一种固液分离结合变压吸附高效制沼提纯的装置及方法

摘要

本发明公开了一种固液分离结合变压吸附高效制沼提纯的装置及方法，所述装置包括固液分离组件，产气组件，集气组件，脱硫干燥塔、过滤塔、一级吸附罐、二级吸附罐、辅助真空罐，所述固液分离组件包括组件机架，离心分离罐，集液罐机构，排渣机构，进料分配机构，所述离心分离罐为底端开口的圆台形壳体结构，所述离心分离罐侧面具有多个与其内部相连通的离心分离孔，所述方法包括，S1：首先进行固液分离；S2：将S1步骤分离出的固体和液体利用所述产气组件进行发酵产气；本流程将畜禽粪污的固液分离、沼液发酵产气以及沼气提纯三个技术一体化，实现了高效产沼，重新优化了固液分离技术，实现了固相物料和液相物料的高效分离，大幅提高了制沼效率。

权利要求

1.一种固液分离结合变压吸附高效制沼提纯的装置，其特征在于，包括固液分离组件(10)、用于将所述固液分离组件(10)分离出的液体组份和固体组份进行发酵生产沼气的产气组件(20)、用于将所述产气组件(20)生产的沼气集中存储的集气组件(30)、用于将所述集气组件(30)中存储的沼气进行脱硫干燥处理的脱硫干燥塔(40)、用于将所述脱硫干燥塔(40)处理后的沼气进行过滤处理的过滤塔(50)、用于对沼气进行吸附净化处理的一级吸附罐(60)和二级吸附罐(70)、以及用于对所述一级吸附罐(60)和所述二级吸附罐(70)内的提纯吸附剂进行再生处理的辅助真空罐(80)；

所述固液分离组件(10)包括组件机架(11)，离心分离罐(12)，集液罐机构(13)，排渣机构(14)，进料分配机构(15)；

所述组件机架(11)包括支撑底座(111)，所述支撑底座(111)顶部边缘处固定设有多根向上延伸的支撑柱(112)，多根所述支撑柱(112)顶部共同固定连接设有顶部支撑环(113)；

所述离心分离罐(12)为底端开口的圆台形壳体结构，所述离心分离罐(12)侧面具有多个与其内部相连通的离心分离孔(120)，所述离心分离罐(12)顶部固定设有旋转支撑环(121)，所述旋转支撑环(121)转动配合在所述顶部支撑环(113)内侧，所述离心分离罐(12)顶部具有进料壳体连接孔(122)；

所述顶部支撑环(113)上端固定连接设有用于驱动所述离心分离罐(12)旋转的第一电机(115)，所述第一电机(115)通过传动部件驱动所述旋转支撑环(121)进行旋转；

所述离心分离罐(12)外侧靠近下端的位置固定设有第二支撑环(123)，多根所述支撑柱(112)内侧固定连接设有第二支撑配合环(114)，所述第二支撑环(123)与所述第二支撑配合环(114)固定连接；

所述集液罐机构(13)包括包围在所述离心分离罐(12)侧面的集液罐壳体(131)，所述集液罐壳体(131)通过所述离心分离孔(120)与所述离心分离罐(12)内部相连通，所述集液罐壳体(131)外侧靠近下端的位置固定设有环形的集液引流管(132)，所述集液引流管(132)与所述集液罐壳体(131)内部相连通，所述集液罐壳体(131)通过固定环与多个所述支撑柱(112)固定连接；

所述排渣机构(14)包括转动连接在所述离心分离罐(12)内部的排渣壳体(141)，所述排渣壳体(141)为圆台形壳体结构，所述排渣壳体(141)外侧面固定设有螺旋延伸的排渣板(142)，所述排渣壳体(141)内部固定设有排渣壳体支撑环(143)；

所述离心分离罐(12)内部固定设有水平布置的排渣壳体支撑板(140)，所述排渣壳体支撑板(140)下端固定设有向下延伸的排渣壳体支撑柱(144)，所述排渣壳体支撑柱(144)上靠近下端的位置固定设有排渣壳体支撑配合环(145)，所述排渣壳体(141)顶部具有排渣壳体通孔(146)，所述排渣壳体支撑柱(144)穿入所述排渣壳体通孔(146)内，所述排渣壳体支撑环(143)转动配合连接在所述排渣壳体支撑配合环(145)上；

所述排渣壳体支撑柱(144)下端固定设有用于驱动所述排渣壳体(141)转动的第二电机(147)，所述第二电机(147)通过传动部件驱动所述排渣壳体支撑环(143)转动；

所述离心分离罐(12)下端设有集渣壳体(148)，所述集渣壳体(148)为上宽下窄的环形中空壳体，所述集渣壳体(148)上端和下端均开口，所述集渣壳体(148)上端与所述离心分离罐(12)下端尺寸一致；

所述进料分配机构(15)下端与所述离心分离罐(12)内侧壁和所述排渣壳体(141)外侧壁之间的空隙相连通；

所述提纯吸附剂按重量份计，由15～26份氧化铝、5～18份碳分子筛、8～17份硫酸钠、

10～23份沸石、18～30份去离子水配比构成；

所述提纯吸附剂的制备方法为：

1)将去离子水加入水热釜中，然后将氧化铝和碳分子筛加入水热釜中，并搅拌均匀；

2)将硫酸钠配置成质量浓度为30％～45％的盐溶液，并加入到水热釜中；

3)最后将沸石加入到水热釜中进行反应，控制水热釜温度在90～130℃，反应时间在20～50min，反应完成后将反应物料冷却处理，即得提纯吸附剂；

所述集渣壳体(148)上端边缘固定设有环形的集渣挡板(1481)，所述集渣挡板(1481)包围在所述离心分离罐(12)下端边缘外侧；

所述进料分配机构(15)包括开口朝下喇叭形中空的进料壳体(151)，所述进料壳体(151)固定连接在所述进料壳体连接孔(122)中，所述进料壳体(151)向下外翻延伸，所述进料壳体(151)外侧靠近下端的位置具有水平朝外的出料开槽(152)，所述进料壳体(151)中空的内部具有螺旋延伸的进料导向板(155)，所述进料壳体(151)顶部固定设有进料接口(153)，与所述进料接口(153)转动配合连接设有进料连接管(154)，所述进料连接管(154)与进料输送机的出料口通过管道相连通连接；

所述进料导向板(155)从上至下延伸的周向旋转角度大于90°且不超过180°；

所述产气组件(20)包括液体发酵罐(21)和固体发酵罐(22)，所述液体发酵罐(21)上具有与其内部相连通的液体发酵进料口(211)、液体发酵出料口(212)和液体发酵排气口(213)，所述固体发酵罐(22)上具有与其内部相连通的固体发酵进料口(221)、固体发酵出料口(222)和固体发酵排气口(223)；

所述集气组件(30)包括集气罐(31)，所述集气罐(31)上具有与其内部相连通的集气罐进气口(311)和集气罐排气口(312)，所述集气罐排气口(312)上相连通设有压力控制阀(32)；

所述脱硫干燥塔(40)包括脱硫干燥壳体(41)，所述脱硫干燥壳体(41)为扁平状圆柱壳体，所述脱硫干燥壳体(41)一侧端面固定设有多个与其内部相连通的脱硫干燥进气管(42)，所述脱硫干燥壳体(41)另一侧端面具有容纳配合孔(411)，所述容纳配合孔(411)内固定设有脱硫容纳环(43)，所述脱硫容纳环(43)内设有脱硫干燥组件(44)；

