[发明专利]水底沼气收集装置及收集方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种水底沼气收集装置及收集方法，尤其适用于江、海、湖泊大型水体下沼气、二氧化碳等气体收集。

背景技术

天然沼气是有机物在无氧(厌氧)的条件下，经微生物分解所产生的一种可燃性混合气体。天然沼气广泛存在于它广泛存在湖泊、沼泽、湿地以及稻田水体或永久冻土带。天然沼气主要成份是甲烷(CH4)和二氧化碳(CO₂)。天然沼气是一种优质的能源，具有热值高、蕴藏极为丰富、可再生、洁净等突出优点。在当前全球能源资源日趋紧张的今天，收集开放式水体沼气减少资源浪费，有利于缓解能源危机。同时，天然沼气中的甲烷是一种重要的温室气体，甲烷的温室效应是二氧化碳23倍，大量温室气体进入大气层后地球就会变暖加速。因此，收集沼气燃烧或加以利用可在一定程度上减缓全球变暖的趋势，具有突出的环境效益。

尽管人们认识到水体下甲烷气体开采的重要性，但是目前仅有一种有关水体甲烷收集船，例如甲烷收集船(公开号CN 101633395A)。该发明涉及一种可收集江河湖海坑塘等水体底部甲烷的方法和装置，它主要包括船体、集气槽、扰动器、排空机、净化器、甲烷压缩机、储气罐、气敏开关、发电机、燃油或燃气锅炉、绞缆机、轮子、遥控系统、智能控制系统、太阳能电池及其储能系统、甲烷后加工设备等。同时，该甲烷收集船可兼具航运、观光、涉水养殖、捕捞、水文勘测、科研、环保等功能。但是该收集船的系统结构复杂、操作繁琐、造价较高，技术不够成熟，难以推广利用。

王正良、陈善飞等学者(新能源，2000，22(7)：43-45)提出几种沼气采集器，例如滚轮式采集器、拖条式沼气采集器以及喷射式沼气采集器，但是由于水面及水底复杂状况，并且它们结构过于简单，难以有效对水底沼气进行收集利用。

水体下沼气分布广泛，但分布不连续的；再加上由于湖、河、池底部情况复杂，比如杂草、湖底垃圾(渔网、枯木等)容易缠绕机器部件。

发明内容

本发明需要解决的技术问题就在于克服现有技术的缺陷，提供一种水底沼气收集装置及收集方法，本发明的水底沼气收集装置既可以随船体行进，也可以单独运动漂浮。

本发明专利的目的在于提供一种能够有效收集水下沼气装置。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

所述的水下沼气收集器，它主要包括由储气罩(1)、气流控制器(2)、集气罩(3)、高压管(4)、高压水流喷头(5)、推进器(6)、安全控制阀(7)、压力表(8)、增压泵(9)、控制台(10)、水气分离器(11)、脱硫器(12)、输气管(13)以及储气罐(14)组成。

本发明水底沼气收集装置中的集气罩(3)采用高强度塑性材料制造成的，用来收集从水体底部溢出的甲烷气体的一种装置，储气罩(1)与集气罩(3)连成一体的；储气罩(1)通过输气管(11)与储气罐(12)相连。所述高压水流喷头(5)，其主要用于破坏水底储气结构，放出污泥中附着的沼气，促使沼气溢出，高压水流喷头(5)能适应湖、河、池底部复杂情况。

本发明水底沼气收集装置中的气流控制器(2)由复合材料制成的板状结构，板体(16)上安装12个单向气阀(15)；集气罩(3)内沼气达到一定量时，单向气阀(15)自动打开，沼气进入储气罩(1)内，防止沼气倒流。此外，通气板可阻挡污泥杂物，还起着固定高压管(4)的作用。

本发明水底沼气收集装置中的控制台(10)主要控制推进器(6)来推动水下沼气收集处理装置航行。

本发明水底沼气收集装置中的水气分离器(11)进行水和气分离。

本发明水底沼气收集装置中的脱硫器(12)对收集到的沼气进行脱硫处理，以去除杂质、硫化氢等有害气体。

本发明所述的水底沼气收集方法，收集方法采用上述装置，其步骤如下：

①先将集气罩(3)中空气排出，打开增压泵(9)，高压水流喷头(5)向水体底部污泥喷射高压水流，扰动水体底部覆盖物，沼气以气泡形式溢出；

②当集气罩(3)内沼气达到一定量时，沼气经过气流控制器(2)上安装12个单向气阀(15)自动打开，沼气进入储气罩(1)内；

③人工或自动打开安全控制阀(7)经过水气分离器(11)进行水和气分离，然后经过脱硫器(12)脱硫处理，最后通过输气管(13)将沼气送入储气罐(14)中，完成一次收集；

④重复步骤1～3，完成连续收集。

本发明的有益效果：水底沼气收集装置及收集方法具有突出的环境效益；大规模集约化收集甲烷有利于缓解能源危机。

附图说明