專利名稱：一種氣液分離方法及裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于垃圾填埋氣及其它生物氣的氣液分離方法及裝置，在相似條 件下，也可用于一般工業(yè)氣體的氣液分離裝置，達到氣液分離、霧沫塵粒捕集及冷凝液的提
升導出O
背景技術：
現(xiàn)有技術中，國內(nèi)外填埋氣(LFG)收集系統(tǒng)其工藝如下UG氣體自垃圾填埋場的 地下氣井由鼓風機抽出，匯集了各井氣體后入干管，經(jīng)氣液分離后入鼓風機，加壓后送填埋 氣凈化裝置或其它利用裝置。填埋氣干管一般埋設于地下，尤其在北方，埋設于冰凍線以 下，一般在-1. Om左右。由于自地下填埋氣井抽出的UG氣體溫度較高，且被水汽所飽和， 導出后，由于環(huán)境溫度較低(特別是在冬季)，故產(chǎn)生一定量冷凝水及氣相中夾帶水滴及塵 粒。若不除去LFG中的水分，進入鼓風機則嚴重影響鼓風機的正常操作。目前，國內(nèi)外普遍采用的氣液分離器均為國外技術，其氣液分離系統(tǒng)如圖2所示 結(jié)構(gòu)，UG先入圓柱形氣液分離器15，其冷凝液自分離器底導出入水封槽16，再由水封槽入 集液槽17，并用泵18將凝液提升至地面而排入下水道或滲浙液池。而分離器出來的氣體由 于夾帶水滴，故需要專設脫水器19進一步去除水滴才可進入鼓風機。由圖2可知，由于氣 液分離器已設置于半地下，其凝液尚需依次自流入水封槽16及集液槽17，故需要將二者置 于較深的混凝土坑中，可見其工藝設備布置均較復雜。由于分離器中充滿LFG，而此類氣體中55%左右系甲烷，是易燃易爆的甲類氣體， 故分離器中按防爆要求應劃為“0”區(qū)。由于浸入式泵的電機目前尚無滿足“0”區(qū)防爆要求 的產(chǎn)品，所以在以往國內(nèi)外LFG氣液分離器設計中，既不設置冷凝液抽出裝置，也不設分離 氣體的捕沫裝置，而是采用圖2所示的5個設備來完成氣液分離。這樣既增加了設備投資， 又需設較深的混凝土地坑，增加了土建投資，且下坑操作也很不方便。2006年6月，全球環(huán)境基金(GEF)資助采用自主開發(fā)的專利技術的“鞍山生活垃 圾填埋氣制取汽車燃料示范工程”順利投產(chǎn)，其凈化工藝前處理的鼓風機系統(tǒng)的氣液分離 器經(jīng)兩年多運轉(zhuǎn)效果良好，確保了鼓風機的正常運行。所述的氣液分離器集氣液分離、霧沫 捕集、凝液抽出于一體，設備直埋于半地下，抽液采用蒸汽噴射器置于地面，具有設備簡單、 投資省、操作方便等特點。上述專利號為ZL200920012063. 3的多功能氣液分離器，已成功應用于填埋場，但 也存在一定局限。因為目前國內(nèi)大多填埋場，尤其在南方，未有蒸汽可供于冷凝液蒸汽噴射 提升器，而用壓縮空氣噴射提升則不符合安全要求。故UG氣液分離器冷凝液提升已成為 填埋場需進一步解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種氣液分離方法及裝置，該方法回收經(jīng)鼓風機輸出的低壓 填埋氣作為噴射提升凝液的工作介質(zhì)，而提升后的氣液提升介質(zhì)經(jīng)氣液分離后又返回沉降室原料填埋氣氣體入口，完全回收利用作為工作介質(zhì)的填埋氣，杜絕了從噴射器直接外排 大氣。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明通過以下技術方案實現(xiàn)一種氣液分離方法，采用來自鼓風機輸出的低壓填埋氣作為噴射提升冷凝液的工 作介質(zhì)，該工作介質(zhì)在氣提介質(zhì)分離器中經(jīng)氣液分離后氣體返回沉降室原料填埋氣氣體入 口，作為工作介質(zhì)的填埋氣可完全回收利用。