一种填埋气提纯系统的制作方法

本实用新型涉及一种可再生能源回收装置，具体地说是一种填埋气提纯系统，属于可再生能源回收装置领域。

背景技术：

填埋气产生于垃圾卫生填埋场，是垃圾中有机成分降解后的产物，其成分主要包括甲烷和二氧化碳，其中甲烷含量约55％--70%左右，二氧化碳含量约25％-45%左右，其余为少量的空气、硫化氢、氨气、vocs、水蒸气、尘土及其他微量气体，是一种可再生利用的清洁能源。填埋气利用的主要用途有三种：作为锅炉燃料、发电和制取天然气；其中制取天然气是通过对填埋气提纯净化后得到的，最具经济效益和社会价值；经提纯净化后可以满足国家标准的车用压缩天然气（gb18047-2000），可替代常规天然气做为车载天然气使用，也可以经过调压进入中压管网做为补充气源；

目前，大多数填埋气处理系统主要适用于作为锅炉燃料和发电用途，虽然可以脱除填埋气中的硫化氢，但都是简单的净化过滤，难以脱除填埋气中复杂的微量成分，导致填埋气处理效率迅速衰减、甲烷纯度降低等问题；制取天然气对于填埋气中的甲烷纯度标准比作为锅炉燃料和发电使用的都要高，需要提纯净化成大多数的填埋气处理系统都不能满足其要求。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本实用新型设计了一种填埋气提纯系统，能够提高运行稳定性及甲烷回收率，降低了系统能耗，适合过滤掉填埋气复杂的成分提高甲烷纯度。

本实用新型的技术方案为：

一种填埋气提纯系统，包括气液分离系统、除油装置、压缩机、缓冲罐组、过滤系统、干燥机组、加热器组、分离膜组、二氧化碳回收系统和天然气产品使用系统；所述的液分离系统、除油装置、压缩机、缓冲罐组、过滤系统、干燥机组、加热器组、分离膜组和天然气产品使用系统依次相连通，所述分离膜组与二氧化碳回收系统相连，所述过滤系统包括第一过滤器组和第二过滤器组，所述干燥机组设置在所述的第一过滤器组和第二过滤器组之间。

所述气液分离系统，用于去除填埋气中的水分和固态微粒，由凝液罐组、过滤管道系统、增压风机组、汽水分离器系统、冷却器组、脱硫塔和吸附塔组成；所述凝液罐组由第一凝液罐、第二凝液罐和第三凝液罐组成，所述第一凝液罐、第二凝液罐和第三凝液罐结构一致，设置有入口、冷凝液出口和冷凝气出口；所述凝液罐用于去除填埋气中的液态微粒和固态微粒，得到冷凝液和冷凝气，可以防止填埋气中的渗滤液对系统中的设备造成损坏；所述第一凝液罐的入口与填埋气输气管道相连接，所述第一凝液罐的冷凝气出口与第一过滤管道的入口相连接；所述第二凝液罐的入口与所述第一过滤管道的出口相连接，所述第二凝液罐的冷凝气出口与第二过滤管道的入口相连接；所述第三凝液罐的入口与第三过滤管道的出口相连接，所述第三凝液罐的冷凝气出口通过输气管道与第二增压风机的入口相连接；

所述过滤管道系统，用于辅助系统脱水去杂，包括所述的第一过滤管道、第二过滤管道和第三过滤管道；所述第一过滤管道管道内部等距设有粗孔海绵过滤层，用于辅助去水去杂质，所述粗孔海绵过滤层前后为pvc横格网，中部夹有粗孔海绵；所述第二过滤管道的管道内部等距设有向后倾斜的半圆形过滤板，倾斜角度为30-90度，既起到辅助过滤的作用，同时又不阻碍气体通过速度，所述半圆形过滤板上开有若干圆孔，所述半圆形过滤板的两边粘贴有中孔活性炭无纺布，孔径在2～50nm之间，用于辅助干燥去杂质；所述第三过滤管道管道内部等距设有过滤隔栏，所述过滤隔栏上等距设有刀片状竖条，所述刀片状竖条一侧粘贴有微孔活性炭无纺布，孔径小于2nm；另一侧粘贴有中孔海绵层，孔径在25-35ppi之间；用于辅助干燥和去微粒杂质；所述第一过滤管道连接所述第一凝液罐的冷凝气出口和所述第二凝液罐的入口之间；所述第二过滤管道连接于所述第二凝液罐的冷凝气出口和所述第一增压风机的入口之间；所述第三过滤管道连接于吸附塔的出口和所述第三凝液罐的入口之间；