所述脱硫干燥进气管(42)伸入到所述脱硫干燥壳体(41)内部，所述脱硫干燥进气管(42)位于所述脱硫干燥壳体(41)内部的部分具有多个干燥通气小孔(421)；

所述脱硫干燥组件(44)包括环形中空的脱硫剂容纳壳(441)，所述脱硫剂容纳壳(441)由透气的金属网制成，所述脱硫剂容纳壳(441)内部填充有脱硫剂，所述脱硫剂容纳壳(441)包围在所述脱硫干燥进气管(42)外侧，所述脱硫剂容纳壳(441)外端固定设有密封盖(442)，所述脱硫容纳环(43)侧面具有多个排气小孔(431)；

所述脱硫干燥壳体(41)靠近边缘处内具有过滤环(45)，所述过滤环(45)为中空的网状结构，所述过滤环(45)内填充有干燥吸附剂，所述过滤环(45)与所述脱硫干燥壳体(41)内侧壁之间形成排气通道(451)，所述脱硫干燥壳体(41)弧形外侧壁上固定设有多个与所述排气通道(451)相连通的排气管(452)；

所述过滤塔(50)包括过滤塔壳体(51)，所述过滤塔壳体(51)上固定设有与其内部相连通的过滤进气口(511)和过滤出气口(512)，所述过滤塔壳体(51)内部具有过滤芯体；

所述一级吸附罐(60)包括柱状上下贯通的一级吸附壳体(61)，所述一级吸附壳体(61)下端固定设有进气壳体(62)，所述进气壳体(62)为开口朝上的喇叭状壳体，所述一级吸附壳体(61)顶部固定设有开口朝下的排气壳体(65)，所述排气壳体(65)顶部具有与其内部相连通的吸附排气口(651)和真空抽气口(652)，所述进气壳体(62)内固定设有进气导流壳体(63)，所述进气导流壳体(63)下端具有多个六边形密铺的导流进气通孔(631)，所述进气导流壳体(63)顶部具有多个六边形密铺的导流出气通孔(632)，所述导流进气通孔(631)与所述导流出气通孔(632)的数量相同，所述导流进气通孔(631)与所述导流出气通孔(632)一对一光滑过渡相连通；

所述一级吸附壳体(61)内壁靠近下端固定设有限位环(611)，所述限位环(611)顶部堆叠设有多个吸附支撑环(64)，所述吸附支撑环(64)内侧固定设有吸附剂容纳网(641)，所述吸附剂容纳网(641)由透气的金属网制成，所述吸附剂容纳网(641)内部填充有提纯吸附剂。

所述二级吸附罐(70)包括开口朝上的二级吸附罐外壳(71)，所述二级吸附罐外壳(71)内具有多圈隔气导流环(72)，相邻所述隔气导流环(72)之间靠近下端相连通或者靠近上端相连通，不同位置的相连通方式间隔设置；

相邻所述隔气导流环(72)之间顶部设有环形密封板(74)，相邻所述隔气导流环(72)之间设有中空的吸附容纳环(73)，所述吸附容纳环(73)内填充有提纯吸附剂，所述吸附容纳环(73)顶部与所述环形密封板(74)有一定间距，所述吸附容纳环(73)底部与所述二级吸附罐外壳(71)内底部有一定间距，所述吸附容纳环(73)上下端面均具有多个与其内部相连通的吸附通气小孔(731)，每个所述吸附容纳环(73)顶部与其上方相对应的所述环形密封板(74)固定相连接；

所述二级吸附罐外壳(71)外侧靠近下端的位置固定设有环形进气壳(75)，所述环形进气壳(75)与最外侧的所述吸附容纳环(73)下方的空间相连通，最内侧的所述吸附容纳环(73)内侧壁固定设有排气环壳(76)，所述排气环壳(76)与最内侧的所述吸附容纳环(73)下方的空间相连通；

所述辅助真空罐(80)上固定设有与其内部相连通的真空罐进气口(81)和真空罐排气口(82)，与所述真空罐排气口(82)与真空抽气机的进气口相连通连接；所述真空罐进气口(81)上连接设有真空控制阀(811)。

2.利用权利要求1所述的一种固液分离结合变压吸附高效制沼提纯的装置进行制沼提纯的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：首先利用固液分离组件(10)对固液混合状的禽畜粪污进行固液分离，分离出的液体从所述集液引流管(132)中排出，分离出的固体从所述集渣壳体(148)中排出；

S2：将S1步骤分离出的固体利用所述产气组件(20)的固体发酵罐(22)进行发酵产气，分离出的液体利用所述产气组件(20)的液体发酵罐(21)进行发酵产气；

S3：将所述液体发酵罐(21)和所述固体发酵罐(22)发酵生产的原始气体通入所述集气罐(31)内进行暂存；

S4：集气罐(31)内暂存的沼气通入所述脱硫干燥塔(40)中，利用所述脱硫干燥塔(40)中的脱硫剂和干燥剂脱出沼气中的硫化物和水分，使脱硫沼气的含水量范围在2～9mg/kg，得到干燥沼气；

S5：将S4步骤处理后所得干燥沼气通入过滤塔(50)中，去除干燥沼气中的不溶性杂质；

将过滤塔出气压力调至0.5～1.0Mpa之间，得到压缩沼气；

S6：变压吸附；将S5步骤处理后所得压缩沼气间歇性通入一级吸附罐(60)中，利用一级吸附罐(60)中的提纯吸附剂对压缩沼气中的杂质气体进行吸附，得到初级净化沼气；

3

其中，控制压缩沼气的流量范围在1～3m /h，进气间歇时间范围在3～5min，进气温度范围在50～150℃，将初级净化沼气的压力调至1.0～1.5Mpa之间；

然后间歇性通入二级吸附罐(70)中，利用二级吸附罐(70)中的提纯吸附剂重点对压缩沼气中的CO2进行吸附，得到净化沼气；

3

其中，控制初级净化沼气的流量为2～5m /h，进气间歇时间范围在1～3min，进气温度范围在150～250℃；

S7：解吸再生，当一级吸附罐(60)中的提纯吸附剂达到饱和时，停止向一级吸附罐(60)中通入压缩沼气，对一级吸附罐(60)和二级吸附罐(70)进行抽真空操作，使得提纯吸附剂上的杂质气体解吸，实现提纯吸附剂再生；

S8：将净化后的沼气集中存储。

3.根据权利要求2所述的一种固液分离结合变压吸附高效制沼提纯的装置进行制沼提纯的方法，其特征在于：所述脱硫剂按重量份计，由有机胺脱硫剂15～30份、亚砜8～15份、聚乙二醇1～8份、碳酸丙烯酯5～16份、去离子水20～35份配比而成；

脱硫剂的制备方法为：将机胺脱硫剂与亚砜、聚乙二醇、混合并进行反应，控制反应pH值范围在6～8，生成胶体沉淀物，将胶体沉淀物用富氧气体进行氧化，然后进行过滤分离；

将过滤后的沉淀物水洗2～5次；然后与碳酸丙烯酯和去离子水均匀混合后的物料在成型机上挤压成型，自然干燥即得脱硫剂；

所述干燥剂为复合干燥剂，复合干燥剂按重量份计，由16～33份硫酸镁、12～21份碳酸钠、10～20份氯化钙、8～23份碳酸钙、7～19份氢化钙、10～25份去离子水复合而成；

过滤塔中滤膜为聚酰胺纤维膜、聚酰亚胺中空纤维膜、聚偏氟乙烯中空纤维膜中的一种。

说明书

一种固液分离结合变压吸附高效制沼提纯的装置及方法

技术领域

[0001] 本发明涉及沼气生产提纯技术领域，具体为一种固液分离结合变压吸附高效制沼提纯的装置及方法。

背景技术

[0002] 沼气是由微生物产生的一种可燃性混合气体，其主要成分是甲烷，含量约为50‑75％，其次是25‑45％的二氧化碳，此外还有其它气体，如硫化氢、一氧化碳、氮气、水蒸气、
氧气等。沼气的净化主要是对沼气中的硫化氢、二氧化碳、二氧化硫、卤化混合气体和硅氧
烷的去除。