該低壓填埋氣工作介質(zhì)輸入沉降室可滿足冷凝液一次提升高度；如需將冷凝液再 次提升，需將來自鼓風機輸出的低壓填埋氣導入氣提介質(zhì)分離器對冷凝液進行加壓實現(xiàn)二 次提升。實現(xiàn)所述氣液分離方法的氣液分離裝置，包括沉降室、氣體進口管、擋板、捕沫器、 氣體出口管，沉降室內(nèi)設有冷凝液提升管，冷凝液提升管底部設有噴射提升器，冷凝液提升 管通過噴射提升器與來自鼓風機輸出的低壓填埋氣進氣管相連接；冷凝液提升管頂部出口 與氣提介質(zhì)分離器相連通。所述的氣提介質(zhì)分離器設有來自鼓風機輸出的低壓填埋氣進氣口。所述的氣提介質(zhì)分離器設有氣體出口，氣體出口與沉降室原料填埋氣氣體進口管 相連通。所述的氣提介質(zhì)分離器內(nèi)設有冷凝液排出管，冷凝液排出管下口與冷凝液相通， 冷凝液排出管上口位于氣提介質(zhì)分離器頂部。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果是1)采用UG作為氣提工作介質(zhì)不僅解決了冷凝液的提升，而且工作介質(zhì)可在氣提 介質(zhì)分離器中經(jīng)氣液分離后，LFG自器頂排出返入UG氣液分離器吸入口而全部回收。2)冷凝液在沉降室中一次提升可按設計滿足冷凝液外排要求，若需進一步提升， 可在氣提介質(zhì)分離器中導入低壓UG再次加壓，二次再提升滿足設計要求。3)采用填埋氣作為冷凝液噴射提升工作介質(zhì)，省去了以往采用蒸汽噴射的蒸汽消 耗，且杜絕了填埋氣外排，具有節(jié)能環(huán)保的效果。


圖1是本發(fā)明氣液分離器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是背景技術中氣液分離器的結(jié)構(gòu)圖。
具體實施例方式見圖1，氣液分離裝置，包括沉降室1、擋板2、捕沫器3、UG氣體出口管4、UG氣 體入口管7、氣提介質(zhì)分離器8，沉降室1內(nèi)設有冷凝液提升管6和擋板2，上部設有液位計 接口 10，冷凝液提升管6底部設有噴射提升器11，冷凝液提升管6通過噴射提升器11與來 自鼓風機輸出的低壓填埋氣進氣管5相連接；冷凝液提升管6頂部出口與氣提介質(zhì)分離器 8相連通。氣提介質(zhì)分離器8設有來自鼓風機輸出的低壓填埋氣進氣口 13，氣提介質(zhì)分離 器8內(nèi)設有冷凝液排出管9，冷凝液排出管9下口與冷凝液相通，冷凝液排出管9上口位于 氣提介質(zhì)分離器8頂部，通過管道輸送冷凝液去截洪溝或下水道。氣提介質(zhì)分離器8設有 氣體出口 14，氣體出口 14與沉降室1的原料填埋氣氣體進口管7相連通。
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采用所述氣液分離器的分離方法，通過沉降室1底部設置的噴射提升器11將冷凝 液抽出，采用鼓風機12輸出的低壓填埋氣作為噴射提升冷凝液的工作介質(zhì)將冷凝液提升， 提升后的氣液提升介質(zhì)經(jīng)氣液分離后氣體返回沉降室原料氣體進口管7，作為工作介質(zhì)的 填埋氣可完全回收利用，杜絕了從噴射器直接外排大氣。