一种基于水合原理的垃圾填埋气提纯方法技术

本发明专利技术属于垃圾填埋技术领域，具体涉及一种基于水合原理的垃圾填埋气提纯方法，包括如下步骤：步骤1，将预处理后的填埋气放入至缓冲罐内，并进行低温处理，得到压缩填埋气；步骤2，将压缩填埋气加入冷却压缩机中，恒温过滤水分，然后经除杂器和换热器，得到无水填埋气；步骤3，将无水填埋气通入膜分离装置低温分离，得到纯净填埋气；步骤4，将纯净填埋气冲入多组蒸馏水反应釜中连续低温曝气反应，提取甲烷水合物冷冻，得到产品。本发明专利技术采用低温处理的方式除杂除油，得到纯净的填埋气，然后经水合反应，得到高纯度甲烷水合物。

Gas Purification Method for Landfill Based on Hydration Principle

【技术实现步骤摘要】
一种基于水合原理的垃圾填埋气提纯方法
本专利技术属于垃圾填埋
，具体涉及一种基于水合原理的垃圾填埋气提纯方法。
技术介绍
垃圾填埋气体是生活垃圾填埋后，在填埋场内被微生物分解，产生的以甲烷和二氧化碳为主要成分的混合气体。填埋气体中含有30％-55％体积比的甲烷，含有30％-45％体积比的的二氧化碳，此外，还含有少量的空气、恶臭气体和其他微量气体。填埋气体中的甲烷是一种易燃易爆的气体。由于甲烷爆炸时需要与空气混合，占到空气中的5％-15％才会发生爆炸，因此在封闭的填埋场内几乎没有爆炸的危险。但是，当填埋气体通过土壤的空隙转移到填埋场以外，并与空气混合时，就有可能发生爆炸。填埋气体还含有微量的氨、一氧化碳、硫化氢、多种挥发性有机物等物质，会产生恶臭问题和空气污染。但根据联合国政府间气候变化专门委员(IPCC)相关规定，未经过处理的填埋气体中二氧化碳为生物质分解的结果，属于自然碳循环的一部分，不计入温室气体。填埋气体中甲烷被列入大气温室气体清单，其温室效应是同体积二氧化碳的21倍。如何对其有效收集存储并合理利用是急需解决的技术难题。
技术实现思路
针对现有技术中的问题，本专利技术提供一种基于水合原理的垃圾填埋气提纯方法，采用低温处理的方式除杂除油，得到纯净的填埋气，然后经水合反应，得到高纯度甲烷水合物。为实现以上技术目的，本专利技术的技术方案是：一种基于水合原理的垃圾填埋气提纯方法，包括如下步骤：步骤1，将预处理后的填埋气放入至缓冲罐内，并进行低温处理，得到压缩填埋气；步骤2，将压缩填埋气加入冷却压缩机中，恒温过滤水分，然后经除杂器和换热器，得到无水填埋气；步骤3，将无水填埋气通入膜分离装置低温分离，得到纯净填埋气；步骤4，将纯净填埋气冲入多组蒸馏水反应釜中连续低温曝气反应，提取甲烷水合物冷冻，得到产品。所述步骤1中的低温处理的温度为2-8℃，压力为20-40kPa。所述步骤2中的恒温过滤的温度为0-5℃。所述步骤2中的除杂器内设置有泡沫吸附板，所述泡沫吸附板的孔径沿气流方向逐渐减小，且孔径由8mm减少至2mm。所述泡沫吸附板的材质如下：聚氯乙烯8-10份、聚丙烯酸钠3-5份、聚偏氟乙烯3-5份、无机添加剂3-5份。所述泡沫吸附板的比表面覆盖有一层聚丙烯酸钠薄膜层。