[0003] 固液分离技术是指将畜禽粪污固相和液相进行分离，降低了液相中含固率和固相的含水率，减少了后续固相和液相处理的负荷和处理成本，可以大大提高制沼效率。

[0004] 变压吸附是沼气提纯至天然气的重要工序，变压吸附是指，在一定的温度下，通过加压吸附与减压或常压解吸或冲洗置换再生的循环过程，将混合物气体实现分离提纯与净
化。可见，PSA是通过改变压力来达到吸附和解吸的目的。吸附常常是在压力环境下进行的，
变压吸附提出了加压和减压相结合的方法，在一定温度下，它通常是由加压吸附、减压再生
所组成的吸附‑解吸循环操作系统。吸附剂对吸附质的吸附量随着压力的升高而增加，并随
着压力的降低而减少，同时在减压过程中，放出被吸附的气体，使吸附剂再生，从而实现多
组分混合气体分离或净化，外界不需要供给热量便可进行吸附剂的再生，且压力变化在吸
附‑再生循环操作中可以通过多塔的均压方法得到部分补偿，降低了压力降损失。

[0005] 目前大部分养殖场采用混合发酵的方式制备沼气，但这种方式制备沼气的效果不佳；采用固液分离装置制备沼气的现有工艺也存在分离效率不高的弊病。发酵后的沼气由
于含有较多杂质，利用率也相对较低；利用变压吸附原理提纯沼气的工艺结构都较为复杂，
这就使得相应设备体积庞大，能耗较高。

发明内容

[0006] 本发明的目的在于提供一种固液分离结合变压吸附高效制沼提纯的装置及方法，针对上述问题，本发明提供了一种结构合理、产沼效率高、提纯效果好的分离制沼净化一体
化装置及方法。

[0007] 为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

[0008] 一种固液分离结合变压吸附高效制沼提纯的装置及方法，包括固液分离组件、用于将所述固液分离组件分离出的液体组份和固体组份进行发酵生产沼气的产气组件、用于
将所述产气组件生产的沼气集中存储的集气组件、用于将所述集气组件中存储的沼气进行
脱硫干燥处理的脱硫干燥塔、用于将所述脱硫干燥塔处理后的沼气进行过滤处理的过滤
塔、用于对沼气进行吸附净化处理的一级吸附罐和二级吸附罐、以及用于对所述一级吸附
罐和所述二级吸附罐内的提纯吸附剂进行再生处理的辅助真空罐；

[0009] 所述固液分离组件包括组件机架，离心分离罐，集液罐机构，排渣机构，进料分配机构；

[0010] 所述组件机架包括支撑底座，所述支撑底座顶部边缘处固定设有多根向上延伸的支撑柱，多根所述支撑柱顶部共同固定连接设有顶部支撑环；

[0011] 所述离心分离罐为底端开口的圆台形壳体结构，所述离心分离罐侧面具有多个与其内部相连通的离心分离孔，所述离心分离罐顶部固定设有旋转支撑环，所述旋转支撑环
转动配合在所述顶部支撑环内侧，所述离心分离罐顶部具有进料壳体连接孔；

[0012] 所述顶部支撑环上端固定连接设有用于驱动所述离心分离罐旋转的第一电机，所述第一电机通过传动部件驱动所述旋转支撑环进行旋转；

[0013] 所述离心分离罐外侧靠近下端的位置固定设有第二支撑环，多根所述支撑柱内侧固定连接设有第二支撑配合环，所述第二支撑环与所述第二支撑配合环转动配合连接；

[0014] 所述集液罐机构包括包围在所述离心分离罐侧面的集液罐壳体，所述集液罐壳体通过所述离心分离孔与所述离心分离罐内部相连通，所述集液罐壳体外侧靠近下端的位置
固定设有环形的集液引流管，所述集液引流管与所述集液罐壳体内部相连通，所述集液罐
壳体通过固定环与多个所述支撑柱固定连接；

[0015] 所述排渣机构包括转动连接在所述离心分离罐内部的排渣壳体，所述排渣壳体为圆台形壳体结构，所述排渣壳体外侧面固定设有螺旋延伸的排渣板，所述排渣壳体内部固
定设有排渣壳体支撑环；

[0016] 所述离心分离罐内部固定设有水平布置的第排渣壳体撑板，所述排渣壳体支撑板下端固定设有向下延伸的排渣壳体支撑柱，所述排渣壳体支撑柱上靠近下端的位置固定设
有排渣壳体支撑配合环，所述排渣壳体顶部具有排渣壳体通孔，所述排渣壳体支撑柱穿入
所述排渣壳体通孔内，所述排渣壳体支撑环转动配合连接在所述排渣壳体支撑配合环上；

[0017] 所述排渣壳体支撑柱下端固定设有用于驱动所述排渣壳体转动的第二电机，所述第二电机通过传动部件驱动所述排渣壳体支撑环转动；

[0018] 所述离心分离罐下端设有集渣壳体，所述集渣壳体为上宽下窄的环形中空壳体，所述集渣壳体上端和下端均开口，所述集渣壳体上端与所述离心分离罐下端尺寸一致；

[0019] 所述进料分配机构下端与所述离心分离罐内侧壁和所述排渣壳体外侧壁之间的空隙相连通。

[0020] 优选地，所述提纯吸附剂按重量份计，由15～26份氧化铝、5～18份碳分子筛、8～17份硫酸钠、10～23份沸石、18～30份去离子水配比构成；

[0021] 所述提纯吸附剂的制备方法为：

[0022] 1)将去离子水加入水热釜中，然后将氧化铝和碳分子筛加入水热釜中，并搅拌均匀；

[0023] 2)将硫酸钠配置成质量浓度为30％～45％的盐溶液，并加入到水热釜中；

[0024] 3)最后将沸石加入到水热釜中进行反应，控制水热釜温度在90～130℃，反应时间在20～50min，反应完成后将反应物料冷却处理，即得提纯吸附剂。

[0025] 说明：此配比下的提纯吸附剂能够对沼气中的二氧化碳气体具有较强的吸附性能，吸附过程不产生副产物，提高了对二氧化碳的吸附效率。

[0026] 优选地，所述离心分离罐的锥度范围为0.08～0.16。

[0027] 说明：限制所述离心分离罐的锥度，防止所述离心分离罐内的固液混合物在未充分分离时就被排出，保证分离效果。

[0028] 优选地，所述集渣壳体上端边缘固定设有环形的集渣挡板，所述集渣挡板包围在所述离心分离罐下端边缘外侧。

[0029] 说明：所述集渣挡板有效防止从所述离心分离罐下端排出的固体组份发生泄漏。

[0030] 优选地，所述进料分配机构包括开口朝下喇叭形中空的进料壳体，所述进料壳体固定连接在所述进料壳体连接孔中，所述进料壳体向下外翻延伸，所述进料壳体外侧靠近
下端的位置具有水平朝外的出料开槽，所述进料壳体中空的内部具有螺旋延伸的进料导向
板，所述进料壳体顶部固定设有进料接口，与所述进料接口转动配合连接设有进料连接管，
所述进料连接管与进料输送机的出料口通过管道相连通连接；

[0031] 所述进料导向板从上至下延伸的周向旋转角度大于°且不超过°。

[0032] 说明：进料分配机构能够高效地将固液混合物输送分配到所述离心分离罐内侧壁上。

[0033] 优选地，所述产气组件包括液体发酵罐和固体发酵罐，所述液体发酵罐上具有与其内部相连通的液体发酵进料口、液体发酵出料口和液体发酵排气口，所述固体发酵罐上
具有与其内部相连通的固体发酵进料口、固体发酵出料口和固体发酵排气口；