通過沉降室底部噴射提升器結(jié)構(gòu)、 冷凝液的液面高度以及通入底部噴射器工作介質(zhì)(LFG)的量可以確保冷凝液一次提升高 度，倘若該提升高度不能滿足要求，考慮再從氣提介質(zhì)分離器8導入鼓風機輸出的低壓填 埋氣加壓，將冷凝液二次提升至最終所需高度而排入截洪溝或垃圾滲濾液池或下水系統(tǒng)。本發(fā)明的工作過程是氣液進入沉降室1，首先受擋板2的撞擊，進入沉降室1后 流速由管內(nèi)時的4m/s而降至0. 25m/s左右，使游離水及水滴等沉降或吸附作用沿擋板2及 四壁流下至沉降室1底部積存。氣流沿著擋板2向下流動至擋板底端折流向上流動，經(jīng)過沉 降室1 ；由于減速、沉降及受擋板撞擊吸附，在停留約13 15s內(nèi)氣液得到分離，但< 10 μ m 水、霧沫及浮塵很難沉降。鑒于此，在沉降室1氣體出口處設置帶金屬絲網(wǎng)的捕沫器3，可較 徹底去除水滴、霧沫及浮塵，使去除效率達98 99%。積存于沉降室1的冷凝液，通過設置 于沉降室1底部的噴射提升器11抽吸再經(jīng)冷凝液提升管6抬升導出，進入氣提介質(zhì)分離器 8進行氣液兩相初步分離。在氣提介質(zhì)分離器8中，氣提介質(zhì)停留5秒鐘左右，氣液兩相可得到有效分離，LFG 氣體可由氣提介質(zhì)分離器8頂部氣體出口 14排出并導入沉降室1的LFG氣體入口管7中 而全部回收；冷凝液在氣提介質(zhì)分離器8底部可通過由頂部進氣口 13導入的UG氣體進一 步加壓(事前先關閉介質(zhì)進口管及LFG返回管閥門)，進一步提升3500mm左右，可排放較 高、較遠的垃圾滲濾液池或截洪溝中。由于冷凝液經(jīng)分析其CODcr值< 80mg/l，PH值6 7，符合國家一級排放標準，可直接排入相應的排水系統(tǒng)。所述的沉降分離室采用圓柱體結(jié)構(gòu)，內(nèi)置徑向擋板，當處理規(guī)模為10000m3/d時， 沉降分離室圓柱體直徑為1000mm，氣體在沉降室流速0. 25 0. 3m/s，停留時間10 15s。所述的氣體出口處設置帶金屬絲網(wǎng)的捕沫器。在處理填埋氣規(guī)模為10000m3/d時， 捕沫器直徑在250 300mm，高度為180mm，最大氣體流速約3. 4m/s，操作氣速約2. 75m/s。所述的捕沫器采用全徑型，上裝盤式金屬絲網(wǎng)捕沫器。其金屬絲網(wǎng)采用標準型或 高效型，相應金屬絲規(guī)格分別采用Φ0. 23或Φ0. 19 ；可采用圓形或扁形不銹鋼絲壓成波形 卷制成網(wǎng)塊，其孔眼數(shù)可按IOOmm內(nèi)40或60眼。其材質(zhì)宜采用lCrl8Ni9Ti。沉降室底部的冷凝液采用噴射提升器自沉降室底部提升抽出。噴射工作介質(zhì)采用 來自鼓風機輸出的低壓填埋氣。噴射提升器規(guī)格可根據(jù)排出凝液速度、工作介質(zhì)流量、凝液 的一次提升高度等要求按噴射提升器設計進行。根據(jù)凝液提升高度的要求，器底凝液液面 高度應保持800mm左右。每天提升外排一次計算。噴射提升器采用填埋氣為工作介質(zhì)，一 次提升高為1300mm左右，則設計噴射提升管為Φ 57 X 3. 5，工作介質(zhì)(LFG)管為Φ 32 X 2， 在噴射提升器進口處縮至Φ25Χ2. 5，為便于凝液導入，提升管端部按60°擴口。由于LFG 在噴嘴處形成高速流噴入提升管，在噴嘴出口形成吸力而將冷凝液吸入提升管。提升管中 由于氣、液兩相混合，其中氣液比可達3 4，甚至更高，這樣冷凝液液柱按連通器原理，冷 凝液重度遠大于提升管中兩相混合物重度而將液體提升排出。另外，由于噴射作用也有利 于氣液混合物抬升排出。氣提介質(zhì)經(jīng)初步分離后，工作介質(zhì)填埋氣全部返入所述分離器入口而加以回收。
