[实用新型]一种低温冷冻脱硅氧烷预冷回热一体装置

说明书

一种低温冷冻脱硅氧烷预冷回热一体装置，它包括预冷器（1）、回热器（2）和冷冻换热器（3），沼气经预冷器（1）上的进气口（4）进入，预冷后进入冷冻换热器（3）进一步降温再输入回热器（2）将沼气升温至发电机要求温度后从回热器（2）的排气口（5）排出，其特征是：在所述的预冷器（1）和回热器（2）之间设置有一路循环液通道（6），循环液从预冷器（1）经进液管（7）流入回热器（2）中降温后再经回流管（8）流回预冷器（1）对预冷器进行降温，循环液在预冷器（1）中升温后再进入回热器（2）中并反复循环。本实用新型将预冷、回热+液体内循环一体化，通过控制内循环液温度实现冷量回收且保证预冷器不结霜稳定运行。

技术领域

本实用新型涉及一种沼气技术，尤其是一种沼气中硅氧烷处理技术，具体地说是一种低温冷冻脱硅氧烷预冷回热一体装置。

背景技术

目前，沼气作为一种新型高效的可再生绿色能源，已开发沼气发电、沼气制热等资源化利用技术，沼气作为燃料，可减少温室气体 ( GHG)、微小颗粒和氮氧化合物的排放，具有更广阔的发展空间和多重的经济环境效益。填埋场以及污水处理厂污泥厌氧消化产生的沼气除甲烷、二氧化碳等主要组分外，还含有其他组分（氮气、氧气、硫化氢、硫醇、卤代经和硅氧烷等），硅氧烷的存在严重影响沼气使用，阻碍沼气的使用价值，其中硅氧烷对沼气应用的不利影响非常大。在我国，规模化沼气主要用于燃烧发电，有机硅的存在会严重破坏发动机，燃烧时硅氧烷会转化为微晶二氧化硅，使燃料催化剂和润滑油失活，沉积在燃烧室内壁和活塞、阀门等表面，阻碍热传导并导致发动机和部件的磨损，缩短设备维修时间间隔，减少设备使用寿命，严重影响沼气的高效利用，所以机械制造商对沼气中硅氧烧含量有严格要求。

目前用于工业生产脱除硅氧烷的主要方法有：深度冷凝法、吸收法、吸附法，其中深度冷凝法对于硅氧烷浓度较高的气体处理比较适合。

一般深度冷凝法流程：沼气经过预冷（一级冷凝）冷到1-3℃，目的是将沼气中大量冷凝水脱除。然后进入低温冷冻换热器（二级冷凝）将沼气冷至-30℃左右，将大量硅氧烷脱除结霜吸附在换热管外壁上，低温冷冻换热器（二级冷凝）设置2台，1台进沼气冷冻脱硅氧烷，另1台经历化霜、预冷过程然后备用，2台低温冷冻换热器交替使用。经过低温冷冻后的沼气进入回热器，采用外界热源将沼气温度回升至进发电机要求温度。

深度冷凝脱除硅氧烷时存在以下问题：

1、设备多、费用大，一级冷凝需要配置制冷机组及辅助泵等，二级需要配置低温制冷机组及辅助低温泵等，回热需要配置热水。

2、如果将预冷器、回热器做成一个整体设备，利用低温冷冻沼气作为预冷的冷源，但是冷源量无法控制，很容易出现预冷器内大量结霜，压降增大，装置无法使用。

实用新型内容

本实用新型的目的是现有的深度冷凝脱除硅氧烷存在设备多、费用大的问题，设计一种低温冷冻脱硅氧烷预冷回热一体装置。

本实用新型的技术方案是：

一种低温冷冻脱硅氧烷预冷回热一体装置，它包括预冷器1、回热器2和冷冻换热器3，沼气经预冷器1上的进气口4进入，预冷后进入冷冻换热器3进一步降温再输入回热器2将沼气升温至发电机要求温度后从回热器2的排气口5排出，其特征是：在所述的预冷器1和回热器2之间设置有一路循环液通道6，循环液从预冷器1经进液管7流入回热器2中降温后再经回流管8流回预冷器1对预冷器进行降温，循环液在预冷器1中升温后再进入回热器2中并反复循环。

在循环液的回流管8上安装有温度计TE201、电动阀门EV102，在进液管7与回液管之间的旁流管9上安装有电动阀门EV101，通过温度计TE201的温度来控制电动阀门EV101与电动阀门EV102的开度，保证温度计TE201的温度在0℃。

预冷器1与回热器2之间的循环液的流量与沼气质量比为1:100，以保证循环液进出回热器温差在2℃之内。

本实用新型的有益效果：