一种适用于浸没燃烧蒸发沼气集中储气和供气控制系统的制作方法

本发明涉及环境工程，具体为一种适用于浸没燃烧蒸发沼气集中储气和供气控制系统，尤其还涉及一种适用于浸没燃烧蒸发沼气集中储气和供气的控制方法。

背景技术：

1、浸没燃烧蒸发技术主要以沼气（或用现场的填埋气，或用厌氧产生的沼气）为热源，将沼气和空气以一定比例输送至蒸发室，利用气体燃料在液体亚表面增压浸没燃烧，是一种无固定传热界面的蒸发技术。

2、在早期浸没燃烧蒸发项目的设计中，未设专门沼气储气系统，沼气的储气全赖于垃圾填埋场或厌氧罐，而两者的储气量有限，且随季节变化很大。现场的供气采用沼气风机，供气将垃圾填埋场或厌氧罐的沼气直接输送至蒸发室，然后用点火器点燃沼气进行蒸发。但由于填埋气或厌氧沼气含硫化氢、固体颗粒物和冷凝水，且沼气气量、气压和甲烷含量变化不定，造成运行中经常出现以下问题。

3、一、填埋气或厌氧沼气中常含有冷凝水，冷凝水若随沼气进入蒸发系统，造成燃烧不充分，热量损失，甚至产生大量的一氧化碳，使不凝气不能达标排放，并且沼气中含有硫化氢气体，造成蒸发产生的不凝气中含有过量的二氧化硫，不能直接达标排放。

4、二、因沼气中含有一定的固体颗粒物，可能造成沼气管道堵塞，或者增加沼气输送过程的压损，造成沼气进气压力不够。

5、三、由于填埋气或厌氧沼气气量不足或甲烷含量不足，在点火时，沼气很难被点燃。

6、四、燃烧过程中，由于气量气压不稳定，造成蒸发室容易熄火。蒸发室熄火，造成蒸发室内聚集未燃烧的沼气和空气，存在安全隐患，且再次点燃，一方面耽误现场运行，降低日处理量，另一方面经常点火会缩短点火器的使用寿命。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种适用于浸没燃烧蒸发沼气集中储气和供气控制系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种适用于浸没燃烧蒸发沼气集中储气和供气控制系统，包括沼气收集系统、沼气净化系统、沼气储气系统以及沼气供气系统；

3、其中，所述沼气收集系统包括依次连接的垃圾填埋场以及沼气增压风机；所述垃圾填埋场用于沼气的产生及汇集；所述沼气增压风机用于沼气的增压和输送；

4、其中，所述沼气净化系统包括依次连接的颗粒过滤器、脱水罐以及脱硫罐；所述颗粒过滤器用于过滤沼气中夹杂的颗粒物质和少量冷凝水；所述脱水罐用于脱除沼气中的水分；所述脱硫罐用于去除沼气中夹杂的hs气体；

5、其中，所述沼气储气系统包括依次连接的第一冷凝水罐、冷凝液井以及双膜气柜；所述第一冷凝水罐用于排掉沼气中的冷凝水；所述冷凝液井用于收集储存冷凝水罐排掉的冷凝水；所述双膜气柜用于沼气的储存；

6、其中，所述沼气供气系统包括依次连接的第二冷凝水罐、供气风机、阻火器、浸没燃烧蒸发器以及沉渣槽；所述第二冷凝水罐用于排掉沼气中的冷凝水；所述供气风机向浸没燃烧蒸发系统输送和提供沼气；所述阻火器用于隔断火焰向所述双膜气柜方向逃窜；所述浸没燃烧蒸发器用于浓缩液的浓缩和结晶；所述沉渣槽用于收集所述浸没燃烧蒸发器中产生的沉渣或结晶，并通过残渣输送泵定期去除。

7、优选的，所述沼气增压风机的出风口安装有第一流量计，所述供气风机的出风口安装有第二流量计，所述第一流量计和所述第二流量计均用于计量沼气的瞬时流量和累积流量。

8、优选的，所述颗粒过滤器的进风口安装有第一压力表，所述颗粒过滤器的出风口安装有第二压力表，所述第二流量计的出风口安装有第三压力表，所述第一压力表、所述第二压力表以及第三压力表均用于显示沼气的压力。

