專利名稱：脫水器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種脫水裝置。
背景技術(shù)：
在國家的大力扶植下，農(nóng)村建設(shè)了很多產(chǎn)生綠色能源的沼氣站，將農(nóng)村的秸稈、畜禽糞便轉(zhuǎn)化成沼氣供農(nóng)民使用，變廢為寶，利國利民。沼氣站在運(yùn)行期間，產(chǎn)生的沼氣中帶 有大量的水蒸氣，水蒸氣會腐蝕管道，同時(shí)會影響脫硫效果，在脫硫過程中也會產(chǎn)生水份， 因此，在脫硫前后，加設(shè)脫水器脫除沼氣中的水份是非常必要的，這樣可以保證脫硫設(shè)備的 安全及沼氣站的正常運(yùn)行。所以，脫水器是沼氣站內(nèi)的關(guān)鍵設(shè)備之一。目前沼氣站脫水器主要有以下兩種(1)在比較小的沼氣站(每天產(chǎn)沼氣小于10000立方米)，一般采用重力法脫水， 即通過脫水器進(jìn)口端管徑變小，提高氣體流速，高速氣流沿脫水器切線方向進(jìn)入脫水器，在 脫水器內(nèi)夾帶有液態(tài)水滴的氣流在脫水器內(nèi)旋轉(zhuǎn)流動(dòng)，高速旋轉(zhuǎn)的氣流在脫水器內(nèi)形成較 大離心力，使較重的水滴撞擊到脫水器內(nèi)壁上凝結(jié)成大水滴，在重力作用下沿內(nèi)壁流到脫 水器底部，達(dá)到沼氣脫水的效果。這種脫水器有一個(gè)前提條件是沼氣內(nèi)的水份進(jìn)入脫水器 之前，首先應(yīng)形成水霧，足夠大的水滴才會產(chǎn)生足夠離心力。而飽和水蒸汽凝結(jié)成水霧的前 提條件是要被冷卻使其溫度低于露點(diǎn)溫度，但大部分小型沼氣站由于設(shè)備投資的原因無冷 卻設(shè)施，不具備形成水霧的條件，因此，在這種小型沼氣站利用重力法脫水的效果不好。(2)在比較大的沼氣站(每天產(chǎn)沼氣大于10000立方)，一般采用冷分離法脫水， 即對通過脫水器內(nèi)的沼氣進(jìn)行降溫，將沼氣內(nèi)的水份蒸發(fā)熱帶走，使氣態(tài)水分子蒸氣凝結(jié) 成水滴，起到脫水的作用。這種方法脫水率高，但采用成套的冷卻設(shè)備及其冷卻介質(zhì)循環(huán)動(dòng) 力設(shè)備使沼氣站結(jié)構(gòu)復(fù)雜，一次性投資大，平時(shí)用電量也較大，維護(hù)費(fèi)用高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種脫水效率高，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，投資費(fèi)用和維護(hù)費(fèi)用低 的脫水器。本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)一種脫水器，包括脫水器殼體、冷卻器，所述脫水器殼體上設(shè)置有進(jìn)氣口、出氣口 和排水口 ；所述冷卻器包括水槽和與水槽連通的換熱盤管，所述換熱盤管位于所述脫水器 殼體內(nèi)的氣室內(nèi)。換熱盤管可以為不銹鋼管或銅管，換熱盤管管徑大時(shí)冷卻液的阻力小，水流性能 好，但相對換熱面積??；管徑小時(shí)相對換熱面積大，但冷卻液的阻力大，水流性能差。因此， 應(yīng)根據(jù)以上兩方面情況綜合來選擇換熱盤管的管徑和長度，換熱盤管管徑一般為8-12mm為宜。