，23、振荡器，24、换液管，3、第二滤室，31、第二滤池，32，沸石层，4、第一滤室，41、净化管，411、通气管，412、过滤层，413、隔膜，42，出水管。

具体实施方式

实施例：

一种用于畜禽粪沼气池沼气提纯的过滤装置，主要包括外壳1，所述外壳1的内部从下至上依次设置有第一滤室4、第二滤室3和第三滤室2；

所述外壳1顶部开设有出气管12且出气管12与第三滤室2相连通，外壳1底部一侧开设有进气管17，所述进气管17进气口处设置有增压泵13，外壳1底部另一侧开设有排水管11，所述排水管11与第一滤室4底部设置的集水管16相连通；

所述第一滤室4内并列设置有多根连通进气管17和第二滤室3的净化管41；

所述第二滤室3和第三滤室2内分别设置有第二滤池31和第三滤池21，且所述第二滤池31和第三滤池21均盛装在各自的盛液盒22内，所述每个盛液盒22的底部均开设有换液管24，所述第二滤室3和第三滤室2通过中间设置的连通管15相连通。

所述外壳1的一侧在每个滤室的位置处开设有一个检修门14，所述第三滤室2的两侧均设置有检修门14，打开检修14给滤室换液和检修，打开第三滤室2的检修门还可对振荡器23进行控制。

所述出气管12内设置有活性炭层121，吸附未进行提纯的残余杂质。

所述净化管41包括通气管411，过滤层412和隔膜413，所述通气管411是所述过滤层412通过中间设置的隔膜413隔出的一个通道，所述过滤层412底端连通出水管42，使沼气中的水蒸气进行分离，其中过滤层412采用无水硫酸铜颗粒进行干燥，隔膜413采用中空纤维膜的气态膜可除去沼气中的氮气。

所述净化管41的管道路径为螺旋状，沼气与过滤层充分接触，保证过滤效果。

所述第二滤池31内滤料为氧化铁，且所述第二滤池31底部铺有一层沸石层32，且所述多个通气管411的出气口埋在沸石层32内，使沼气中易吸附的杂质经过沸石吸附后在进行反应，节约了滤池中溶液的消耗。

所述连通管15内设置有多层氧化铁层，多层吸附使沼气中杂质去除更加彻底。

所述第三滤池2内盛有氢氧化钠溶液，所述出气管12内设置有活性炭层121。

所述第三滤室2中的盛液盒22底部两侧设置有振荡器23，通过振荡器23的震荡效果使沼气与氢氧化钠溶液充分接触，反应更加剧烈，提纯效果更佳，其中振荡器23采用FP-35-M型号的活塞式振荡器。

沼气从沼气池中净入设备之前使用沼气分析仪在进气管11处进行气体成分测定，得出数据如下：

甲烷含量为35.6％，二氧化碳含量为37.4％，其余气体占比为27％。

在设备打开设备三分钟后，在出气管12出气口处使用沼气分析仪进行气体成分测定，得出数据如下：

出气口处的沼气中甲烷含量为96.8％，二氧化碳含量为2.1％，硫化氢含量≤15mg/m³完全符合国家沼气再利用为天然气的使用标准，并且所使用的滤料总消耗低于同领域设备的1.7％。

本发明使用方法：

打开增压泵17和振荡器23，沼气从进气管17进入设备，通过进气口处的增压泵13，使沼气从进气管17进入第一滤室4中的净化管41，通过净化管41中的过滤层412对沼气进行初步的吸附和干燥，并通过中空纤维膜的隔膜413去除沼气中的氮气，被去除的水蒸气顺着出水管42流入集水管16中并通过排水管11流出设备，净化后的沼气从通气管411进入第二滤室3的沸石层32内，进行二次吸附后进入第二滤池的31中并与滤池中的氧化铁进行反应，除去沼气中的硫化氢气体，除硫后的沼气通过连通管15进入第一滤室2中，通过振荡器23的震荡作用，使沼气与第三滤池21中的氢氧化钠溶液充分反应，除去沼气中的二氧化碳气体，最后净化后可利用的沼气通过出气管12进入储气瓶内。