[0034] 所述集气组件包括集气罐，所述集气罐上具有与其内部相连通的集气罐进气口和集气罐排气口，所述集气罐排气口上相连通设有压力控制阀。

[0035] 说明：对液体组份和固体组份进行单独发酵产气，有利于针对各自实际情况进行调整相关发酵参数。

[0036] 优选地，所述脱硫干燥塔包括脱硫干燥壳体，所述脱硫干燥壳体为扁平状圆柱壳体，所述脱硫干燥壳体一侧端面固定设有多个与其内部相连通的脱硫干燥进气管，所述脱
硫干燥壳体另一侧端面具有容纳配合孔，所述容纳配合孔内固定设有脱硫容纳环，所述脱
硫容纳环内设有脱硫干燥组件；

[0037] 所述脱硫干燥进气管伸入到所述脱硫干燥壳体内部，所述脱硫干燥进气管位于所述脱硫干燥壳体内部的部分具有多个干燥通气小孔；

[0038] 所述脱硫干燥组件包括环形中空的脱硫剂容纳壳，所述脱硫剂容纳壳由透气的金属网制成，所述脱硫剂容纳壳内部填充有脱硫剂，所述脱硫剂容纳壳包围在所述脱硫干燥
进气管外侧，所述脱硫剂容纳壳外端固定设有密封盖，所述脱硫容纳环侧面具有多个排气
小孔；

[0039] 所述脱硫干燥壳体靠近边缘处内具有过滤环，所述过滤环为中空的网状结构，所述过滤环内填充有干燥吸附剂，所述过滤环与所述脱硫干燥壳体内侧壁之间形成排气通
道，所述脱硫干燥壳体弧形外侧壁上固定设有多个与所述排气通道相连通的排气管。

[0040] 说明：所述脱硫干燥组件能够方便从所述脱硫容纳环中取下，便于对所述脱硫剂容纳壳内部的脱硫剂进行更换。

[0041] 优选地，所述过滤塔包括过滤塔壳体，所述过滤塔壳体上固定设有与其内部相连通的过滤进气口和过滤出气口，所述过滤塔壳体内部具有过滤芯体；

[0042] 所述一级吸附罐包括柱状上下贯通的一级吸附壳体，所述一级吸附壳体下端固定设有进气壳体，所述进气壳体为开口朝上的喇叭状壳体，所述一级吸附壳体顶部固定设有
开口朝下的排气壳体，所述排气壳体顶部具有与其内部相连通的吸附排气口和真空抽气
口，所述进气壳体内固定设有进气导流壳体，所述进气导流壳体下端具有多个六边形密铺
的导流进气通孔，所述进气导流壳体顶部具有多个六边形密铺的导流出气通孔，所述导流
进气通孔与所述导流出气通孔的数量相同，所述导流进气通孔与所述导流出气通孔一对一
光滑过渡相连通；

[0043] 所述一级吸附壳体内壁靠近下端固定设有限位环，所述限位环顶部堆叠设有多个吸附支撑环，所述吸附支撑环内侧固定设有吸附剂容纳网，所述吸附剂容纳网由透气的金
属网制成，所述吸附剂容纳网内部填充有提纯吸附剂。

[0044] 说明：进气导流壳体起到导流作用，将沼气由下至上导均匀向所述吸附剂容纳网，使得所述吸附剂容纳网内填充的提纯吸附剂对沼气的吸附提纯效果更加均匀一致，保证最
后的沼气处理质量。

[0045] 优选地，所述二级吸附罐包括开口朝上的二级吸附罐外壳，所述二级吸附罐外壳内具有多圈隔气导流环，相邻所述隔气导流环之间靠近下端相连通或者靠近上端相连通，
不同位置的相连通方式间隔布置；

[0046] 相邻所述隔气导流环之间顶部设有环形密封板，相邻所述隔气导流环之间设有中空的吸附容纳环，所述吸附容纳环内填充有提纯吸附剂，所述吸附容纳环顶部与所述环形
密封板有一定间距，所述吸附容纳环底部与所述二级吸附罐外壳内底部有一定间距，所述
吸附容纳环上下端面均具有多个与其内部相连通的吸附通气小孔，每个所述吸附容纳环顶
部与与其上方相对应的所述环形密封板固定相连接；

[0047] 所述二级吸附罐外壳外侧靠近下端的位置固定设有环形进气壳，所述环形进气壳与最外侧的所述吸附容纳环下方的空间相连通，最内侧的所述吸附容纳环内侧壁固定设有
排气环壳，所述排气环壳与最内侧的所述吸附容纳环下方的空间相连通；

[0048] 所述辅助真空罐上固定设有与其内部相连通的真空罐进气口和真空罐排气口，与所述真空罐排气口与真空抽气机的进气口相连通连接；所述真空罐进气口上连接设有真空
控制阀。

[0049] 说明：该结构设计利用往复折返的通气路径，使得对沼气的净化效果更好，所述吸附容纳环能够方便地从下往上取出，方便后期维护更换。

[0050] 优选地，利用上述的一种固液分离结合变压吸附高效制沼提纯的装置进行制沼提纯的的方法，包括以下步骤：

[0051] S1：首先利用固液分离组件对固液混合状的禽畜粪污进行固液分离，分离出的液体从所述集液引流管中排出，分离出的固体从所述集渣壳体中排出；

[0052] S2：将S1步骤分离出的固体利用所述产气组件的固体发酵罐进行发酵产气，分离出的液体利用所述产气组件的液体发酵罐进行发酵产气；

[0053] S3：将所述液体发酵罐和所述固体发酵罐发酵生产的原始气体通入所述集气罐内进行暂存；

[0054] S4：将集气罐内暂存的沼气通入所述脱硫干燥塔中，利用所述脱硫干燥塔中的脱硫剂和干燥剂脱出沼气中的硫化物和水分，使脱硫沼气的含水量范围在 2～9mg/kg，得到
干燥沼气；

[0055] S5：将S4步骤处理后所得干燥沼气通入过滤塔中，去除干燥沼气中的不溶性杂质；将过滤塔出气压力调至0.5～1.0Mpa之间，得到压缩沼气；

[0056] S6：变压吸附；将S5步骤处理后所得压缩沼气间歇性通入一级吸附罐中，利用一级吸附罐中的提纯吸附剂对压缩沼气中的杂质气体进行吸附，得到初级净化沼气；

[0057] 其中，控制压缩沼气的流量范围在1～3m3/h，进气间歇时间范围在3～ 5min，进气温度范围在50～150℃，将初级净化沼气的压力调至1.0～1.5Mpa之间；

[0058] 然后间歇性通入二级吸附罐中，利用二级吸附罐中的提纯吸附剂重点对压缩沼气中的CO2进行吸附，得到净化沼气；

[0059] 其中，控制初级净化沼气的流量为2～5m3/h，进气间歇时间范围在1～3min，进气温度范围在150～250℃；

[0060] S7：解吸再生，当一级吸附罐中的提纯吸附剂达到饱和时，停止向一级吸附罐中通入压缩沼气，对一级吸附罐和二级吸附罐进行抽真空操作，使得提纯吸附剂上的杂质气体
解吸，实现提纯吸附剂再生；

[0061] S8：将净化后的沼气集中存储。

[0062] 优选地，所述脱硫剂按重量份计，由有机胺脱硫剂15～30份、亚砜8～15 份、聚乙二醇1～8份、碳酸丙烯酯5～16份、去离子水20～35份配比而成；

[0063] 说明：此配比下的脱硫剂具有较长的使用周期，从而降低了脱硫剂的更换频率，提高了工作效率和经济效益。

[0064] 脱硫剂的制备方法为：将机胺脱硫剂与亚砜、聚乙二醇、混合并进行反应，控制反应pH值范围在6～8，生成胶体沉淀物，将胶体沉淀物用富氧气体进行氧化，然后进行过滤分
离；将过滤后的沉淀物水洗2～5次；然后与碳酸丙烯酯和去离子水均匀混合后的物料在成
型机上挤压成型，自然干燥即得脱硫剂；