所述增压风机组由第一增压风机和第二增压风机组成；所述第一增压风机和第二增压风机结构相同，设有进口和出口；用于对冷凝气进行升压和升温；所述第一增压风机的入口与所述第二过滤管道出口与相连接，所述第一增压风机的出口通过输气管道与所述第一冷却器的入口相连接；所述第二增压风机的入口通过输气管道与所述第三凝液罐的冷凝气出口相连接，所述第二增压风机的出口与所述第二冷却器的入口相连接；

所述汽水分离器系统，用于脱水干燥，将填埋气中的水分排掉，由第一汽水分离器、第二汽水分离器和第三汽水分离器系统成；所述第一汽水分离器、第二汽水分离器和第三汽水分离器分别设有进口、气体出口和排水口，气体出口用于排出脱水后的干燥气体；排水口用于将分离出的水分排出；所述第一汽水分离器入口通过输气管道与所述第一冷却器的出口相连通；所述第一汽水分离器气体出口通过输气管道与所述第二汽水分离器的入口相连通；所述第二汽水分离器的气体出口通过输气管道与所述硫化塔的入口相连接；所述第三汽水分离器的入口通过输气管道与第二冷却器的出口相连通；所述第三汽水分离器的气体出口通过输气管道与除油装置的入口相连通；所述第一汽水分离器、第二汽水分离器和第三汽水分离器的排水口分别与外接排水管道相连接；所述第一汽水分离器为挡板式分离器，适合较大的气体速度波动；所述第二汽水分离器为吸附型分离器，适合中等的气体速度波动；所述第三汽水分离器为汽旋型分离器，适合中等以下的气体速度波动；

所述冷却器组，用于冷却填埋气，由第一冷气器和第二冷却器组成，所述第一冷气器和第二冷却器结构相同，设有入口和出口；所述第一冷却器的入口与第一增压风机的出口相连，出口与第一汽水分离器的进口相连，所述第二冷却器的入口与第二增压风机的出口相连，出口与第三汽水分离器的进口相连；

所述脱硫塔包括干法脱硫塔、湿法脱硫塔、生物脱硫塔、络合铁脱硫塔中的任意一种；所述脱硫塔的入口与第二水汽分离器的气体出口相连，所述脱硫塔的出口与所述吸附塔的入口相连通；

所述吸附塔为活性炭吸附塔，放有生石灰，生石灰可以去掉填埋气中的酸性渗透液；所述吸附塔的出口与所述第三过滤管道的入口相连通；

所述除油装置用于去除填埋气中的油脂，设有进口和出口；所述除油装置进口通过输气管道与所述第三汽水分离器的气体出口相桶，所述除油装置的出口与所述压缩机的入口相连通；

所述压缩机为沼气压缩机，用于改善填埋气压力不足的现象，使沼气燃烧更充分；所述压缩机的入口通过输气管道与除油装置的出口相连通，所述压缩机的出口通过三通输气管道与所述缓冲罐组的入口相连接；

所述缓冲罐组，由两台缓冲罐左右并联而成；所述缓冲罐设有入口和出口；所述缓冲罐组的入口通过三通输气管道与所述压缩机的出口连接；所述缓冲罐组的左右缓冲罐的出口分别通过输气管道与所述第一过滤器组的左右过滤器入口相连接；所述缓冲罐为隔膜式缓冲罐；

所述过滤系统由第一过滤器组和第二过滤器组组成，所述的第一过滤器组和第二过滤器均由左右并联的过滤器组成；所述第一过滤器组由两台高效过滤器组成，用于捕集0.5um以上的颗粒灰尘及各种悬浮物；所述第二过滤器组由两台超高效过滤器组成，用于捕集0.5um以下的颗粒灰尘及各种悬浮物，净化率99.9995%；

