一种类分子筛沼气水气分离装置的制作方法

1.本发明涉及水气分离技术领域，尤其涉及一种类分子筛沼气水气分离装置。

背景技术：

2.沼气是一种很好的清洁可再生能源，沼气发电逐步引起人们的关注和重视，可以说，沼气发电利国利民。
3.厌氧消化刚产生的沼气中含有大量水蒸气，沼气中的h2s溶解到水中会对沼气输送管道造成腐蚀。实践证明，沼气发电装置工程中，沼气的净化处理是影响发电装置正常运行的关键，初始状态的沼气中含有大量的水分，若不对沼气净化，直接进入发电机，不仅会腐蚀火花塞，而且也会导致发动机点火不良，使发动机工作不均匀，尤其是在冷机起动或低负荷状态下导致发动机工作不太稳定。因此沼气脱水是沼气净化和沼气发电的重中之重，其关系到整个系统的使用寿命及安全性。
4.目前，工程中常用的沼气脱水的方法为冷分离法，即通过将沼气中的水蒸气冷却至液态，从而实现沼气的脱水，沼气冷却降温的方式主要有自然降温和机械脱水两种，其中自然降温存在效率低、占地面积大、水气分离不完全等问题，因而已经逐渐被行业所淘汰；而机械脱水虽然提升了水气分离效率，但是其运行过程中存在能耗高、成本高、设备故障率高等问题。
5.因此，一种新型的低能耗、低成本、运行稳定、效率高的沼气水气分离装置是沼气作为可再生能源持续发展的关键。

技术实现要素：

6.针对上述问题，现提供一种类分子筛沼气水气分离装置，旨在解决现有技术中沼气水气分离装置耗能高、成本高、装置复杂故障率高等技术难题。
7.具体技术方案如下：
8.一种类分子筛沼气水气分离装置，具有这样的特征，包括：
9.壳体，壳体上相对开设有进气口及出气口，且壳体的底部与集水器连接，集水器的底部与排水弯管连接；以及
10.多个分离折板，用于使沼气中水气凝结成水，分离折板沿水气流动方向间隔安装于壳体内，分离折板包括不锈钢网和固化于不锈钢网上的类分子筛涂层。
11.进一步的，进气口距壳体顶部高度为壳体高度的1/5-1/3。
12.进一步的，类分子筛涂层的厚度为0.5-1.0mm，不锈钢网的厚度为3.0-5.0mm。
13.进一步的，类分子筛涂层为多孔结构，其孔径为0.4-1.0nm，且类分子筛涂层的接触角为10
°‑
30
°
。
14.进一步的，分离折板与壳体顶部的夹角为α，30
°
≤α≤40
°
；分离折板与壳体底部的夹角为β，50
°
≤β≤60
°
。
15.进一步的，壳体内工作压力为0.5kpa-1.5kpa。
16.进一步的，壳体上还设有上限液位计及下限液位计，上限液位计安装高度较下限液位计安装高度高100nm。
17.进一步的，壳体上开设有注水口。
18.上述方案的有益效果是：
19.1)本发明运行过程中仅仅对沼气进气口压力有所要求，无需额外增压，因而运行过程中基本不会产生能耗；
20.2)本发明提供的分离装置可作为沼气脱水后的预处理装置有效去除沼气中50％以上水分，从而降低沼气后端脱水装置运行负荷和运行成本；
21.3)本发明提供的分离装置仅由壳体、分离折板和集水器三部分组成，整体结构简单，因而具有运行故障率低的优点。
附图说明
22.图1为本发明的实施例中提供的分离装置的结构示意图；
23.图2为本发明的实施例中提供的分离装置的运行示意图；
24.图3为本发明的实施例中提供的分离折板的结构示意图。
25.附图中：1、壳体；2、进气口；3、出气口；4、集水器；5、排水弯管；6、分离折板；7、不锈钢网；8、类分子筛涂层；9、上限液位计；10、下限液位计；11、注水口。
具体实施方式
26.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
27.需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
28.下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。
29.实施例1
30.一种类分子筛沼气水气分离装置，包括：壳体1，壳体1上相对开设有进气口2(进气口2距壳体1顶部高度为壳体1高度的1/5)及出气口3，且壳体1的底部与集水器4连接，集水器4的底部与排水弯管5连接；以及多个分离折板6，用于使沼气中水气凝结成水，分离折板6沿水气流动方向间隔安装于壳体1内，分离折板6包括不锈钢网7(厚度3.0mm)和固化于不锈钢网7上的类分子筛涂层8(厚度0.6mm，由亲水性材料固化形成，接触角为10
°
)；
31.本实施例中分离折板6与壳体1顶部的夹角α＝30
°
，分离折板6与壳体1底部的夹角β＝60
°
，壳体1内工作压力为1.0kpa。
32.实施例2
33.一种类分子筛沼气水气分离装置，包括：壳体1，壳体1上相对开设有进气口2(进气口2距壳体1顶部高度为壳体1高度的1/4)及出气口3，且壳体1的底部与集水器4连接，集水器4的底部与排水弯管5连接；以及多个分离折板6，用于使沼气中水气凝结成水，分离折板6沿水气流动方向间隔安装于壳体1内，分离折板6包括不锈钢网7(厚度4.0mm)和固化于不锈
钢网7上的类分子筛涂层8(厚度0.8mm，由亲水性材料固化形成，接触角为20
°
)；
34.本实施例中分离折板6与壳体1顶部的夹角α＝35
°
，分离折板6与壳体1底部的夹角β＝60
°
，壳体1内工作压力为1.2kpa。
35.实施例3
36.一种类分子筛沼气水气分离装置，包括：壳体1，壳体1上相对开设有进气口2(进气口2距壳体1顶部高度为壳体1高度的1/3)及出气口3，且壳体1的底部与集水器4连接，集水器4的底部与排水弯管5连接；以及多个分离折板6，用于使沼气中水气凝结成水，分离折板6沿水气流动方向间隔安装于壳体1内，分离折板6包括不锈钢网7(厚度5.0mm)和固化于不锈钢网7上的类分子筛涂层8(厚度1.0mm，由亲水性材料固化形成，接触角为20
°
)；
37.本实施例中分离折板6与壳体1顶部的夹角α＝40
°
，分离折板6与壳体1底部的夹角β＝55
°
，壳体1内工作压力为1.4kpa。
38.本发明中上述分离装置的使用方法为：
39.1)向集水器4中注入少量水，以水封分离折板6下端，防止运行过程中沼气从分离折板下端穿过，达不到分离效果；
40.2)将沼气由进气口2送入装置中，沼气经过多级分离折板6分离，由于分离折板6上具有亲水性的类分子筛涂层8，所以将沼气中部分水分得以分离，随着分离折板6上水分不断聚集，逐渐形成小水珠，在重力作用(分离折板6与壳体1顶部及底部的夹角)和气流作用(进气口2相应的安装位置及分离折板6的结构形式使沼气在壳体1内部形成小涡流)下，小水珠沿分离折板6汇入下方集水器4；
41.3)集水器4内液位不断上升，当上升到一定高度后自动从排水弯管5排出；
42.4)若壳体1内压力高于1.5kpa，此时工作需检查压力过高原因，如若进气压力正常，则可能是因为分离折板6长期运行过程中导致孔隙堵塞，此时需要对分离折板6进行清洗，使压力稳定在0.5kpa-1.5kpa范围内。
43.本发明实施例1-3中分离装置的脱水效率如下表所示：
[0044] 沼气平均脱水效率实施例156％实施例254％实施例359％
[0045]
以上仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

