填埋氣生產(chǎn)壓縮天然氣的預(yù)處理裝置和方法制造方法及圖紙

本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)提供了一種填埋氣生產(chǎn)壓縮天然氣的預(yù)處理裝置和方法。該預(yù)處理裝置包括填埋氣管線(xiàn)、補(bǔ)水管線(xiàn)、產(chǎn)品氣管線(xiàn)、噴水螺桿壓縮機(jī)、液體過(guò)濾器、氣液冷卻器和氣液分離器；所述填埋氣管線(xiàn)、所述補(bǔ)水管線(xiàn)、及所述氣液分離器的工藝水出口均與所述噴水螺桿壓縮機(jī)的入口連接；所述工藝水出口通過(guò)所述液體過(guò)濾器與所述噴水螺桿壓縮機(jī)的入口連接；所述噴水螺桿壓縮機(jī)的出口通過(guò)所述氣液冷卻器與所述氣液分離器的入口連接；所述產(chǎn)品氣管線(xiàn)與所述噴水螺桿壓縮機(jī)的平衡氣封進(jìn)氣口連接。本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)能夠簡(jiǎn)化工藝、減少設(shè)備和運(yùn)行成本，且減少污水產(chǎn)生量。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專(zhuān)利技術(shù)涉及填埋氣處理領(lǐng)域，特別涉及一種。
技術(shù)介紹
目前我國(guó)平均每天每人產(chǎn)生0.8?1.1kg垃圾，并且每年仍以8%?10%的速度增長(zhǎng)。2013年全國(guó)主要城市生活垃圾清運(yùn)量1.72億噸，預(yù)計(jì)到2030年將會(huì)達(dá)到4.09億噸，到2050年將達(dá)到5.28億噸。垃圾處理包括衛(wèi)生填埋、焚燒處理和好氧堆肥等多種方式。到2013年底我國(guó)城鎮(zhèn)生活垃圾無(wú)害化處理率已達(dá)89.3%，其中進(jìn)行集中衛(wèi)生填埋、焚燒和堆肥的比例分別為68.2%,30.1%和1.7%。雖然近年焚燒所占比例有所提升，但是衛(wèi)生填埋仍然是今后較長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)的主要處理方式。越來(lái)越多的垃圾進(jìn)入填埋場(chǎng)，以及已經(jīng)填埋了的垃圾，勢(shì)必會(huì)產(chǎn)生大量的填埋氣體。垃圾填埋場(chǎng)內(nèi)的有機(jī)垃圾經(jīng)厭氧分解后產(chǎn)生的填埋氣(LFG)是一種具有污染性和爆炸危險(xiǎn)性氣體，其主要成分是(CH4)和二氧化碳(C02)，其中甲烷占45?60%，二氧化碳占40?60%，除此之外還包括氮?dú)狻錃狻⒘蚧瘹洹⑽⒘繗怏w和顆粒雜質(zhì)。如果不對(duì)填埋氣體加以收集處理和利用，任其直接排入大氣，其中的有害氣體在污染環(huán)境的同時(shí)還會(huì)加劇溫室效應(yīng)，而且在一定的條件下又是一種具有爆炸性的危險(xiǎn)氣體。同時(shí)，填埋氣中含有的主要成分甲烷是利用價(jià)值極高的清潔燃料，具有很高的熱值。目前，填埋氣的利用方式主要有發(fā)電和生產(chǎn)車(chē)用壓縮天然氣等。由于生產(chǎn)車(chē)用壓縮天然氣的經(jīng)濟(jì)效益比發(fā)電較高，因此，越來(lái)越多的填埋場(chǎng)采用生產(chǎn)壓縮天然氣的利用方式。對(duì)于從垃圾填埋場(chǎng)抽采出來(lái)的填埋氣，針對(duì)其成份特點(diǎn)，通常的填埋氣生產(chǎn)壓縮天然氣的工藝為:預(yù)處理(填埋氣增壓+水洗除塵)+脫硫+脫氧+脫碳+天然氣壓縮(高壓)。以往的填埋氣預(yù)處理工藝采用一次增壓(低壓，用于后續(xù)水洗)+水洗除塵+氣液分離+ 二次增壓(中壓，用于后續(xù)脫碳)，且二次增壓采用活塞壓縮機(jī)。該預(yù)處理工藝不僅工藝環(huán)節(jié)較多，而且由于活塞壓縮機(jī)具有以下不足:1)易損件較多，年維護(hù)費(fèi)用較高，一般為壓縮機(jī)價(jià)格本身的10% ;2)體積較大，導(dǎo)致占地面積較大；3)連續(xù)運(yùn)行周期較短，一般為3-6個(gè)月，需要備機(jī)；4)對(duì)底座基礎(chǔ)要求較高。綜上所述，隨著填埋氣生產(chǎn)壓縮天然氣的廣泛應(yīng)用，有必要開(kāi)發(fā)一種工藝簡(jiǎn)單、投資及運(yùn)行成本較低的預(yù)處理方法。