5考慮到冷凝液可能排入截洪溝或滲濾液池，故設計采用鼓風機輸出的填埋氣導入分離器對 冷凝液加壓二次提升，其排出高度由低壓填埋氣壓力決定。當UG用于凈化制取天然氣，則 其輸出壓！3 > 38kPa，此時，其二次提升高度約3500mm。 本發(fā)明可應用于填埋氣及其它氣體的氣液分離、除塵除沫及器底液體的提升外排寸。
權(quán)利要求
1.一種氣液分離方法，其特征在于，采用來自鼓風機輸出的低壓填埋氣作為噴射提升 冷凝液的工作介質(zhì)，該工作介質(zhì)在氣提介質(zhì)分離器中經(jīng)氣液分離后氣體返回沉降室氣體入 口，作為工作介質(zhì)的填埋氣可完全回收利用。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氣液分離方法，其特征在于，所述的低壓填埋氣工作介 質(zhì)輸入沉降室可滿足冷凝液一次提升高度；如需將冷凝液再次提升，需將來自鼓風機輸出 的低壓填埋氣導入氣提介質(zhì)分離器對冷凝液進行加壓實現(xiàn)二次提升。
3.實現(xiàn)權(quán)利要求1或2所述氣液分離方法的氣液分離裝置，其特征在于，包括沉降室、 氣體進口管、擋板、捕沫器、氣體出口管，沉降室內(nèi)設有冷凝液提升管，冷凝液提升管底部設 有噴射提升器，冷凝液提升管通過噴射提升器與來自鼓風機輸出的低壓填埋氣進氣管相連 接；冷凝液提升管頂部出口與氣提介質(zhì)分離器相連通。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種氣液分離器，其特征在于，所述的氣提介質(zhì)分離器設有 來自鼓風機輸出的低壓填埋氣進氣口。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種氣液分離器，其特征在于，所述的氣提介質(zhì)分離器設有 氣體出口，氣體出口與沉降室原料填埋氣氣體進口管相連通。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種氣液分離器，其特征在于，所述的氣提介質(zhì)分離器內(nèi)設 有冷凝液排出管，冷凝液排出管下口與冷凝液相通，冷凝液排出管上口位于氣提介質(zhì)分離 器頂部。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于垃圾填埋氣及其它生物氣的氣液分離方法及裝置，特征是，采用來自鼓風機輸出的低壓填埋氣作為噴射提升冷凝液的工作介質(zhì)，該工作介質(zhì)在氣提介質(zhì)分離器中經(jīng)氣液分離后氣體返回沉降室氣體入口，作為工作介質(zhì)的填埋氣可完全回收利用。該低壓填埋氣工作介質(zhì)輸入沉降室可滿足冷凝液一次提升高度；如需將冷凝液再次提升，需將來自鼓風機輸出的低壓填埋氣導入氣提介質(zhì)分離器對冷凝液進行加壓實現(xiàn)二次提升。該方法完全回收利用作為工作介質(zhì)的填埋氣，杜絕了從噴射器直接外排大氣。
文檔編號B01D50/00GK102059032SQ201010569799
公開日2011年5月18日 申請日期2010年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月2日
發(fā)明者何平, 孟祥榮, 計中堅 申請人:中冶焦耐(大連)工程技術有限公司, 中冶焦耐工程技術有限公司