9、优选的，所述双膜气柜由底膜、内膜、外膜以及物位计组成。

10、优选的，所述双膜气柜的外部设有进风口，且进风口安装有吹膜风机，所述双膜气柜的外部安装有调压阀。

11、优选的，所述冷凝液井上安装有安全水封。

12、优选的，所述脱水罐的外部安装有plc控制器。

13、本发明还提供了一种适用于浸没燃烧蒸发沼气集中储气和供气的控制方法，包括以下步骤：

14、s1、垃圾中的有机物在隔绝空气和保持一定水分、温度和ph等条件下，经过多种微生物的分解产生沼气；

15、s2、经由增压风机的作用，沼气由收集管路输送至颗粒过滤器，颗粒过滤器为气密双室结构，内装有大量沙砾或砾石，底部设有冷凝水自动收集装置和排水装置，颗粒过滤器可去除沼气中夹杂的颗粒物质和少部分冷凝水，同时可作为防止回火的安全设备；

16、s3、经颗粒过滤器后，沼气进入脱水罐，在脱水罐中去除大部分的冷凝水。脱水罐内设有特殊布置的折流板，折流板采用亲水性材料，当沼气从底部进入脱水罐时，沼气及其夹带的水分等在上升的时候会撞击折流板，由于折流板的吸附及导流作用，沼气中的冷凝水会沿着折流板流到底部的水槽中，进而排出系统外，沼气则从顶部出脱水罐；

17、s4、经脱水罐脱水后，沼气进入脱硫罐，脱硫罐内采用的脱硫剂填料为fe2o3﹒h2o，经脱硫罐脱硫后，沼气中h2s的浓度低于100 ppm；

18、s5、经脱硫罐后，沼气进入双膜气柜，在进入双膜气柜前，经过一个简易的冷凝水罐，冷凝水罐放置于冷凝液井中，冷凝水罐中的水定期排入冷凝水罐，双膜气柜主要由外膜、内膜和底膜三个部分组成，双膜气柜沼气储气量为1-2的用气量；

19、s6、根据浸没燃烧蒸发沼气的需要，通过供气风机，将双膜气柜中的沼气输送至浸没燃烧蒸发器内，输送的过程中，沼气先经过一个简易冷凝水罐脱水，然后再经过一个阻火器，最后进入蒸发器完全燃烧。

20、优选的，在s5中，双膜气柜的存储压力为10-35mbar，设计雪最大负载为150kg/m2，风最大负载为150km/h。

21、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

22、1、本发明能够通过脱水罐自动去除大部分的冷凝水，并通过液位控制定期排到冷凝液井中，脱水率90%以上，提高沼气的热效率，并使不凝气中co达标排放；

23、2、本发明使用时，沼气从增压风机出来后，经过流量计进入颗粒过滤器。在颗粒过滤器中会填充大量的沙砾或砾石，能够有效去除沼气中50μm以上的颗粒物，避免长期运行管道堵塞，减少沼气输送中的压损，保证沼气的进气压力；

24、3、本发明脱硫罐中装有fe2o3﹒h2o脱硫剂，脱硫剂可与沼气中的硫化氢气体发生反应生成fe2s3，达到脱硫的目的。当观察到脱硫剂变色，或系统压力损失过大时，应从塔底排出脱硫剂，并放置在湿润的空气中，fe2s3会重新生成fe2o3﹒h2o脱硫剂，实现脱硫剂的再生，能有效脱除沼气中的硫，脱硫效率在70%-80%，二氧化硫的去除率在99%以上，避免不凝气so2不能达标或后续处理产生更高的处理so2费用，减少运行的成本。

25、4、保证沼气的气量气压和沼气中甲烷含量，设计存储时间一般为1-2小时，稳定压力为10-20mbar。且双膜气柜可避免传统气柜存在的钢结构腐蚀问题、冬季防冰冻问题，且双膜气柜安装快捷、经济实用。稳定沼气的气量气压和甲烷含量，使得进入蒸发室的沼气易点燃，且在燃烧的过程，不易熄火，避免蒸发室有沼气积累，带来安全隐患。且能保证蒸发系统正常稳定运行，保证现场的日处理量，延长点火器的使用寿命，进而减少运行的成本。

26、5、本发明从沼气的收集、净化、集中储存到沼气的净化，整个系统可通过plc控制器实现全自动化，真正实现沼气的集中储气和供气自动控制，减少现场的人工成本。