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專(zhuān)利技術(shù)的目的是提供一種工藝簡(jiǎn)單、投資及運(yùn)行成本較低的。本專(zhuān)利技術(shù)提供了一種填埋氣生產(chǎn)壓縮天然氣的預(yù)處理裝置，包括填埋氣管線(xiàn)、補(bǔ)水管線(xiàn)、產(chǎn)品氣管線(xiàn)、噴水螺桿壓縮機(jī)、液體過(guò)濾器、氣液冷卻器和氣液分離器；所述填埋氣管線(xiàn)、所述補(bǔ)水管線(xiàn)、及所述氣液分離器的工藝水出口均與所述噴水螺桿壓縮機(jī)的入口連接；所述工藝水出口通過(guò)所述液體過(guò)濾器與所述噴水螺桿壓縮機(jī)的入口連接；所述噴水螺桿壓縮機(jī)的出口通過(guò)所述氣液冷卻器與所述氣液分離器的入口連接；所述產(chǎn)品氣管線(xiàn)與所述噴水螺桿壓縮機(jī)的平衡氣封進(jìn)氣口連接。優(yōu)選地，所述填埋氣管線(xiàn)、補(bǔ)水管線(xiàn)、產(chǎn)品氣管線(xiàn)上分別設(shè)置有閥門(mén)，所述噴水螺桿壓縮機(jī)與所述氣液冷卻器之間、所述氣液冷卻器與所述氣液分離器之間、所述氣液分離器與所述液體過(guò)濾器之間、以及所述液體過(guò)濾器與所述噴水螺桿壓縮機(jī)之間均設(shè)置有閥門(mén)。本專(zhuān)利技術(shù)還提供了一種填埋氣生產(chǎn)壓縮天然氣的預(yù)處理方法，提供上述的預(yù)處理裝置，包括:在系統(tǒng)啟動(dòng)階段，將抽采得到的填埋氣和來(lái)自于所述補(bǔ)水管線(xiàn)的水混合而成的氣水混合物輸入所述噴水螺桿壓縮機(jī)；利用所述噴水螺桿壓縮機(jī)將所述氣水混合物增壓到0.45-0.8MPa，從而將填埋氣中的粉塵從填埋氣中轉(zhuǎn)移到水中；將增壓后的所述氣水混合物通過(guò)所述氣液冷卻器冷卻后通入所述氣液分離器中；使所述氣液分離器分離出的工藝水經(jīng)過(guò)所述液體過(guò)濾器后代替至少一部分來(lái)自于所述補(bǔ)水管線(xiàn)的水與所述噴水螺桿壓縮機(jī)入口處的填埋氣混合從而得到所述氣水混合物并輸入所述噴水螺桿壓縮機(jī)以使系統(tǒng)進(jìn)入正常運(yùn)行階段；使所述氣液分離器生成的已除塵且增壓后的填埋氣從所述使所述氣液分離器的頂部排出，將所述氣液分離器中部分離出的水作為所述工藝水，并使含有灰塵的水經(jīng)滴落并儲(chǔ)存于所述氣液分離器的下部、定期從所述氣液分離器底部的污水排出口排出；將產(chǎn)品氣通入所述噴水螺桿壓縮機(jī)的平衡氣封進(jìn)氣口，以利用所述產(chǎn)品氣對(duì)所述噴水螺桿壓縮機(jī)進(jìn)行氣封。優(yōu)選地，通過(guò)調(diào)節(jié)所述工藝水或來(lái)自所述補(bǔ)水管線(xiàn)的水量，控制從所述氣液分離器頂部出來(lái)的預(yù)處理后填埋氣的溫度小于或等于45°C。優(yōu)選地，所述產(chǎn)品氣為甲烷。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專(zhuān)利技術(shù)能夠簡(jiǎn)化工藝、減少設(shè)備和運(yùn)行成本，且減少污水產(chǎn)生量。【附圖說(shuō)明】圖1是本專(zhuān)利技術(shù)中的填埋氣生產(chǎn)壓縮天然氣的預(yù)處理裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本專(zhuān)利技術(shù)中的填埋氣生產(chǎn)壓縮天然氣的預(yù)處理方法的流程圖。圖中附圖標(biāo)記:1、填埋氣管線(xiàn)；2、補(bǔ)水管線(xiàn)；3、產(chǎn)品氣管線(xiàn)；4、噴水螺桿壓縮機(jī)；5、液體過(guò)濾器；6、氣液冷卻器；7、氣液分離器；8、污水排放口 ；9、氣體排放口。【具體實(shí)施方式】為了進(jìn)一步說(shuō)明本專(zhuān)利技術(shù)的原理和結(jié)構(gòu)，現(xiàn)結(jié)合圖1對(duì)本專(zhuān)利技術(shù)的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，然而所述實(shí)施例僅為提供說(shuō)明與解釋之用，不能用來(lái)限制本專(zhuān)利技術(shù)的專(zhuān)利保護(hù)范圍。