[發明專利]一種填料原位靈活更換的沼氣提純裝置

有效

• 申請號: 202210389600.6
• 申請日: 2022-04-14
• 公開（公告）號: CN114774174B
• 公開（公告）日: 2023-10-24
• 發明（設計）人: 劉祥;吳宇霄;盛榮星;林玉;陳新峰
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: C10L3/10
• 分類號: C10L3/10
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 何春廷

本發明公開了一種填料原位靈活更換的沼氣提純裝置，其特征在于，包括：進氣閥和出氣閥設在箱體兩個對角處，箱體內通過氣道隔板將箱體從上至下隔出若干層橫向的氣道，相鄰氣道之間首尾相通，最上層的氣道的首端通過第一縮口銜接段接到進氣閥，最下層的氣道的尾端通過第二縮口銜接段接到出氣閥；箱體還設有若干單元固定滑軌，所述單元固定滑軌位于箱體內部前后面，垂直于橫向的氣道布置，次級反應單元與所述單元固定滑軌滑動連接，次級反應單元中填充有草木灰?多孔碳耦合填料。優點：次級反應單元的滑動連接實現抽屜式反應單元裝填設計，通過多層氣道布局，保證裝置的高效率反應以及填料的回收利用；草木灰?多孔碳耦合填料，實現廢物資源化利用。

技術領域

本發明涉及一種填料原位靈活更換的沼氣提純裝置，屬于廢棄物資源化利用與新能源生產技術領域。

背景技術

當今，化石能源是支撐全球經濟發展的最主要能源。根據英國石油公司BP最新發布的《2020年世界能源統計報告》顯示，2020年化石能源消費占全球一次能源消費的84%，而在我國更是高達87%。然而化石能源屬于不可再生能源，伴隨著大規模的開采利用，將不可避免地走向枯竭。此外，化石能源燃燒時易排放大量溫室氣體，也加劇了全球變暖的問題。據聯合國政府間氣候變化專門委員會統計，全球每年由于燃燒化石燃料而引起的CO₂變化量已經到達了約237億噸。因此，對于綠色清潔的新型可再生能源的開發利用，將會是解決當下環境問題，保障未來能源供應的重要方向。

沼氣的主要成分為CH₄，作為一種清潔可再生能源，引起了全球的廣泛關注。目前，利用畜禽糞污、果蔬餐廚垃圾和農業廢棄物等厭氧發酵的沼氣生產工藝已經形成了較為完整的技術體系。在德國，鄉村地區建設有許多的小型沼氣工程，實現了按需供能，而中國在近幾年來也在逐步推進戶用沼氣池和禽畜場沼氣工程的建設。2019年中國農村戶用沼氣池數量為3380.27萬個，沼氣工程數量為10.27萬個，但由于沼氣利用效率、戶用沼氣池的后期服務跟進、農村戶用沼氣服務站管理有限等諸多問題，沼氣生產及相關技術難以得到大規模應用。

目前，沼氣應用的最大限制是純度問題：在標準情況下，純CH₄的低熱值為36MJ/m³，而含有50%~80%CH₄的沼氣低熱值僅有18~29MJ/m³。現如今已有的沼氣提純方法有：吸收法、變壓吸附法、低溫冷凝法和膜分離法。吸收法和變壓吸附法已經有成熟的技術體系，但也僅適用于大型沼氣工程的沼氣提純；而低溫冷凝法和膜分離法由于技術較為復雜，投資成本較高。我國小型農村數量眾多，小型的戶用沼氣池并不適用于吸收法和變壓吸附法等提純技術；但受限于成本問題，低溫法和膜分離法等技術也難以得到推廣應用。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是克服現有技術的缺陷，提供一種填料原位靈活更換的沼氣提純裝置。

為解決上述技術問題，本發明提供一種填料原位靈活更換的沼氣提純裝置，包括：提純裝置主體單元、包括若干個次級反應單元的網格狀反應單元及草木灰-多孔碳耦合填料；

所述提純裝置主體單元包括：箱體、進氣閥、第一縮口銜接段、第二縮口銜接段、出氣閥、氣道隔板；

進氣閥和出氣閥設在箱體兩個對角處，箱體內通過氣道隔板從上至下隔出若干層橫向的氣道，相鄰氣道之間首尾相通，最上層的氣道的首端通過第一縮口銜接段接到進氣閥，最下層的氣道的尾端通過第二縮口銜接段接到出氣閥；

所述箱體還設有若干單元固定滑軌，所述單元固定滑軌位于箱體內部前后面，垂直于橫向的氣道布置，次級反應單元與所述單元固定滑軌滑動連接，，次級反應單元中填充有草木灰-多孔碳耦合填料。

進一步的，所述提純裝置主體單元還包括：

隔板層，所述隔板層包括多孔板和無紡布層，無紡布層覆蓋于多孔板兩側表面，通過隔板固定件按照恒定間距將隔板層固定在箱體內，將箱體分為若干個相鄰的空間，每一個獨立空間裝填次級反應單元，所述多孔板保證氣流暢通，所述無紡布層使得次級反應單元內填料不會堵塞多孔板。