[0065] 说明：通过脱硫剂将沼气中的硫化物脱除，避免对环境造成污染，同时也提高了沼气的质量。

[0066] 所述干燥剂为复合干燥剂，复合干燥剂按重量份计，由16～33份硫酸镁、 12～21份碳酸钠、10～20份氯化钙、8～23份碳酸钙、7～19份氢化钙、10～ 25份去离子水复合而
成；

[0067] 说明：此配比下的干燥剂能够高效对沼气中的各种杂质气体进行干燥，具有较高的干燥效率。

[0068] 过滤塔中滤膜为聚酰胺纤维膜、聚酰亚胺中空纤维膜、聚偏氟乙烯中空纤维膜中的一种。

[0069] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：

[0070] (1)本发明结构设计合理，操作方便，本流程将畜禽粪污的固液分离、沼液发酵产气以及沼气提纯三个技术一体化，实现了高效产沼；

[0071] (2)本工艺重新优化了固液分离技术，实现了固相物料和液相物料的高效分离，大幅提高了制沼效率；

[0072] (3)本工艺重新优化了沼气提纯技术，在保证净化效率的前提下进一步优化了装置结构；

[0073] (4)通过本发明的工艺对沼气进行提纯净化，整个工艺流程无有毒有害气体排放，满足沼气净化标准的前提下，避免了对环境的污染，促进了社会绿色和谐发展。

附图说明

[0074] 图1是本发明中固液分离组件的主视图；

[0075] 图2是本发明中液体发酵罐的结构示意图；

[0076] 图3是本发明中固体发酵罐的结构示意图；

[0077] 图4是本发明中集气组件的结构示意图；

[0078] 图5是本发明中脱硫干燥塔的主视图；

[0079] 图6是本发明中脱硫干燥塔的左视图；

[0080] 图7是图5中的局部视图A；

[0081] 图8是本发明中过滤塔的结构示意图；

[0082] 图9是本发明中一级吸附罐的结构示意图；

[0083] 图10是图9中进气导流壳体的仰视图；

[0084] 图11是图9中进气导流壳体的俯视图；

[0085] 图12是本发明中二级吸附罐的主视图；

[0086] 图13是本发明中二级吸附罐的俯视图；

[0087] 图14是图12中的局部视图B；

[0088] 图15是本发明中辅助真空罐的结构示意图。

[0089] 图中，10‑固液分离组件、11‑组件机架、111‑支撑底座、112‑支撑柱、 113‑顶部支撑环、114‑第二支撑配合环、115‑第一电机、12‑离心分离罐、121‑ 旋转支撑环、122‑进料壳
体连接孔、123‑第二支撑环、13‑集液罐机构、131‑集液罐壳体、132‑集液引流管、14‑排渣机
构、141‑排渣壳体、142‑排渣板、143‑ 排渣壳体支撑环、144‑排渣壳体支撑柱、145‑排渣壳
体支撑配合环、146‑排渣壳体通孔、147‑第二电机、148‑集渣壳体、1481‑集渣挡板、15‑进料
分配机构、 151‑进料壳体、152‑出料开槽、153‑进料接口、154‑进料连接管、155‑进料导向
板、20‑产气组件、21‑液体发酵罐、211‑液体发酵进料口、212‑液体发酵出料口、213‑液体发
酵排气口、22‑固体发酵罐、221‑固体发酵进料口、222‑固体发酵出料口、223‑固体发酵排气
口、30‑集气组件、31‑集气罐、311‑集气罐进气口、312‑集气罐排气口、32‑压力控制阀、40‑
脱硫干燥塔、41‑脱硫干燥壳体、 411‑容纳配合孔、42‑脱硫干燥进气管、421‑干燥通气小
孔、43‑脱硫容纳环、 431‑排气小孔、44‑脱硫干燥组件、441‑脱硫剂容纳壳、442‑密封盖、
45‑过滤环、451‑排气通道、452‑排气管、50‑过滤塔、51‑过滤塔壳体、511‑过滤进气口、512‑
过滤出气口、60‑一级吸附罐、61‑一级吸附壳体、611‑限位环、62‑进气壳体、63‑进气导流壳
体、631‑导流进气通孔、632‑导流出气通孔、64‑吸附支撑环、641‑吸附剂容纳网、65‑排气壳
体、651‑吸附排气口、652‑真空抽气口、 70‑二级吸附罐、71‑二级吸附罐外壳、72‑隔气导流
环、73‑吸附容纳环、731‑ 吸附通气小孔、74‑环形密封板、75‑环形进气壳、76‑排气环壳、
80‑辅助真空罐、81‑真空罐进气口、811‑真空控制阀、82‑真空罐排气口。

具体实施方式

[0090] 下面结合图1‑图15对本发明进行详细说明，为叙述方便，现对下文所说的方位规定如下：下文所说的上下左右前后方向与图1本身投影关系的上下左右前后方向一致。

[0091] 实施例1：

[0092] 一种固液分离结合变压吸附高效制沼提纯的装置及方法，如图1～15所示，包括固液分离组件10、用于将所述固液分离组件10分离出的液体组份和固体组份进行发酵生产沼
气的产气组件20、用于将所述产气组件20生产的沼气集中存储的集气组件30、用于将所述
集气组件30中存储的沼气进行脱硫干燥处理的脱硫干燥塔40、用于将所述脱硫干燥塔40处
理后的沼气进行过滤处理的过滤塔50、用于对沼气进行吸附净化处理的一级吸附罐60和二
级吸附罐70、以及用于对所述一级吸附罐60和所述二级吸附罐70内的提纯吸附剂进行再生
处理的辅助真空罐80；

[0093] 如图1所示，所述固液分离组件10包括组件机架11，离心分离罐12，集液罐机构13，排渣机构14，进料分配机构15；

[0094] 如图1所示，所述组件机架11包括支撑底座111，所述支撑底座111顶部边缘处固定设有多根向上延伸的支撑柱112，多根所述支撑柱112顶部共同固定连接设有顶部支撑环
113；

[0095] 如图1所示，所述离心分离罐12为底端开口的圆台形壳体结构，所述离心分离罐12侧面具有多个与其内部相连通的离心分离孔120，所述离心分离罐12 顶部固定设有旋转支
撑环121，所述旋转支撑环121转动配合在所述顶部支撑环113内侧，所述离心分离罐12顶部
具有进料壳体连接孔122，所述离心分离罐12的锥度范围为0.08～0.16；

[0096] 如图1所示，所述顶部支撑环113上端固定连接设有用于驱动所述离心分离罐12旋转的第一电机115，所述第一电机115通过传动部件驱动所述旋转支撑环121进行旋转；

[0097] 如图1所示，所述离心分离罐12外侧靠近下端的位置固定设有第二支撑环 123，多根所述支撑柱112内侧固定连接设有第二支撑配合环114，所述第二支撑环123与所述第二
支撑配合环114转动配合连接；

[0098] 如图1所示，所述集液罐机构13包括包围在所述离心分离罐12侧面的集液罐壳体131，所述集液罐壳体131通过所述离心分离孔120与所述离心分离罐12内部相连通，所述集
液罐壳体131外侧靠近下端的位置固定设有环形的集液引流管132，所述集液引流管132与
所述集液罐壳体131内部相连通，所述集液罐壳体131通过固定环与多个所述支撑柱112固
定连接；

[0099] 所述排渣机构14包括转动连接在所述离心分离罐12内部的排渣壳体141，所述排渣壳体141为圆台形壳体结构，所述排渣壳体141外侧面固定设有螺旋延伸的排渣板142，所
述排渣壳体141内部固定设有排渣壳体支撑环143；