所述干燥机组由两台干燥机左右并联组成，用于干燥填埋气；所述干燥机组的左右两台干燥机的入口分别通过输气管道与所述第一过滤机组的左右两台过滤器的出口相连接；所述干燥机组的左右两台干燥机出口分别通过输气管道与所述第二过滤机组的左右两台过滤器的入口相连接；所述干燥机为吸附式干燥机；

所述加热器组由左右并联的加热器组成，设置有入口和出口，用于加热；所述加热器组的左右加热器入口分别与所述第二过滤机组的左右两台过滤器的出口相连接；所述加热器组的左右加热器出口通过“y”字形输气管道与所述分离膜组相连接；

所述分离膜组为聚酰亚胺中空纤维膜组件，所述聚酰亚胺中空纤维膜组能够脱除二氧化碳、少量氧气、氮气，得到天然气产品；所述聚酰亚胺中空纤维膜组件设置有入口、天然气出口和杂气出口；所述天然气出口与天然气输气主管道相连通；

所述二氧化碳回收系统为二氧化碳回收装置，将所述分离膜组脱除的二氧化碳进行纯化、液化、灌装和制干冰，以供使用；所述二氧化碳回收装置的入口通过输气管道与所述分离膜组的杂气出口相连接。

所述天然气产品使用系统由加臭机、调压计量站和天然气存储系统组成；所述加臭机用于给天然气加臭，用于保证输送和使用的安全；所述加臭机与所述天然气输气管道相连接；所述调压计量站是用以调节天然气管道压力和计量气体流量的站场，所述调压计量站用于接收所述分离膜组得到的天然气，然后将天然气通过管道可以输送到城市天然气中压管网主管道，用于为城市天然气中压管网供气；

所述天然气存储系统由天然气压缩机和天然气存储罐组成；所述天然气压缩机入口通过所述天然气输气主管道与所述分离膜组的天然气出口相连接；所述压缩机出口与所述天然气存储罐相连接，用于存储天然气。

另外，所述的气液分离系统、除油装置、压缩机、缓冲罐组、过滤系统、干燥机组、加热器组、分离膜组、二氧化碳回收系统和天然气产品相互之间的输气管道上均设有输气开关。

工作过程如下：

填埋气通过输气管道进入第一凝液罐进行脱水除杂质，形成冷凝液和冷凝气，冷凝液顺着第一冷凝罐的冷凝液出口排出，冷凝气进入第一过滤管道1进行过滤干燥，然后冷凝气进入第二凝液罐的进行二次脱水除杂质；二次脱水除杂的冷凝气进入第二过滤管道进行过滤干燥，然后二次脱水除杂的冷凝气进入第一增压风机进行升压升温，得到升压气；将所得升压气依次通过所述第一冷却器和第一汽水分离器进行降温和干燥，得到干燥气；将所得干燥气通过所述第二汽水分离器进行二次干燥，将所得二次干燥气送入硫化塔进行脱除硫化氢，得到脱硫气，将脱硫气送入吸附塔进行脱除氨气，得到脱氨气，所述脱氨气通过第三过滤管道干燥去杂后进入第三凝液罐进行第三次脱水除杂质，得到冷凝气，所述冷凝气通过第二增压风机进行二次增压增温，得到二次升压气，将所得二次升压气依次通过所述第二冷却器和第三汽水分离器进行第三次次降温和干燥，得到三次干燥气，将所述三次干燥气通过除油装置除油后送入压缩机组和缓冲罐组进行升压，得到三次升压气，将所述三次升压气送入第一过滤器组进行过滤，得到过滤气，将所述过滤器送入所述干燥机组进行第四次干燥，得到四次干燥气，将四次干燥气送入第二过滤器组进行二次过滤，得到二次过滤气，将所述二次过滤气送入加热器进行升温，得到升温气；将所述升温气送入聚酰亚胺中空纤维膜组件分离，聚酰亚胺中空纤维膜组件能够脱除二氧化碳、少量氧气、氮气，得到天然气；所得到的天然气通过加臭装置进行加臭；加臭后的天然气有两种使用方式，一种是通过天然气压缩机进行升压，然后储存到天然气储气罐中存储；另一种是天然气通过天然气输气管道和燃气调压计量装置输入到天然气中压管网中；分离出的二氧化碳输入到二氧化碳回收装置中进行回收利用。

