1.一种基于真空冷冻技术的沼气净化提纯方法,其特征在于,主要包括以下步骤:
(1)预处理:对未经处理的粗沼气进行过滤,除去粗沼气中的灰尘和固体杂质,得到预处理沼气;
(2)净化:首先,将步骤(1)得到的预处理沼气抽至压缩机中,加压至10-13Bar,并将加压后的沼气抽至真空冷冻干燥机中,在冷冻温度为-8~3℃的条件下冷冻干燥15-25min,去除沼气中的水分,然后,将干燥后的沼气抽至换热器中,降低温度至-20~-15℃,并保持25-
30min,使沼气中的部分H2S、NH3冷凝析出,并通过气液分离器将液态的H2S、NH3冷凝与沼气分离,同时,对析出的液态H2S和NH3进行回收利用;
(3)提纯:将净化后的沼气抽至压缩机中,加压至20-25Bar,并将加压后的沼气再次抽至真空冷冻干燥机中,在冷冻温度为-20~-15℃的条件下冷冻干燥15-25min,对沼气再次干燥,然后,将干燥后的沼气抽至换热器中,减低温度至-55~-55℃,并保持35-45min,将沼气中的CO2冷凝析出,并通过气液分离器将液态的CO2与沼气分离,得到最终提纯净化后的沼气,同时,对析出的液态二氧化碳进行回收利用;
(4)成品检测:将步骤(3)得到的沼气存储,并通过检测仪器对最终的沼气纯度进行检测,若处理后的沼气纯度合格,则备用,若不合格,则将上述沼气重新抽至步骤(2)中的压缩机中,重新处理,直至沼气纯度合格。
2.根据权利要求1所述的一种基于真空冷冻技术的沼气净化提纯方法,其特征在于,所述步骤(4)中沼气进行纯度检测时,通过硫化氢浓度检测仪检测沼气中的H2S的浓度,通过溶解氧测定仪对沼气中的溶解氧含量进行检测,通过二氧化碳检测仪对沼气中的CO2进行检测,当溶解氧含量0.05-0.10mg/L,H2S浓度小于10mg/m3,CO2浓度8g/m3即可排放,否则,重新抽至步骤(2)中的压缩机中,重新处理,直至沼气纯度合格。
3.根据权利要求1所述方法所使用的一种基于真空冷冻技术的沼气净化提纯的装置,其特征在于,主要包括对未处理的粗沼气进行储存且内部设有过滤件(10)的暂存箱(1)、对所述暂存箱(1)预处理后的沼气加压处理的压缩机(2)、对加压后的沼气冷冻干燥并除去水分的真空冷冻干燥机(3)、对所述真空冷冻干燥机(3)处理后的气体换热降温的换热器(4)、与所述换热器(4)连接的气液分离器(5)、与气液分离器(5)和压缩机(2)连接的缓存检测箱(6)、智能控制装置(7)、与各个电气元件电性连接的电源;
所述暂存箱(1)与压缩机(2)之间、压缩机(2)与真空冷冻干燥机(3)之间、真空冷冻干燥机(3)与换热器(4)之间、换热器(4)与气液分离器(5)之间、气液分离器(5)与缓存检测箱(6)之间以及缓存检测箱(6)与压缩机(2)之间均设有单向电磁阀(9);
所述缓存检测箱(6)上设有检测沼气中的H2S的浓度的硫化氢浓度检测仪(60)、对沼气中的溶解氧含量进行检测的溶解氧测定仪(61)、对沼气中的CO2进行检测的二氧化碳检测仪(62);
所述智能控制装置(7)包括控制各个电气元件正常运行的控制器(70)、用于检测沼气压力的电子压力表(71)、用于检测沼气温度的温度表(72)、对沼气中的液体检测的湿度检测传感器(73)。
4.根据权利要求3所述的一种基于真空冷冻技术的沼气净化提纯装置,其特征在于,所述暂存箱(1)上端设有盖板(11)和入气口(12),且所述盖板(11)上端设有与外部起吊设备连接的钩环(110),盖板(11)下端设有液压缸(111),所述过滤件(10)水平设于暂存箱(1)内壁,且过滤件(10)上端通过连接绳索与液压缸(111)底端连接。
5.根据权利要求4所述的一种基于真空冷冻技术的沼气净化提纯装置,其特征在于,所述过滤件(10)包括固定设于暂存箱(1)内壁的安装固定框(100)、能够卡接于所述安装固定框(100)上且由上而下均匀分布的多个目数依次增加的过滤网格(101),每个所述过滤网格(101)的各个侧边处均铰接有转动扩板(1010),每个所述转动扩板(1010)底端均设有插接固定柱(1011),且各个过滤网格(101)对应侧边处的转动扩板(1010)均通过连接线与所述液压缸(111)底端连接,安装固定框(100)上对应各个转动扩板(1010)处均设有卡接框(1000),所述卡接框(1000)各侧壁设有与插接固定柱(1011)对应的插接槽(1001)。
6.根据权利要求3所述的一种基于真空冷冻技术的沼气净化提纯装置,其特征在于,所述暂存箱(1)侧壁设有检修口(13),且所述检修口(13)处设有检修爬梯(130)。
7.根据权利要求3所述的一种基于真空冷冻技术的沼气净化提纯装置,其特征在于,缓存检测箱(6)与外部输气管连接处设有泄露检测元件(63),所述泄露检测元件(63)包括设于缓存检测箱(6)与外部输气管连接处以及侧壁设有检测孔(631)且所述检修孔(631)外设有封盖(6310)的检测扣罩(630)、设于检测扣罩(630)上的压力传感器(632)、设于所述检测孔(632)内的安装架(633)、中心通过转动轴与所述安装架(633)连接的微型叶片(634)、设于所述转动叶片(634)中心处的转速传感器(635)。