[0100] 如图1所示，所述离心分离罐12内部固定设有水平布置的第排渣壳体撑板 140，所述排渣壳体支撑板140下端固定设有向下延伸的排渣壳体支撑柱144，所述排渣壳体支撑柱
144上靠近下端的位置固定设有排渣壳体支撑配合环145，所述排渣壳体141顶部具有排渣
壳体通孔146，所述排渣壳体支撑柱144穿入所述排渣壳体通孔146内，所述排渣壳体支撑环
143转动配合连接在所述排渣壳体支撑配合环145上；

[0101] 所述排渣壳体支撑柱144下端固定设有用于驱动所述排渣壳体141转动的第二电机147，所述第二电机147通过传动部件驱动所述排渣壳体支撑环143 转动；

[0102] 所述离心分离罐12下端设有集渣壳体148，所述集渣壳体148为上宽下窄的环形中空壳体，所述集渣壳体148上端和下端均开口，所述集渣壳体148上端与所述离心分离罐12
下端尺寸一致；

[0103] 所述集渣壳体148上端边缘固定设有环形的集渣挡板1481，所述集渣挡板 1481包围在所述离心分离罐12下端边缘外侧。

[0104] 所述进料分配机构15下端与所述离心分离罐12内侧壁和所述排渣壳体 141外侧壁之间的空隙相连通；

[0105] 如图1所示，所述进料分配机构15包括开口朝下喇叭形中空的进料壳体 151，所述进料壳体151固定连接在所述进料壳体连接孔122中，所述进料壳体 151向下外翻延伸，所
述进料壳体151外侧靠近下端的位置具有水平朝外的出料开槽152，所述进料壳体151中空
的内部具有螺旋延伸的进料导向板155，所述进料壳体151顶部固定设有进料接口153，与所
述进料接口153转动配合连接设有进料连接管154，所述进料连接管154与进料输送机的出
料口通过管道相连通连接；

[0106] 所述进料导向板155从上至下延伸的周向旋转角度大于90°且不超过 180°。

[0107] 如图2、图3所示，所述产气组件20包括液体发酵罐21和固体发酵罐22，如图2所示，所述液体发酵罐21上具有与其内部相连通的液体发酵进料口211、液体发酵出料口212和液
体发酵排气口213，如图3所示，所述固体发酵罐22 上具有与其内部相连通的固体发酵进料
口221、固体发酵出料口222和固体发酵排气口223；

[0108] 如图4所示，所述集气组件30包括集气罐31，所述集气罐31上具有与其内部相连通的集气罐进气口311和集气罐排气口312，所述集气罐排气口312 上相连通设有压力控制阀
32。

[0109] 如图5所示，所述脱硫干燥塔40包括脱硫干燥壳体41，所述脱硫干燥壳体 41为扁平状圆柱壳体，所述脱硫干燥壳体41一侧端面固定设有多个与其内部相连通的脱硫干燥进
气管42，所述脱硫干燥壳体41另一侧端面具有容纳配合孔411，所述容纳配合孔411内固定
设有脱硫容纳环43，所述脱硫容纳环43内设有脱硫干燥组件44；

[0110] 如图5所示，所述脱硫干燥进气管42伸入到所述脱硫干燥壳体41内部，如图7所示，所述脱硫干燥进气管42位于所述脱硫干燥壳体41内部的部分具有多个干燥通气小孔421；

[0111] 所述脱硫干燥组件44包括环形中空的脱硫剂容纳壳441，所述脱硫剂容纳壳441由透气的金属网制成，所述脱硫剂容纳壳441内部填充有脱硫剂，所述脱硫剂容纳壳441包围
在所述脱硫干燥进气管42外侧，所述脱硫剂容纳壳441 外端固定设有密封盖442，如图7所
示，所述脱硫容纳环43侧面具有多个排气小孔431；

[0112] 如图6所示，所述脱硫干燥壳体41靠近边缘处内具有过滤环45，所述过滤环45为中空的网状结构，所述过滤环45内填充有干燥吸附剂，如图5所示，所述过滤环45与所述脱硫
干燥壳体41内侧壁之间形成排气通道451，所述脱硫干燥壳体41弧形外侧壁上固定设有多
个与所述排气通道451相连通的排气管 452。

[0113] 如图8所示，所述过滤塔50包括过滤塔壳体51，所述过滤塔壳体51上固定设有与其内部相连通的过滤进气口511和过滤出气口512，所述过滤塔壳体 51内部具有过滤芯体；

[0114] 如图9所示，所述一级吸附罐60包括柱状上下贯通的一级吸附壳体61，所述一级吸附壳体61下端固定设有进气壳体62，所述进气壳体62为开口朝上的喇叭状壳体，所述一级
吸附壳体61顶部固定设有开口朝下的排气壳体65，所述排气壳体65顶部具有与其内部相连
通的吸附排气口651和真空抽气口652，所述进气壳体62内固定设有进气导流壳体63，如图
10所示，所述进气导流壳体63下端具有多个六边形密铺的导流进气通孔631，如图11所示，
所述进气导流壳体63顶部具有多个六边形密铺的导流出气通孔632，所述导流进气通孔 
631与所述导流出气通孔632的数量相同，所述导流进气通孔631与所述导流出气通孔632一
对一光滑过渡相连通；

[0115] 如图9所示，所述一级吸附壳体61内壁靠近下端固定设有限位环611，所述限位环611顶部堆叠设有多个吸附支撑环64，所述吸附支撑环64内侧固定设有吸附剂容纳网641，
所述吸附剂容纳网641由透气的金属网制成，所述吸附剂容纳网641内部填充有提纯吸附
剂。

[0116] 如图12所示，所述二级吸附罐70包括开口朝上的二级吸附罐外壳71，所述二级吸附罐外壳71内具有多圈隔气导流环72，相邻所述隔气导流环72之间靠近下端相连通或者靠
近上端相连通，不同位置的相连通方式间隔布置；

[0117] 相邻所述隔气导流环72之间顶部设有环形密封板74，相邻所述隔气导流环72之间设有中空的吸附容纳环73，所述吸附容纳环73内填充有提纯吸附剂，所述吸附容纳环73顶
部与所述环形密封板74有一定间距，所述吸附容纳环73 底部与所述二级吸附罐外壳71内
底部有一定间距，如图14所示，所述吸附容纳环73上下端面均具有多个与其内部相连通的
吸附通气小孔731，每个所述吸附容纳环73顶部与与其上方相对应的所述环形密封板74固
定相连接；

[0118] 如图13所示，所述二级吸附罐外壳71外侧靠近下端的位置固定设有环形进气壳75，所述环形进气壳75与最外侧的所述吸附容纳环73下方的空间相连通，最内侧的所述吸
附容纳环73内侧壁固定设有排气环壳76，所述排气环壳 76与最内侧的所述吸附容纳环73
下方的空间相连通；

[0119] 如图15所示，所述辅助真空罐80上固定设有与其内部相连通的真空罐进气口81和真空罐排气口82，与所述真空罐排气口82与真空抽气机的进气口相连通连接；所述真空罐
进气口81上连接设有真空控制阀811。

[0120] 实施例2：

[0121] 与实施例1不同之处在于，所述离心分离罐12的锥度为0.12，所述进料导向板155从上至下延伸的周向旋转角度为130°。

[0122] 实施例3：

[0123] 与实施例1不同之处在于，所述离心分离罐12的锥度范围为0.16，所述进料导向板155从上至下延伸的周向旋转角度为180°。

[0124] 实施例4：

[0125] 利用实施例1的一种固液分离结合变压吸附高效制沼提纯的装置进行制沼提纯的的方法，包括以下步骤：

[0126] S1：首先利用固液分离组件10对固液混合状的禽畜粪污进行固液分离，分离出的液体从所述集液引流管132中排出，分离出的固体从所述集渣壳体148 中排出；