在所述脫水器殼體內(nèi)位于換熱盤管與脫水器殼體內(nèi)壁之間的空隙內(nèi)填充有金屬 絲，金屬絲可以為不銹鋼絲。不銹鋼絲是熱的良導(dǎo)體，它的傳熱性能好，不銹鋼絲纏繞在換熱盤管上，增大了換熱盤管的換熱面積，與沼氣的接觸面積大，以利于在沼氣中吸收更多的 熱量，能提高換熱效果，采用不銹鋼，防止因生銹而堵塞脫水器殼體。另外不銹鋼絲的擾流 作用也利于沼氣的傳質(zhì)和傳熱，和氣流中水液滴的析出和凝結(jié)，實(shí)現(xiàn)氣液分離。所述水槽位于所述脫水器殼體頂部，所述換熱盤管的出水口和進(jìn)水口位于水槽 內(nèi)，且出水口的位置高于進(jìn)水口的位置，由于水的溫度度越高相對密度越小，利用出入水口 的高度差，和水槽內(nèi)蓄的水上下部的溫度差導(dǎo)致的密度差，可以在沒有驅(qū)動(dòng)裝置的情況下 實(shí)現(xiàn)水經(jīng)過換熱盤管自循環(huán)，以減少設(shè)備費(fèi)用運(yùn)行費(fèi)用。水槽外殼位于液位以上的位置設(shè)置有進(jìn)風(fēng)口，所述水槽內(nèi)靠近槽壁處還裝有吸水網(wǎng)，吸水網(wǎng)向上延伸到進(jìn)風(fēng)口處，通過進(jìn)風(fēng)口的氣流通過吸水網(wǎng)時(shí)，可以將吸水網(wǎng)內(nèi)通過毛 細(xì)現(xiàn)象吸附的水以氣態(tài)形式帶走，利用水汽化時(shí)吸收的潛熱來實(shí)現(xiàn)水槽內(nèi)水的冷卻。所述吸水網(wǎng)由支撐板和吸水材料連接而成，在所述支撐板位于水槽液面以上的部 分設(shè)置有孔；所述吸水材料為植物纖維編織制成的網(wǎng)。支撐板可以為聚氯乙烯板，厚度為 3mm,支撐板上的孔的孔徑為5_，這些孔使得吸水網(wǎng)有吸水能力的同時(shí)有通風(fēng)能力。所述吸 水材料可以為粗制竹、木、麻纖維等植物纖維編織制成的網(wǎng)，厚度為30mm，網(wǎng)眼為5mm。水槽頂部有蒸發(fā)孔，所述蒸發(fā)孔處安裝有驅(qū)動(dòng)水槽內(nèi)空氣向外流動(dòng)的風(fēng)扇。風(fēng)扇 的目的是增大冷卻器的通風(fēng)量，帶走水槽內(nèi)的水蒸汽。通過風(fēng)扇強(qiáng)制排風(fēng)，在水槽內(nèi)產(chǎn)生負(fù) 氣壓，外面的空氣通過進(jìn)風(fēng)口進(jìn)入，強(qiáng)化吸水網(wǎng)內(nèi)水的蒸發(fā)，從而達(dá)到對冷卻液進(jìn)行冷卻的 目的。所述脫水器還包括密閉的補(bǔ)水瓶，補(bǔ)水瓶位于所述水槽上方，可以自動(dòng)補(bǔ)水。接于 補(bǔ)水瓶下部的出水連通管的出水口向下延伸到所述水槽液面位置，補(bǔ)水瓶出口設(shè)置有出水閥。所述補(bǔ)水瓶上部設(shè)置有進(jìn)水口和進(jìn)水閥。所述的補(bǔ)水瓶還包括一個(gè)喇叭口，所述進(jìn)水閥安裝在喇叭口和進(jìn)水口之間。補(bǔ)水瓶是帶有兩個(gè)閥門的密閉水瓶，只打開出水口瓶體內(nèi)能夠保持真空狀態(tài)，瓶 體最好為透明的塑料水瓶或是玻璃水瓶，以方便觀察水量的多少。當(dāng)補(bǔ)水瓶與冷卻器連接 時(shí)，關(guān)閉進(jìn)水閥打開出水閥，向冷卻器內(nèi)補(bǔ)充水，在水瓶內(nèi)有水的情況下，補(bǔ)水瓶可以使冷 卻器內(nèi)的水位保持不變。