技术特征：

1.一种类分子筛沼气水气分离装置，其特征在于，包括：壳体，所述壳体上相对开设有进气口及出气口，且所述壳体的底部与集水器连接，所述集水器的底部与排水弯管连接；以及多个分离折板，用于使沼气中水气凝结成水，所述分离折板沿水气流动方向间隔安装于所述壳体内，所述分离折板包括不锈钢网和固化于所述不锈钢网上的类分子筛涂层。2.根据权利要求1所述的类分子筛沼气水气分离装置，其特征在于，所述进气口距所述壳体顶部高度为所述壳体高度的1/5-1/3。3.根据权利要求1所述的类分子筛沼气水气分离装置，其特征在于，所述类分子筛涂层的厚度为0.5-1.0mm，所述不锈钢网的厚度为3.0-5.0mm。4.根据权利要求3所述的类分子筛沼气水气分离装置，其特征在于，所述类分子筛涂层为多孔结构，其孔径为0.4-1.0nm，且所述类分子筛涂层的接触角为10
°‑
30
°
。5.根据权利要求3或4所述的类分子筛沼气水气分离装置，其特征在于，所述分离折板与所述壳体顶部的夹角为α，30
°
≤α≤40
°
；所述分离折板与所述壳体底部的夹角为β，50
°
≤β≤60
°
。6.根据权利要求1所述的类分子筛沼气水气分离装置，其特征在于，所述壳体内工作压力为0.5kpa-1.5kpa。7.根据权利要求1所述的类分子筛沼气水气分离装置，其特征在于，所述壳体上还设有上限液位计及下限液位计，所述上限液位计安装高度较所述下限液位计安装高度高100nm。8.根据权利要求1所述的类分子筛沼气水气分离装置，其特征在于，所述壳体上开设有注水口。

技术总结

本发明涉及一种类分子筛沼气水气分离装置，包括：壳体，壳体上相对开设有进气口及出气口，且壳体的底部与集水器连接，集水器的底部与排水弯管连接；以及多个分离折板，用于使沼气中水气凝结成水，分离折板沿水气流动方向间隔安装于壳体内，分离折板包括不锈钢网和固化于不锈钢网上的类分子筛涂层。本发明运行过程中仅仅对沼气进气口压力有所要求，无需额外增压，因而运行过程中基本不会产生能耗；本发明提供的分离装置可作为沼气脱水后的预处理装置有效去除沼气中50％以上水分，从而降低沼气后端脱水装置运行负荷和运行成本。后端脱水装置运行负荷和运行成本。后端脱水装置运行负荷和运行成本。