本实用新型的有益效果为：填埋气含水量大，湿度高，同时含有液态和固态微粒杂质，去掉水分是系统稳定运行的关键。本实用新型采用多级循环净化干燥技术，通过气液分离系统中的三重脱水去杂质，将填埋气的水分、液态和固态微粒杂质脱除；通过除油装置脱除填埋气中的油质，然后除硫化氢和酸性渗透液。防止膜组性能衰减引起的系统能耗升高、气质不达标等问题。

本实用新型针对填埋气不稳定的特点，进行多重脱水去杂质，实现了行的稳定性和提高了甲烷回收率。

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

附图说明

图1为本实用新型一种填埋气提纯系统结构示意图；

图2为本实用新型过滤管道系统中第一过滤管道的结构示意图；

图3为本实用新型过滤管道系统中第二过滤管道的结构示意图；

图4为本实用新型过滤管道系统中第三过滤管道的结构示意图；

图中：1第一过滤管道，11粗孔海绵过滤层，12pvc横格网，2第二过滤管道，21半圆形过滤板，22中孔活性炭无纺布，3第三过滤管道，31刀片状竖条，32微孔活性炭无纺布，33中孔海绵层。

具体实施方式

以下对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例1

如图1所示，一种填埋气提纯系统，包括气液分离系统、除油装置、压缩机、缓冲罐组、过滤系统、干燥机组、加热器组、分离膜组、二氧化碳回收系统和天然气产品使用系统；所述的液分离系统、除油装置、压缩机、缓冲罐组、过滤系统、干燥机组、加热器组、分离膜组和天然气产品使用系统依次相连通，所述分离膜组与二氧化碳回收系统相连，所述过滤系统包括第一过滤器组和第二过滤器组，所述干燥机组设置在所述的第一过滤器组和第二过滤器组之间。

所述气液分离系统，用于去除填埋气中的水分和固态微粒，由凝液罐组、过滤管道系统、增压风机组、汽水分离器系统、冷却器组、脱硫塔和吸附塔组成；所述凝液罐组由第一凝液罐、第二凝液罐和第三凝液罐组成，所述第一凝液罐、第二凝液罐和第三凝液罐结构一致，设置有入口、冷凝液出口和冷凝气出口；所述凝液罐用于去除填埋气中的液态微粒和固态微粒，得到冷凝液和冷凝气，可以防止填埋气中的渗滤液对系统中的设备造成损坏；所述第一凝液罐的入口与填埋气输气管道相连接，所述第一凝液罐的冷凝气出口与第一过滤管道1的入口相连接；所述第二凝液罐的入口与所述第一过滤管道1的出口相连接，所述第二凝液罐的冷凝气出口与第二过滤管道2的入口相连接；所述第三凝液罐的入口与第三过滤管道3的出口相连接，所述第三凝液罐的冷凝气出口通过输气管道与第二增压风机的入口相连接；

所述过滤管道系统，用于辅助系统脱水去杂，包括所述的第一过滤管道1、第二过滤管道2和第三过滤管道3；所述第一过滤管道1管道内部等距设有粗孔海绵过滤层11，用于辅助去水去杂质，所述粗孔海绵过滤层11前后为pvc横格网12，中部夹有粗孔海绵；所述第二过滤管道2的管道内部等距设有向后倾斜的半圆形过滤板21，倾斜角度为30-90度，既起到辅助过滤的作用，同时又不阻碍气体通过速度，所述半圆形过滤板上开有若干圆孔，所述半圆形过滤板的两边粘贴有中孔活性炭无纺布22，孔径在2～50nm之间，用于辅助干燥去杂质；所述第三过滤管道3管道内部等距设有过滤隔栏，所述过滤隔栏上等距设有刀片状竖条31，所述刀片状竖条31一侧粘贴有微孔活性炭无纺布32，孔径小于2nm；另一侧粘贴有中孔海绵层33，孔径在25-35ppi之间；用于辅助干燥和去微粒杂质；所述第一过滤管道1连接所述第一凝液罐的冷凝气出口和所述第二凝液罐的入口之间；所述第二过滤管道2连接于所述第二凝液罐的冷凝气出口和所述第一增压风机的入口之间；所述第三过滤管道3连接于吸附塔的出口和所述第三凝液罐的入口之间；