[0127] S2：将S1步骤分离出的固体利用所述产气组件20的固体发酵罐22进行发酵产气，分离出的液体利用所述产气组件20的液体发酵罐21进行发酵产气；

[0128] S3：将所述液体发酵罐21和所述固体发酵罐22发酵生产的原始气体通入所述集气罐31内进行暂存；

[0129] S4：将集气罐31内暂存的沼气通入所述脱硫干燥塔40中，利用所述脱硫干燥塔40中的脱硫剂和干燥剂脱出沼气中的硫化物和水分，使脱硫沼气的含水量为2mg/kg，得到干
燥沼气；

[0130] S5：将S4步骤处理后所得干燥沼气通入过滤塔50中，去除干燥沼气中的不溶性杂质；将过滤塔出气压力调至0.5Mpa，得到压缩沼气；

[0131] S6：变压吸附；将S5步骤处理后所得压缩沼气间歇性通入一级吸附罐60 中，利用一级吸附罐60中的提纯吸附剂对压缩沼气中的杂质气体进行吸附，得到初级净化沼气；

[0132] 其中，控制压缩沼气的流量为1m3/h，进气间歇时间为3min，进气温度为 50～150℃，将初级净化沼气的压力调至1.0Mpa；

[0133] 然后间歇性通入二级吸附罐70中，利用二级吸附罐70中的提纯吸附剂重点对压缩沼气中的CO2进行吸附，得到净化沼气；

[0134] 其中，控制初级净化沼气的为2m3/h，进气间歇时间为1min，进气温度为 150℃；

[0135] S7：解吸再生，当一级吸附罐60中的提纯吸附剂达到饱和时，停止向一级吸附罐60中通入压缩沼气，对一级吸附罐60和二级吸附罐70进行抽真空操作，使得提纯吸附剂上的
杂质气体解吸，实现提纯吸附剂再生；

[0136] S8：将净化后的沼气集中存储。

[0137] 所述脱硫剂按重量份计，由有机胺脱硫剂15份、亚砜8份、聚乙二醇1份、碳酸丙烯酯5份、去离子水20份配比而成；

[0138] 脱硫剂的制备方法为：将机胺脱硫剂与亚砜、聚乙二醇、混合并进行反应，控制反应pH值为6，生成胶体沉淀物，将胶体沉淀物用富氧气体进行氧化，然后进行过滤分离；将过
滤后的沉淀物水洗2次；然后与碳酸丙烯酯和去离子水均匀混合后的物料在成型机上挤压
成型，自然干燥即得脱硫剂；

[0139] 所述干燥剂为复合干燥剂，复合干燥剂按重量份计，由16份硫酸镁、12份碳酸钠、10份氯化钙、8份碳酸钙、7份氢化钙、10份去离子水复合而成；

[0140] 过滤塔中滤膜为聚酰胺纤维膜。

[0141] 所述提纯吸附剂按重量份计，由15份氧化铝、5份碳分子筛、8份硫酸钠、 10份沸石、18份去离子水配比构成；

[0142] 所述提纯吸附剂的制备方法为：

[0143] 1)将去离子水加入水热釜中，然后将氧化铝和碳分子筛加入水热釜中，并搅拌均匀；

[0144] 2)将硫酸钠配置成质量浓度为30％的盐溶液，并加入到水热釜中；

[0145] 3)最后将沸石加入到水热釜中进行反应，控制水热釜温度为90℃，反应时间为20min，反应完成后将反应物料冷却处理，即得提纯吸附剂。

[0146] 实施例5：

[0147] 利用实施例1的一种固液分离结合变压吸附高效制沼提纯的装置进行制沼提纯的的方法，包括以下步骤：

[0148] S1：首先利用固液分离组件10对固液混合状的禽畜粪污进行固液分离，分离出的液体从所述集液引流管132中排出，分离出的固体从所述集渣壳体148 中排出；

[0149] S2：将S1步骤分离出的固体利用所述产气组件20的固体发酵罐22进行发酵产气，分离出的液体利用所述产气组件20的液体发酵罐21进行发酵产气；

[0150] S3：将所述液体发酵罐21和所述固体发酵罐22发酵生产的原始气体通入所述集气罐31内进行暂存；

[0151] S4：将集气罐31内暂存的沼气通入所述脱硫干燥塔40中，利用所述脱硫干燥塔40中的脱硫剂和干燥剂脱出沼气中的硫化物和水分，使脱硫沼气的含水量为5mg/kg，得到干
燥沼气；

[0152] S5：将S4步骤处理后所得干燥沼气通入过滤塔50中，去除干燥沼气中的不溶性杂质；将过滤塔出气压力调至0.75Mpa，得到压缩沼气；

[0153] S6：变压吸附；将S5步骤处理后所得压缩沼气间歇性通入一级吸附罐60 中，利用一级吸附罐60中的提纯吸附剂对压缩沼气中的杂质气体进行吸附，得到初级净化沼气；

[0154] 其中，控制压缩沼气的流量为2m3/h，进气间歇时间为4min，进气温度为 100℃，将初级净化沼气的压力调至1.25Mpa；

[0155] 然后间歇性通入二级吸附罐70中，利用二级吸附罐70中的提纯吸附剂重点对压缩沼气中的CO2进行吸附，得到净化沼气；

[0156] 其中，控制初级净化沼气的为3m3/h，进气间歇时间为2min，进气温度为 200℃；

[0157] S7：解吸再生，当一级吸附罐60中的提纯吸附剂达到饱和时，停止向一级吸附罐60中通入压缩沼气，对一级吸附罐60和二级吸附罐70进行抽真空操作，使得提纯吸附剂上的
杂质气体解吸，实现提纯吸附剂再生；

[0158] S8：将净化后的沼气集中存储。

[0159] 所述脱硫剂按重量份计，由有机胺脱硫剂22份、亚砜11份、聚乙二醇5份、碳酸丙烯酯10份、去离子水28份配比而成；

[0160] 脱硫剂的制备方法为：将机胺脱硫剂与亚砜、聚乙二醇、混合并进行反应，控制反应pH值为7，生成胶体沉淀物，将胶体沉淀物用富氧气体进行氧化，然后进行过滤分离；将过
滤后的沉淀物水洗3次；然后与碳酸丙烯酯和去离子水均匀混合后的物料在成型机上挤压
成型，自然干燥即得脱硫剂；

[0161] 所述干燥剂为复合干燥剂，复合干燥剂按重量份计，由25份硫酸镁、17份碳酸钠、15份氯化钙、15份碳酸钙、13份氢化钙、18份去离子水复合而成；

[0162] 过滤塔中滤膜为聚酰亚胺中空纤维膜。

[0163] 所述提纯吸附剂按重量份计，由20份氧化铝、11份碳分子筛、12份硫酸钠、 16份沸石、24份去离子水配比构成；

[0164] 所述提纯吸附剂的制备方法为：

[0165] 1)将去离子水加入水热釜中，然后将氧化铝和碳分子筛加入水热釜中，并搅拌均匀；

[0166] 2)将硫酸钠配置成质量浓度为40％的盐溶液，并加入到水热釜中；

[0167] 3)最后将沸石加入到水热釜中进行反应，控制水热釜温度为110℃，反应时间范围在35min，反应完成后将反应物料冷却处理，即得提纯吸附剂。

[0168] 实施例6：

[0169] 利用实施例1的一种固液分离结合变压吸附高效制沼提纯的装置进行制沼提纯的的方法，包括以下步骤：

[0170] S1：首先利用固液分离组件10对固液混合状的禽畜粪污进行固液分离，分离出的液体从所述集液引流管132中排出，分离出的固体从所述集渣壳体148 中排出；