當(dāng)補(bǔ)水瓶位于脫水器殼體的下方時(shí)，打開進(jìn)水閥關(guān)閉出水閥，收集 來自于脫水器殼體底部的冷卻水。設(shè)立喇叭口的目的是在收集冷卻水時(shí)會比較方便。在初步運(yùn)用脫水器時(shí)，冷卻液最好用純凈水，純凈水易蒸發(fā)，這樣能帶走更多的熱 量。當(dāng)沼氣站運(yùn)行一段時(shí)間后，補(bǔ)水瓶中收集的從脫水器殼體內(nèi)流下來的冷卻水也可作為 冷卻液使用。所述脫水器殼體的排水口位于脫水器殼體底部，排水口裝有排水閥和疏水器，冷 卻水通過疏水器從脫水器殼體的底部自動(dòng)排出。本發(fā)明脫水器的脫水器殼體和冷卻器之間通過換熱盤管連接起來，帶有水蒸氣的 沼氣進(jìn)入脫水器殼體，經(jīng)過熱交換被冷卻，使氣態(tài)水冷凝成液態(tài)水滴在重力作用下實(shí)現(xiàn)與 沼氣的分離，脫水之后的沼氣通過出氣口排出，冷卻水通過疏水器從脫水器殼體的底部排 出，水蒸氣潛熱利用換熱盤管換到冷卻器內(nèi)的冷卻液——水中，又通過吸水網(wǎng)將熱散發(fā)掉， 從而達(dá)到了循環(huán)脫水的目的。本發(fā)明脫水器，具有脫水效率高，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，投資費(fèi)用和 維護(hù)費(fèi)用低等特點(diǎn)。這種脫水器除可用于沼氣脫水外，也可用于其它氣體脫水領(lǐng)域。


圖1為本發(fā)明脫水器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖中1-脫水器殼體，2-冷卻器，3-進(jìn)氣口，4-出氣口，5-排水口，6-水槽，7-換 熱盤管，8-不銹鋼絲，9-進(jìn)水口，10-出水口，11-進(jìn)風(fēng)口，12-吸水網(wǎng)，13-風(fēng)扇，14-補(bǔ)水瓶， 15-進(jìn)水口，16-進(jìn)水閥，17-喇叭口，18-連通管，19-出水閥，20-排水閥，21-疏水閥，22-水
槽液面位置。
具體實(shí)施例方式下方通過具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。如說明書附圖1所示，是本發(fā)明的一種脫水器，包括脫水器殼體1、冷卻器2，脫水器殼體1上設(shè)置有進(jìn)氣口 3、出氣口 4和排水口 5 ；冷卻器2包括盛冷卻液-水和通過蒸發(fā) 冷卻的水槽6和與水槽連通的換熱盤管7，換熱盤管7位于脫水器殼體1內(nèi)的氣室內(nèi)，以使 沼氣在氣室內(nèi)被冷卻降溫，使水由氣態(tài)凝結(jié)為液態(tài)水。在脫水器殼體1內(nèi)位于換熱盤管7與脫水器殼體1內(nèi)壁之間的空隙內(nèi)填充有金屬 絲，金屬絲為不銹鋼絲8。不銹鋼絲8纏繞在換熱盤管7上，以利于冷卻盤管內(nèi)水與沼氣的 換熱，和有利于使小水滴在不銹鋼網(wǎng)上凝結(jié)成大水滴，在重力作用下與沼氣分離。水槽6位于脫水器殼體1頂部，換熱盤管7的出水口 10和進(jìn)水口 9位于水槽6內(nèi)， 且出水口 10的位置高于進(jìn)水口 9的位置。