一种生物气纯化装置及其常压下的纯化方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种生物气纯化装置及其常压下的纯化方法，该生物气纯化装置主要由生物气纯化柱组成，生物气纯化柱由外部、内部和顶盖组成，外部由进气口、出水口，温度计，压力表组成；内部为一个圆柱体，顶盖由进水口、出气口和法兰接口组成。其常压下的纯化方法为：生物气通过进气口进入生物气纯化柱，纯化后的生物气由出气口进行捕集，水体通过进水口进入生物气纯化柱，与生物气形成逆流模式，并由出水口排出。本发明专利技术的生物气纯化装置具有占地面积小，制作成本低等优点。其常压下的纯化方法具有操作简单、易于控制、能耗低、运行和维护成本低等优点。

A Biogas Purification Device and Its Purification Method at Atmospheric Pressure

【技术实现步骤摘要】
一种生物气纯化装置及其常压下的纯化方法
本专利技术涉及生物气纯化
，特别涉及一种生物气纯化装置及其常压下的纯化方法。
技术介绍
在全球变暖和化石资源加速枯竭的时代，为社会和工业提供可持续和可再生能源成为科学研究的重点。世界上的可再生能源包括太阳能、生物质能、波浪能、潮汐能、海洋温差能等。其中太阳能、潮汐能等虽然能提供廉价的能源，但是存在着生产系统波动性高，生产不可预测等缺点。而生物质能作为地球上使用最广泛的可再生能源，具有价格低廉、生产恒定、能平衡能源部门的供需缺口等优点，使其可能成为了未来能源系统中的主要部分。生物气作为生物质能的一种，是特定微生物在厌氧环境下经过复杂生物作用产生的能源气体。随着厌氧技术在工业废水处理、城市污泥消化、垃圾填埋场堆肥技术等广泛应用，生物气成为越来越重要的可再生能源物质。生物气主要是由甲烷(40-75％)和二氧化碳(15-60％)组成，生物气中二氧化碳的存在一方面会增加生物气的体积而增加在运输过程中的成本。另一方面会降低生物气在使用过程中的低热值，而净化提纯后的生物气具有清洁，高效，安全与可再生等特点。因此，对生物气进行提纯而充分高值利用对于缓解能源需求具有重要的意义。目前，生物气提纯的方法包括冲洗吸收法，变压吸附法，膜分离法，低温吸附法，生物转化法等技术，各种技术原理不同，各具特色，但应用过程中也均存在各自缺点，如设备庞大、吸附容量小、吸收剂毒性大、分离效率低、能耗及运行成本高等，选择有效、经济的提纯技术对生物气进行脱碳处理是实现生物气产业化发展的关键。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种生物气纯化装置及其常压下的纯化方法，具有占地面积小，制作成本低、操作简单、易于控制、能耗低、运行和维护成本低的特点。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种生物气纯化装置，包括用于捕集系统的生物气纯化柱，所述的生物气纯化柱包括内部2、外部1和顶盖3；所述的外部1为圆柱体，包括设置在外部1底部的进气口4、底部与侧面接触端设置的出水口5和侧面设置的温度计6与压力表7；所述的顶盖3上分别设置有出气口8和进水口9。所述的外部1的高(h)：直径(d)为20:1。所述的内部2为直径30mm，高度300mm的圆柱体，设置在外部1中，二者同轴共底面。所述的外部1与顶盖3各设置法兰接口，通过法兰连接。一种生物气纯化装置的常压下纯化方法，包括以下步骤；(1)生物气通过进气口4进入生物气纯化装置，纯化后的生物气由出气口8进行捕集回收；(2)水体通过进水口9进入生物气纯化装置，与生物气形成逆流模式，并由出水口5连接的出水管排出。所述步骤(1)中生物气通入进气口4的流量由气体质量流量控制器15控制。所述步骤(2)中水体通过进水口9的流量由蠕动泵11控制。所述步骤(2)中出水口5连接的出水管固定在铁架16上，调整铁架16的高度以控制生物气纯化柱13内水面的高度；所述纯化方法中生物气纯化柱13中的水面高度为90-110mm；所述纯化方法操作压力为大气压。本专利技术的有益效果：1.本专利技术提供的生物气纯化装置占地面积小，价格低廉；2.本专利技术提供的常压下的纯化方法，操作简单、易于控制；3.