請(qǐng)參考圖1，本專(zhuān)利技術(shù)提供了一種填埋氣生產(chǎn)壓縮天然氣的預(yù)處理裝置，包括填埋氣管線(xiàn)1、補(bǔ)水管線(xiàn)2、產(chǎn)品氣管線(xiàn)3、噴水螺桿壓縮機(jī)4、液體過(guò)濾器5、氣液冷卻器6和氣液分離器7 ;所述填埋氣管線(xiàn)1、所述補(bǔ)水管線(xiàn)2、及所述氣液分離器7的工藝水出口均與所述噴水螺桿壓縮機(jī)4的入口連接；所述工藝水出口通過(guò)所述液體過(guò)濾器5與所述噴水螺桿壓縮機(jī)4的入口連接；所述噴水螺桿壓縮機(jī)4的出口通過(guò)所述氣液冷卻器6與所述氣液分離器7的入口連接；所述產(chǎn)品氣管線(xiàn)3與所述噴水螺桿壓縮機(jī)4的平衡氣封進(jìn)氣口連接。其中，噴水螺桿壓縮機(jī)4用于填埋氣增壓和除塵，一方面噴水螺桿壓縮機(jī)4將填埋氣壓力增加至0.45-0.8MPa，另一方面，氣水混合物在噴水螺桿壓縮機(jī)4的腔體內(nèi)，通過(guò)相距較近的定子和轉(zhuǎn)子的高速運(yùn)轉(zhuǎn)增大了氣液固接觸面積，強(qiáng)化氣液固傳質(zhì)，從而將填埋氣中的粉塵從填埋氣中轉(zhuǎn)移到水，實(shí)現(xiàn)高效除塵。氣液冷卻器6用于冷卻經(jīng)壓縮后的氣水混合物，方便后續(xù)氣液分離。氣液分離器7用于將氣水混合物分離為干凈的填埋氣和含灰塵的水，以及將含灰塵的水經(jīng)沉降作用分為富含灰塵的污水和較為干凈的水。液體過(guò)濾器5用于將氣液分離器中較為干凈的水進(jìn)一步過(guò)濾除雜后獲得工藝水，工藝水管道與填埋氣管線(xiàn)I連通用于混合填埋氣和工藝水。補(bǔ)水管線(xiàn)2與填埋氣管線(xiàn)I連通用于混合填埋氣與補(bǔ)水。氣液分離器頂部設(shè)置氣體排放口 9，用于排放經(jīng)除塵增壓后的填埋氣；氣液分離器底部設(shè)置污水排放口 8，同于定期排出含有灰塵的污水。產(chǎn)品氣管線(xiàn)3與噴水螺桿壓縮機(jī)4的平衡氣封進(jìn)氣口連通，方便采用產(chǎn)品氣(甲烷)替代傳統(tǒng)氮?dú)獾榷栊詺怏w來(lái)實(shí)現(xiàn)壓縮機(jī)的平衡氣封。工作時(shí)，將抽采得到的填埋氣和來(lái)自于液體過(guò)濾器的工藝水混合，利用噴水螺桿壓縮機(jī)將氣水混合物增壓到0.45-0.8MPa，增壓后的氣水混合物通過(guò)氣液冷卻器冷卻，并通過(guò)氣液分離器將氣水混合物中的水分離，并最終完成填埋氣的增壓除雜預(yù)處理，從而獲得滿(mǎn)足后續(xù)工藝要求的填埋氣。進(jìn)一步地，可收集氣液分離器中部的水經(jīng)過(guò)液體過(guò)濾器過(guò)濾后用作工藝水，并定期排出氣液分離器底部的污水。另外，在開(kāi)機(jī)系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，可通過(guò)來(lái)自補(bǔ)水管線(xiàn)2的補(bǔ)水與抽采得到的填埋氣混合，待系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，再利用工藝水代替至少一部分補(bǔ)水。另外，可通過(guò)調(diào)節(jié)工藝水或補(bǔ)水的水量控制本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種填埋氣生產(chǎn)壓縮天然氣的預(yù)處理裝置，其特征在于，包括填埋氣管線(xiàn)(1)、補(bǔ)水管線(xiàn)(2)、產(chǎn)品氣管線(xiàn)(3)、噴水螺桿壓縮機(jī)(4)、液體過(guò)濾器(5)、氣液冷卻器(6)和氣液分離器(7)；所述填埋氣管線(xiàn)(1)、所述補(bǔ)水管線(xiàn)(2)、及所述氣液分離器(7)的工藝水出口均與所述噴水螺桿壓縮機(jī)(4)的入口連接；所述工藝水出口通過(guò)所述液體過(guò)濾器(5)與所述噴水螺桿壓縮機(jī)(4)的入口連接；所述噴水螺桿壓縮機(jī)(4)的出口通過(guò)所述氣液冷卻器(6)與所述氣液分離器(7)的入口連接；所述產(chǎn)品氣管線(xiàn)(3)與所述噴水螺桿壓縮機(jī)(4)的平衡氣封進(jìn)氣口連接。

【技術(shù)特征摘要】

【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：黃顯波，羅仕忠，周一民，李東，黃亞軍，葉長(zhǎng)英，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：成都中科能源環(huán)保有限公司，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：四川;51