泡沫吸附板的制备方法：将聚氯乙烯细粉、无机添加剂和聚偏氟乙烯细粉充分混合形成混合粉料，并加入蒸馏水中形成浆料；加入三聚氰胺和十二烷基硫酸钠加热搅拌至形成粘稠浆料，将浆料涂敷在基板表面形成第一层涂覆膜；继续将入十二烷基硫酸钠加热搅拌搅拌，涂覆在第一层涂覆膜表面，形成第二涂覆膜；按照上述方法涂覆多次后得到多层涂覆膜；将多层涂覆膜进行恒温挤压反应2-3h，恒温泡入水中2-5h，烘干得到多孔吸附底板，然后浸泡至聚丙烯酸钠水溶液中，二次烘干，得到泡沫吸附板。无机添加剂采用二氧化钛或二氧化硅。三聚氰胺的加入量是混合粉料质量20-25％，十二烷基硫酸钠的加入量是混合粉料质量3-6％，每次添加的十二烷基硫酸钠的质量是混合粉料质量的0.5-1％，且所述十二烷基硫酸钠的加入量不超过混合粉料质量的15％。恒温挤压的温度为90-100℃，压力为0.4-0.7MPa。泡沫吸附板以较大的表面孔径，增加气体与多孔泡沫表面的接触和吸附性，泡沫吸附板孔径由大至小依次流通，能够有效的提升了液滴与泡沫表面的接触，梯度式接触能够有效的解决了堵塞问题，防止液滴成长过大。各种材料的配合形成泡沫表面性能从而增加其表面对油相的吸引能力，同时又具有良好的光洁度，从而使油相易于从吸附面滑落，从而增加易清洁性。泡沫吸附板在使用过程中，聚丙烯酸钠能够吸收残留的水分，形成细微膨胀，同时膨胀后内部形成稳定的多孔通道，达到增加接触面积的效果，提升了初期的除油效果，为细孔除油降低风险。所述步骤3中的低温分离的温度为-3～5℃，所述膜分离装置内设置有多个中空纤维膜。所述中空纤维膜采用硅橡胶中空纤维膜。硅橡胶中空纤维膜外径130-190μm，壁厚20-50μm；膜面积1-6m2。所述中空纤维膜采用同轴心硅橡胶中空纤维膜，包括外中空纤维膜和内中空纤维膜，所述外中空纤维膜内设置有20-50个内中空纤维膜，所述内中空纤维膜的外径130-190μm，壁厚20-50μm；膜面积1-6m2，所述外中空纤维膜的外径为2-3mm，壁厚为50-80μm。将外中空纤维膜与内中空纤维膜之间的气体重新冲入膜分离装置通气孔处，进行二次分离。所述步骤4中的低温曝气的温度为2-8℃，曝气流速的气体流速为10-20mL/min。所述蒸馏水反应釜中设置有蒸馏水喷淋装置。纯净填埋气放入至第一蒸馏水反应釜中进行低温曝气反应，形成系第一混合物(包括第一甲烷水合物)，同时将底部曝气的蒸馏水通过电机输送至第一蒸馏反应釜内的自喷淋装置，形成第一蒸馏反应釜内的喷淋，与第一混合物形成二次反应，形成第二混合物，所述第二混合物内包括第二甲烷水合物；所述第二甲烷水合物的甲烷浓度大于所述第一甲烷水合物的甲烷浓度；将第二混合物通入至第二蒸馏水反应釜中，与蒸馏水形成反应，得到第三混合物，包括第三甲烷水合物，然后将底部的蒸馏水进行喷淋反应，持续反应得到第四混合物，故此依次反应，最终得到混合物，然后将混合进行水合物，废气、废水的分离，得到水合物。从以上描述可以看出，本专利技术具备以下优点：1.本专利技术采用低温处理的方式除杂除油，得到纯净的填埋气，然后经水合反应，得到高纯度甲烷水合物。2.本专利技术利用梯度泡沫吸附板，不仅能够有效的提升了吸附除油效果，而且能够起到防止油污堵塞的问题。具体实施方式结合实施例详细说明本专利技术，但不对本专利技术的权利要求做任何限定。实施例1一种基于水合原理的垃圾填埋气提纯方法，包括如下步骤：步骤1，将预处理后的填埋气放入至缓冲罐内，并进行低温处理，得到压缩填埋气；步骤2，将压缩填埋气加入冷却压缩机中，恒温过滤水分，然后经除杂器和换热器，得到无水填埋气；步骤3，将无水填埋气通入膜分离装置低温分离，得到纯净填埋气；步骤4，将纯净填埋气冲入多组蒸馏水反应釜中连续低温曝气反应，提取甲烷水合物冷冻，得到产品。