由于經(jīng)過換熱盤管7吸收熱量后的水溫度高于 吸熱前，所以換熱盤管內(nèi)吸熱后的水的密度小于吸熱前(即左側(cè)盤管內(nèi)水的密度小于右側(cè) 豎直管段內(nèi)水的密度)，水槽6內(nèi)上部水的溫度高于下部，同樣上部密度小，在密度差的作 用下冷卻水會通過換熱盤管在水槽和換熱盤管之間進(jìn)行循環(huán)，不需要泵等強(qiáng)制循環(huán)設(shè)備。水槽6位于液位以上的外殼的上端位置設(shè)置有進(jìn)風(fēng)口 11，進(jìn)風(fēng)口可以為百葉格 柵，水槽6內(nèi)靠近槽壁處還裝有吸水網(wǎng)12，吸水網(wǎng)12向上延伸到進(jìn)風(fēng)口 11處，風(fēng)從進(jìn)風(fēng)口 進(jìn)入時(shí)經(jīng)過吸水網(wǎng)，以強(qiáng)化吸水網(wǎng)吸附的液態(tài)水的汽化蒸發(fā)，可以自動(dòng)帶走水槽6內(nèi)的熱 蒸汽，通過水的蒸發(fā)帶走從沼氣交換來的熱量，實(shí)現(xiàn)作為換熱介質(zhì)的冷卻水在水槽內(nèi)的冷 卻。蒸發(fā)孔位于水槽6頂部，蒸發(fā)孔內(nèi)安裝有驅(qū)動(dòng)水槽6內(nèi)空氣向外流動(dòng)的風(fēng)扇13。 風(fēng)扇13的目的是增大冷卻器2的通風(fēng)量，通過強(qiáng)制通風(fēng)帶走水槽6內(nèi)的水蒸汽。通過風(fēng)扇 13強(qiáng)制排風(fēng)，在水槽6內(nèi)產(chǎn)生負(fù)氣壓，外面的空氣進(jìn)入冷卻吸水網(wǎng)12，從而達(dá)到強(qiáng)化對冷卻 液進(jìn)行冷卻的目的。脫水器還包括密閉的補(bǔ)水瓶14，補(bǔ)水瓶14位于水槽6上方，可以自動(dòng)補(bǔ)水。接于 補(bǔ)水瓶14下部的出水連通管18的出水口向下延伸到水槽液面位置22，補(bǔ)水瓶14出口設(shè)置 有出水閥19。補(bǔ)水瓶14上部設(shè)置有進(jìn)水口 15和進(jìn)水閥16。補(bǔ)水瓶14還包括一個(gè)喇叭口 17，進(jìn)水閥16安裝在喇叭口 17和進(jìn)水口 15之間。使用時(shí)關(guān)閉進(jìn)水閥16打開出水閥19， 當(dāng)水槽內(nèi)液位隨水的蒸發(fā)下降低于出水連通管18出水口時(shí)，空氣可由出水連通管18進(jìn)入 補(bǔ)水瓶內(nèi)使其真空度降低，其內(nèi)位氣壓差小于液柱壓力時(shí)水會從出水連通管18向水槽6內(nèi) 補(bǔ)水，同時(shí)補(bǔ)水瓶14內(nèi)真空度又增大，當(dāng)水槽6的水位回復(fù)到正常設(shè)計(jì)水位使出水連通管 18出水口被水封住時(shí)，空氣不能進(jìn)入補(bǔ)水瓶內(nèi)，補(bǔ)水瓶內(nèi)、外氣壓差與液柱壓力平衡，自動(dòng)停止向水槽補(bǔ)水。補(bǔ)水過程不需要額外采用控制裝置進(jìn)行控制。脫水器殼體1的排水口 5位于脫水器殼體1底部，排水口 5裝有排水閥20和疏水器21，冷卻水通過疏水器21從脫水器殼體1的底部自動(dòng)排出。排出的液態(tài)水可以通過補(bǔ)水 瓶上的進(jìn)水口 15、進(jìn)水閥16和喇叭口 17被收集到補(bǔ)水瓶中，以作為冷卻介質(zhì)用于水槽補(bǔ) 水。本發(fā)明脫水器的脫水器殼體和冷卻器之間通過換熱盤管連接起來，帶有水蒸氣的 沼氣進(jìn)入脫水器殼體，經(jīng)過熱交換使沼氣降溫，溫度低于沼氣中水的露點(diǎn)溫度時(shí)，水凝結(jié)為 水滴，從沼氣中脫出，實(shí)現(xiàn)沼氣脫水之后的沼氣通過出氣口排出，冷卻水通過疏水器從脫水 器殼體的底部排出，水蒸氣熱利用換熱盤管換到冷卻器內(nèi)的冷卻液中，又通過吸水網(wǎng)將熱 散發(fā)掉，從而達(dá)到了循環(huán)脫水的目的。