所述增压风机组由第一增压风机和第二增压风机组成；所述第一增压风机和第二增压风机结构相同，设有进口和出口；用于对冷凝气进行升压和升温；所述第一增压风机的入口与所述第二过滤管道出口与相连接，所述第一增压风机的出口通过输气管道与所述第一冷却器的入口相连接；所述第二增压风机的入口通过输气管道与所述第三凝液罐的冷凝气出口相连接，所述第二增压风机的出口与所述第二冷却器的入口相连接；

所述汽水分离器系统，用于脱水干燥，将填埋气中的水分排掉，由第一汽水分离器、第二汽水分离器和第三汽水分离器系统成；所述第一汽水分离器、第二汽水分离器和第三汽水分离器分别设有进口、气体出口和排水口，气体出口用于排出脱水后的干燥气体；排水口用于将分离出的水分排出；所述第一汽水分离器入口通过输气管道与所述第一冷却器的出口相连通；所述第一汽水分离器气体出口通过输气管道与所述第二汽水分离器的入口相连通；所述第二汽水分离器的气体出口通过输气管道与所述硫化塔的入口相连接；所述第三汽水分离器的入口通过输气管道与第二冷却器的出口相连通；所述第三汽水分离器的气体出口通过输气管道与除油装置的入口相连通；所述第一汽水分离器、第二汽水分离器和第三汽水分离器的排水口分别与外接排水管道相连接；所述第一汽水分离器为挡板式分离器，适合较大的气体速度波动；所述第二汽水分离器为吸附型分离器，适合中等的气体速度波动；所述第三汽水分离器为汽旋型分离器，适合中等以下的气体速度波动；

所述冷却器组，用于冷却填埋气，由第一冷气器和第二冷却器组成，所述第一冷气器和第二冷却器结构相同，设有入口和出口；所述第一冷却器的入口与第一增压风机的出口相连，出口与第一汽水分离器的进口相连，所述第二冷却器的入口与第二增压风机的出口相连，出口与第三汽水分离器的进口相连；

所述脱硫塔包括干法脱硫塔、湿法脱硫塔、生物脱硫塔、络合铁脱硫塔中的任意一种；所述脱硫塔的入口与第二水汽分离器的气体出口相连，所述脱硫塔的出口与所述吸附塔的入口相连通；

所述吸附塔为活性炭吸附塔，适当放有生石灰，生石灰可以去掉填埋气中的酸性渗透液。所述吸附塔的出口与所述第三过滤管道3的入口相连通；

所述除油装置用于去除填埋气中的油脂，设有进口和出口；所述除油装置进口通过输气管道与所述第三汽水分离器的气体出口相桶，所述除油装置的出口与所述压缩机的入口相连通；

所述压缩机为沼气压缩机，用于改善填埋气压力不足的现象，使沼气燃烧更充分；所述压缩机的入口通过输气管道与除油装置的出口相连通，所述压缩机的出口通过三通输气管道与所述缓冲罐组的入口相连接；

所述缓冲罐组，由两台缓冲罐左右并联而成；所述缓冲罐设有入口和出口；所述缓冲罐组的入口通过三通输气管道与所述压缩机的出口连接；所述缓冲罐组的左右缓冲罐的出口分别通过输气管道与所述第一过滤器组的左右过滤器入口相连接；所述缓冲罐为隔膜式缓冲罐；

所述过滤系统由第一过滤器组和第二过滤器组组成，所述的第一过滤器组和第二过滤器均由左右并联的过滤器组成；所述第一过滤器组由两台高效过滤器组成，用于捕集0.5um以上的颗粒灰尘及各种悬浮物；所述第二过滤器组由两台超高效过滤器组成，用于捕集0.5um以下的颗粒灰尘及各种悬浮物，净化率99.9995%；

