[发明专利]一种填料原位灵活更换的沼气提纯装置

说明书

本发明公开了一种填料原位灵活更换的沼气提纯装置，其特征在于，包括：进气阀和出气阀设在箱体两个对角处，箱体内通过气道隔板将箱体从上至下隔出若干层横向的气道，相邻气道之间首尾相通，最上层的气道的首端通过第一缩口衔接段接到进气阀，最下层的气道的尾端通过第二缩口衔接段接到出气阀；箱体还设有若干单元固定滑轨，所述单元固定滑轨位于箱体内部前后面，垂直于横向的气道布置，次级反应单元与所述单元固定滑轨滑动连接，次级反应单元中填充有草木灰‑多孔碳耦合填料。优点：次级反应单元的滑动连接实现抽屉式反应单元装填设计，通过多层气道布局，保证装置的高效率反应以及填料的回收利用；草木灰‑多孔碳耦合填料，实现废物资源化利用。

技术领域

本发明涉及一种填料原位灵活更换的沼气提纯装置，属于废弃物资源化利用与新能源生产技术领域。

背景技术

当今，化石能源是支撑全球经济发展的最主要能源。根据英国石油公司BP最新发布的《2020年世界能源统计报告》显示，2020年化石能源消费占全球一次能源消费的84%，而在我国更是高达87%。然而化石能源属于不可再生能源，伴随着大规模的开采利用，将不可避免地走向枯竭。此外，化石能源燃烧时易排放大量温室气体，也加剧了全球变暖的问题。据联合国政府间气候变化专门委员会统计，全球每年由于燃烧化石燃料而引起的CO₂变化量已经到达了约237亿吨。因此，对于绿色清洁的新型可再生能源的开发利用，将会是解决当下环境问题，保障未来能源供应的重要方向。

沼气的主要成分为CH₄，作为一种清洁可再生能源，引起了全球的广泛关注。目前，利用畜禽粪污、果蔬餐厨垃圾和农业废弃物等厌氧发酵的沼气生产工艺已经形成了较为完整的技术体系。在德国，乡村地区建设有许多的小型沼气工程，实现了按需供能，而中国在近几年来也在逐步推进户用沼气池和禽畜场沼气工程的建设。2019年中国农村户用沼气池数量为3380.27万个，沼气工程数量为10.27万个，但由于沼气利用效率、户用沼气池的后期服务跟进、农村户用沼气服务站管理有限等诸多问题，沼气生产及相关技术难以得到大规模应用。

目前，沼气应用的最大限制是纯度问题：在标准情况下，纯CH₄的低热值为36MJ/m³，而含有50%~80%CH₄的沼气低热值仅有18~29MJ/m³。现如今已有的沼气提纯方法有：吸收法、变压吸附法、低温冷凝法和膜分离法。吸收法和变压吸附法已经有成熟的技术体系，但也仅适用于大型沼气工程的沼气提纯；而低温冷凝法和膜分离法由于技术较为复杂，投资成本较高。我国小型农村数量众多，小型的户用沼气池并不适用于吸收法和变压吸附法等提纯技术；但受限于成本问题，低温法和膜分离法等技术也难以得到推广应用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种填料原位灵活更换的沼气提纯装置。

为解决上述技术问题，本发明提供一种填料原位灵活更换的沼气提纯装置，包括：提纯装置主体单元、包括若干个次级反应单元的网格状反应单元及草木灰-多孔碳耦合填料；

所述提纯装置主体单元包括：箱体、进气阀、第一缩口衔接段、第二缩口衔接段、出气阀、气道隔板；

进气阀和出气阀设在箱体两个对角处，箱体内通过气道隔板从上至下隔出若干层横向的气道，相邻气道之间首尾相通，最上层的气道的首端通过第一缩口衔接段接到进气阀，最下层的气道的尾端通过第二缩口衔接段接到出气阀；

所述箱体还设有若干单元固定滑轨，所述单元固定滑轨位于箱体内部前后面，垂直于横向的气道布置，次级反应单元与所述单元固定滑轨滑动连接，，次级反应单元中填充有草木灰-多孔碳耦合填料。

进一步的，所述提纯装置主体单元还包括：

隔板层，所述隔板层包括多孔板和无纺布层，无纺布层覆盖于多孔板两侧表面，通过隔板固定件按照恒定间距将隔板层固定在箱体内，将箱体分为若干个相邻的空间，每一个独立空间装填次级反应单元，所述多孔板保证气流畅通，所述无纺布层使得次级反应单元内填料不会堵塞多孔板。