本专利技术提供的常压下的纯化方法是在大气压条件下运行，使得运行能耗和运行成本低；4.本专利技术提供的生物气纯化装置及其常压下的纯化方法，能使生物气中CO2体积含量降至2％，纯化后的甲烷体积含量达到88％。附图说明图1是一种生物气纯化装置示意图。图2是顶盖的结构示意图。图3是一种常压生物气纯化工艺图。附图标记：1-外部；2-内部；3-顶盖；4-进气口；5-出水口；6-温度计；7-压力表；8-出气口；9-进水口；10-法兰接口；11-蠕动泵；12-单向阀；13-生物气纯化住；14-气瓶；15-气体质量流量控制器；16-铁架。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步详细说明。实施例1：如图1、图2所示，制作一种生物气纯化装置，所述生物气纯化装置主要由生物气纯化柱组成，所述生物气纯化柱由外部1、内部2和顶盖3组成，生物气纯化柱的外部(直径60mm，高1200mm)由进气口4、出水口5、温度计6和压力表7组成，所述生物气纯化柱的内部2为圆柱体(直径30mm，高300mm)，所述生物气纯化柱的顶盖3由出气口7和进水口8组成，生物气纯化柱外部1与生物气纯化柱内部2通过同一个底面连接，生物气纯化柱外部1与生物气纯化柱顶盖3通过法兰接口10连接，生物气纯化柱的有效容积为3L。实施例2：如图1、图3所示，本专利技术提供一种生物气常压下纯化方法，以生物气成分CH4/CO2(60％CH4、40％CO2)，进水水体为自来水，在压力为大气常压和初始温度14℃条件下的分离效果为例，具体实施过程为：上述生物气通过进气口4进入生物气纯化柱13，并由气体质量控制器15将流量控制在10SCCM，纯化后的生物气由出气口8进行捕集，纯化后的生物气体积含量由气相色谱进行测定，自来水通过进水口进入生物气纯化柱13，用蠕动泵11控制进水流量为80ml/min，并与生物气形成逆流模式，纯化生物气后的水体由出水口5连接的出水管排出，并将出水管固定在铁架16上，在运行的时候调节铁架16的高度控制出水流量，以保证纯化柱内水体的高度稳定在110mm。本实施例CO2体积含量降至2％。所述的生物气纯化柱13与蠕动泵11之间设置单向阀12。以上实施例仅是本专利技术的优先实施例方案，本专利技术的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本专利技术思路下的技术方案均属于本专利技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种生物气纯化装置，其特征在于，包括用于捕集系统的生物气纯化柱，所述的生物气纯化柱包括内部(2)、外部(1)和顶盖(3)；所述的外部(1)包括设置在外部(1)底部的进气口(4)、底部与侧面接触端设置的出水口(5)和侧面设置的温度计(6)与压力表(7)；所述的顶盖(3)上分别设置有出气口(8)和进水口(9)。

【技术特征摘要】
1.一种生物气纯化装置，其特征在于，包括用于捕集系统的生物气纯化柱，所述的生物气纯化柱包括内部(2)、外部(1)和顶盖(3)；所述的外部(1)包括设置在外部(1)底部的进气口(4)、底部与侧面接触端设置的出水口(5)和侧面设置的温度计(6)与压力表(7)；所述的顶盖(3)上分别设置有出气口(8)和进水口(9)。2.根据权利要求1所述的一种生物气纯化装置，其特征在于，所述的外部(1)的高(h)：直径(d)为20:1。3.根据权利要求1所述的一种生物气纯化装置，其特征在于，所述的内部(2)为直径30mm，高度300mm的圆柱体。4.根据权利要求1所述的一种生物气纯化装置，其特征在于，所述的外部(1)与顶盖(3)通过法兰接口(10)连接，外部(1)与内部(2)通过同一个底面连接。5.一种生物气纯化装置的常压下纯化方法，其特征在于，包括以下步骤；(1)生物气通过进气口(4)进入生物气纯化装置，纯化后的生物气由出气口(8)进行捕集...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈荣，张金帆，李雨，黄兴园，雷振，杨舒茗，高新，
申请(专利权)人：西安建筑科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61