所述干燥机组由两台干燥机左右并联组成，用于干燥填埋气；所述干燥机组的左右两台干燥机的入口分别通过输气管道与所述第一过滤机组的左右两台过滤器的出口相连接；所述干燥机组的左右两台干燥机出口分别通过输气管道与所述第二过滤机组的左右两台过滤器的入口相连接；所述干燥机为吸附式干燥机；

所述加热器组由左右并联的加热器组成，设置有入口和出口，用于加热；所述加热器组的左右加热器入口分别与所述第二过滤机组的左右两台过滤器的出口相连接；所述加热器组的左右加热器出口通过“y”字形输气管道与所述分离膜组相连接；

所述分离膜组为聚酰亚胺中空纤维膜组件，所述聚酰亚胺中空纤维膜组能够脱除二氧化碳、少量氧气、氮气，得到天然气产品；所述聚酰亚胺中空纤维膜组件设置有入口、天然气出口和杂气出口；所述天然气出口与天然气输气主管道相连通；

所述二氧化碳回收系统为二氧化碳回收装置，将所述分离膜组脱除的二氧化碳进行纯化、液化、灌装和制干冰，以供使用；所述二氧化碳回收装置的入口通过输气管道与所述分离膜组的杂气出口相连接。

所述天然气产品使用系统由加臭机、调压计量站和天然气存储系统组成；所述加臭机用于给天然气加臭，用于保证输送和使用的安全；所述加臭机与所述天然气输气管道相连接；所述调压计量站是用以调节天然气管道压力和计量气体流量的站场，所述调压计量站用于接收所述分离膜组得到的天然气，然后将天然气通过管道可以输送到城市天然气中压管网主管道，用于为城市天然气中压管网供气；

所述天然气存储系统由天然气压缩机和天然气存储罐组成；所述天然气压缩机入口通过所述天然气输气主管道与所述分离膜组的天然气出口相连接；所述压缩机出口与所述天然气存储罐相连接，用于存储天然气。

另外，所述的气液分离系统、除油装置、压缩机、缓冲罐组、过滤系统、干燥机组、加热器组、分离膜组、二氧化碳回收系统和天然气产品相互之间的输气管道上均设有输气开关。

工作过程如下：

填埋气通过输气管道进入第一凝液罐进行脱水除杂质，形成冷凝液和冷凝气，冷凝液顺着第一冷凝罐的冷凝液出口排出，冷凝气进入第一过滤管道1进行过滤干燥，然后冷凝气进入第二凝液罐的进行二次脱水除杂质；二次脱水除杂的冷凝气进入第二过滤管道2进行过滤干燥，然后二次脱水除杂的冷凝气进入第一增压风机进行升压升温，得到升压气；将所得升压气依次通过所述第一冷却器和第一汽水分离器进行降温和干燥，得到干燥气；将所得干燥气通过所述第二汽水分离器进行二次干燥，将所得二次干燥气送入硫化塔进行脱除硫化氢，得到脱硫气，将脱硫气送入吸附塔进行脱除氨气，得到脱氨气，所述脱氨气通过第三过滤管道3干燥去杂后进入第三凝液罐进行第三次脱水除杂质，得到冷凝气，所述冷凝气通过第二增压风机进行二次增压增温，得到二次升压气，将所得二次升压气依次通过所述第二冷却器和第三汽水分离器进行第三次次降温和干燥，得到三次干燥气，将所述三次干燥气通过除油装置除油后送入压缩机组和缓冲罐组进行升压，得到三次升压气，将所述三次升压气送入第一过滤器组进行过滤，得到过滤气，将所述过滤器送入所述干燥机组进行第四次干燥，得到四次干燥气，将四次干燥气送入第二过滤器组进行二次过滤，得到二次过滤气，将所述二次过滤气送入加热器进行升温，得到升温气；将所述升温气送入聚酰亚胺中空纤维膜组件分离，聚酰亚胺中空纤维膜组件能够脱除二氧化碳、少量氧气、氮气，得到天然气；所得到的天然气通过加臭装置进行加臭；加臭后的天然气有两种使用方式，一种是通过天然气压缩机进行升压，然后储存到天然气储气罐中存储；另一种是天然气通过天然气输气管道和燃气调压计量装置输入到天然气中压管网中；分离出的二氧化碳输入到二氧化碳回收装置中进行回收利用。