[0171] S2：将S1步骤分离出的固体利用所述产气组件20的固体发酵罐22进行发酵产气，分离出的液体利用所述产气组件20的液体发酵罐21进行发酵产气；

[0172] S3：将所述液体发酵罐21和所述固体发酵罐22发酵生产的原始气体通入所述集气罐31内进行暂存；

[0173] S4：将集气罐31内暂存的沼气通入所述脱硫干燥塔40中，利用所述脱硫干燥塔40中的脱硫剂和干燥剂脱出沼气中的硫化物和水分，使脱硫沼气的含水量为9mg/kg，得到干
燥沼气；

[0174] S5：将S4步骤处理后所得干燥沼气通入过滤塔50中，去除干燥沼气中的不溶性杂质；将过滤塔出气压力调至1.0Mpa，得到压缩沼气；

[0175] S6：变压吸附；将S5步骤处理后所得压缩沼气间歇性通入一级吸附罐60 中，利用一级吸附罐60中的提纯吸附剂对压缩沼气中的杂质气体进行吸附，得到初级净化沼气；

[0176] 其中，控制压缩沼气的流量为3m3/h，进气间歇时间为5min，进气温度为 150℃，将初级净化沼气的压力调至1.5Mpa；

[0177] 然后间歇性通入二级吸附罐70中，利用二级吸附罐70中的提纯吸附剂重点对压缩沼气中的CO2进行吸附，得到净化沼气；

[0178] 其中，控制初级净化沼气的流量为5m3/h，进气间歇时间为3min，进气温度为250℃；

[0179] S7：解吸再生，当一级吸附罐60中的提纯吸附剂达到饱和时，停止向一级吸附罐60中通入压缩沼气，对一级吸附罐60和二级吸附罐70进行抽真空操作，使得提纯吸附剂上的
杂质气体解吸，实现提纯吸附剂再生；

[0180] S8：将净化后的沼气集中存储。

[0181] 所述脱硫剂按重量份计，由有机胺脱硫剂30份、亚砜15份、聚乙二醇8份、碳酸丙烯酯16份、去离子水35份配比而成；

[0182] 脱硫剂的制备方法为：将机胺脱硫剂与亚砜、聚乙二醇、混合并进行反应，控制反应pH值为8，生成胶体沉淀物，将胶体沉淀物用富氧气体进行氧化，然后进行过滤分离；将过
滤后的沉淀物水洗5次；然后与碳酸丙烯酯和去离子水均匀混合后的物料在成型机上挤压
成型，自然干燥即得脱硫剂；

[0183] 所述干燥剂为复合干燥剂，复合干燥剂按重量份计，由33份硫酸镁、21份碳酸钠、20份氯化钙、23份碳酸钙、19份氢化钙、25份去离子水复合而成；

[0184] 过滤塔中滤膜为聚偏氟乙烯中空纤维膜。

[0185] 所述提纯吸附剂按重量份计，由26份氧化铝、18份碳分子筛、17份硫酸钠、 23份沸石、30份去离子水配比构成；

[0186] 所述提纯吸附剂的制备方法为：

[0187] 1)将去离子水加入水热釜中，然后将氧化铝和碳分子筛加入水热釜中，并搅拌均匀；

[0188] 2)将硫酸钠配置成质量浓度为45％的盐溶液，并加入到水热釜中；

[0189] 3)最后将沸石加入到水热釜中进行反应，控制水热釜温度为130℃，反应时间为50min，反应完成后将反应物料冷却处理，即得提纯吸附剂。

[0190] 本发明在实际应用过程中，固液混合物通过所述进料连接管154进入所述进料接口153内，所述进料接口153内的固液混合物通过所述进料壳体151进入所述离心分离罐12
内；

[0191] 所述第一电机115带动所述旋转支撑环121转动，所述旋转支撑环121带动所述离心分离罐12转动，固液混合物被排入到所述排渣壳体141外侧壁与所述离心分离罐12内侧
壁之间，在离心作用下，固液混合物紧密贴合在所述离心分离罐12内侧壁上，固液混合物中
的液体成分在离心作用下通过所述离心分离孔 120排入到所述集液罐壳体131内部，所述
集液罐壳体131内部分离出的液体组份通过所述集液引流管132排出并集中收集储存；

[0192] 所述第二电机147带动所述排渣壳体支撑环143转动，所述排渣壳体支撑环143带动所述排渣壳体141转动，所述排渣壳体141外侧壁上的所述排渣板 142对所述离心分离罐
12内侧壁上的固液混合物进行刮铲，固液混合物分离液体组分后的固体组份在所述排渣板
142的刮铲作用下向下排出，固体组份进入所述集渣壳体148内，然后从所述集渣壳体148下
端排出并集中收集存储；

[0193] 液体组份通入所述液体发酵罐21进行发酵产气，固体组份通入所述固体发酵罐22进行发酵产气，所述液体发酵罐21和所述固体发酵罐22发酵生产的原始沼气排入所述集气
罐31进行统一暂存；

[0194] 所述集气罐31内的原始沼气首先经过所述脱硫干燥塔40进行脱硫干燥处理，原始沼气通入所述脱硫干燥进气管42中，所述脱硫干燥进气管42中的原始沼气通过所述干燥通
气小孔421排出，原始沼气穿过所述脱硫剂容纳壳441，所述脱硫剂容纳壳441内部的脱硫剂
对原始沼气进行脱硫处理，经脱硫处理的原始沼气排入所述脱硫干燥壳体41内部，所述脱
硫干燥壳体41内部的原始沼气再穿过所述过滤环45进入所述排气通道451中，所述过滤环
45内部的干燥吸附剂对原始沼气进行干燥处理，经脱硫和干燥后的原始沼气从所述排气管 
452中排出；

[0195] 从所述排气管452中排出的原始沼气经过所述过滤塔50过滤处理，去除干燥沼气中的不溶性杂质；

[0196] 经所述过滤塔50处理后的原始沼气再经过所述一级吸附罐60处理，原始沼气从所述进气壳体62通入，经所述进气导流壳体63的导流作用，原始沼气均匀地从所述一级吸附
壳体61内部下端往上流通，原始沼气穿过所述吸附剂容纳网641，所述吸附剂容纳网641内
部填充的提纯吸附剂对原始沼气中的杂质气体进行吸附，随后从所述排气壳体65上的吸附
排气口651中排出；

[0197] 经所述一级吸附罐60处理后的原始沼气再经过所述二级吸附罐70进行处理，原始沼气通过所述环形进气壳75进入所述二级吸附罐外壳71内部，来回折返穿过所述吸附容纳
环73，所述吸附容纳环73内部填充的提纯吸附剂重点对原始沼气中的CO2进行吸附去除，最
后得到净化后的沼气从所述排气环壳76 中排出并集中存储；

[0198] 当所述一级吸附罐60中所述吸附剂容纳网641内部填充的提纯吸附剂达到吸附饱和时，停止使用所述一级吸附罐60处理沼气，事先利用真空抽气机将所述辅助真空罐80内
的空气抽离，使其内部处于真空状态，将所述真空抽气口 652与所述真空罐进气口81相连
通连接，快速打开所述真空控制阀811，使得所述一级吸附壳体61与所述辅助真空罐80内部
相连通，在压差作用下，所述一级吸附壳体61内部压力快速下降，使得所述吸附剂容纳网
641内部填充的提纯吸附剂上吸附的杂质气体解吸，实现提纯吸附剂再生；

[0199] 所述二级吸附罐70中所述吸附容纳环73内部填充的提纯吸附剂达到饱和时，停止使用所述二级吸附罐70处理沼气，向所述环形进气壳75中通入压缩空气，利用干净的压缩
空气对所述吸附容纳环73内部填充的提纯吸附剂进行解吸，实现提纯吸附剂再生。