權(quán)利要求
一種脫水器，包括脫水器殼體、冷卻器，所述脫水器殼體上設(shè)置有進(jìn)氣口、出氣口和排水口；其特征在于所述冷卻器包括水槽和與水槽連通的換熱盤管，所述換熱盤管位于所述脫水器殼體內(nèi)的氣室內(nèi)。
2.如權(quán)利要求1所述的脫水器，其特征在于在所述脫水器殼體內(nèi)位于所述換熱盤管 與脫水器殼體內(nèi)壁之間的空隙內(nèi)填充有金屬絲。
3.如權(quán)利要求1或2所述的脫水器，其特征在于所述水槽位于所述脫水器殼體頂部， 所述換熱盤管的出水口和進(jìn)水口位于水槽內(nèi)，且出水口的位置高于進(jìn)水口的位置。
4.如權(quán)利要求3所述的脫水器，其特征在于在水槽外殼位于液位以上的位置設(shè)置有 進(jìn)風(fēng)口，所述水槽內(nèi)靠近槽壁處還裝有吸水網(wǎng)，吸水網(wǎng)向上延伸到所述進(jìn)風(fēng)口處。
5.如權(quán)利要求4所述的脫水器，其特征在于所述吸水網(wǎng)由支撐板和吸水材料復(fù)合成， 所述支撐板位于冷卻液面以上的部分設(shè)置有孔；所述吸水材料為植物纖維編織制成的網(wǎng)。
6.如權(quán)利要求1或2所述的脫水器，其特征在于所述水槽頂部有蒸發(fā)孔，所述蒸發(fā)孔 處安裝有驅(qū)動(dòng)水槽內(nèi)空氣向外流動(dòng)的風(fēng)扇。
7.如權(quán)利要求1或2所述的脫水器，其特征在于還包括密閉的補(bǔ)水瓶，補(bǔ)水瓶位于所 述水槽上方，接于補(bǔ)水瓶下部的出水連通管的出水口向下延伸到所述水槽液面位置，補(bǔ)水 瓶出口設(shè)置有出水閥。
8.如權(quán)利要求7所述的脫水器，其特征在于所述補(bǔ)水瓶上部設(shè)置有進(jìn)水口和進(jìn)水閥。
9.如權(quán)利要求8所述的脫水器，其特征在于所述的補(bǔ)水瓶還包括一個(gè)喇叭口，所述進(jìn) 水閥安裝在喇叭口和進(jìn)水口之間。
10.如權(quán)利要求1或2所述的脫水器，其特征在于所述脫水器殼體的排水口位于脫水 器殼體底部，排水口裝有排水閥和疏水器。
全文摘要
本發(fā)明脫水器，包括脫水器殼體、冷卻器，所述脫水器殼體上設(shè)置有進(jìn)氣口、出氣口和排水口；所述冷卻器包括水槽和冷卻盤管，所述與水槽連通的冷卻水盤管位于所述脫水器殼體內(nèi)的氣室內(nèi)。本發(fā)明脫水器，具有脫水效率高，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，投資費(fèi)用和維護(hù)費(fèi)用低等特點(diǎn)。
文檔編號B01D53/26GK101864332SQ201010218289
公開日2010年10月20日 申請日期2010年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月6日
發(fā)明者鄭毅 申請人:北京盈和瑞環(huán)保設(shè)備有限公司