所述步骤1中的低温处理的温度为2℃，压力为20kPa。所述步骤2中的恒温过滤的温度为0℃。所述步骤2中的除杂器内设置有泡沫吸附板，所述泡沫吸附板的孔径沿气流方向逐渐减小，且孔径由8mm减少至2mm。所述泡沫吸附板的材质如下：聚氯乙烯8份、聚丙烯酸钠3份、聚偏氟乙烯3份、无机添加剂3份。所述泡沫吸附板的比表面覆盖有一层聚丙烯酸钠薄膜层。泡沫吸附板的制备方法：将聚氯乙烯细粉、无机添加剂和聚偏氟乙烯细粉充分混合形成混合粉料，并加入蒸馏水中形成浆料；加入三聚氰胺和十二烷基硫酸钠加热搅拌至形成粘稠浆料，将浆料涂敷在基板表面形成第一层涂覆膜；继续将入十二烷基硫酸钠加热搅拌搅拌，涂覆在第一层涂覆膜表面，形成第二涂覆膜；按照上述方法涂覆多次后得到多层涂覆膜；将多层涂覆膜进行恒温挤压反应2h，恒温泡入水中2h，烘干得到多孔吸附底板，然后浸泡至聚丙烯酸钠水溶液中，二次烘干，得到泡沫吸附板。无机添加剂采用二氧化钛或二氧化硅。三聚氰胺的加入量是混合粉料质量20％，十二烷基硫酸钠的加入量是混合粉料质量3％，每次添加的十二烷基硫酸钠的质量是混合粉料质量的0.5％，且总的十二烷基硫酸钠的加入量是混合本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于水合原理的垃圾填埋气提纯方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤1，将预处理后的填埋气放入至缓冲罐内，并进行低温处理，得到压缩填埋气；步骤2，将压缩填埋气加入冷却压缩机中，恒温过滤水分，然后经除杂器和换热器，得到无水填埋气；步骤3，将无水填埋气通入膜分离装置低温分离，得到纯净填埋气；步骤4，将纯净填埋气冲入多组蒸馏水反应釜中连续低温曝气反应，提取甲烷水合物冷冻，得到产品。

【技术特征摘要】
1.一种基于水合原理的垃圾填埋气提纯方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤1，将预处理后的填埋气放入至缓冲罐内，并进行低温处理，得到压缩填埋气；步骤2，将压缩填埋气加入冷却压缩机中，恒温过滤水分，然后经除杂器和换热器，得到无水填埋气；步骤3，将无水填埋气通入膜分离装置低温分离，得到纯净填埋气；步骤4，将纯净填埋气冲入多组蒸馏水反应釜中连续低温曝气反应，提取甲烷水合物冷冻，得到产品。2.根据权利要求1所述的基于水合原理的垃圾填埋气提纯方法，其特征在于：所述步骤1中的低温处理的温度为2-8℃，压力为20-40kPa。3.根据权利要求1所述的基于水合原理的垃圾填埋气提纯方法，其特征在于：所述步骤2中的恒温过滤的温度为0-5℃。4.根据权利要求1所述的基于水合原理的垃圾填埋气提纯方法，其特征在于：所述步骤2中的除杂器内设置有泡沫吸附板，所述泡沫吸附板的孔径沿气流方向逐渐减小，且孔径由8mm减少至2mm。5.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈文胜，周志琦，徐莉莉，
申请(专利权)人：黄河水利职业技术学院，
类型：发明
国别省市：河南,41