專利名稱：一種兩段式沼氣生物脫硫裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種去除沼氣中硫化氫的裝置，更具體地說，本發(fā)明涉及一種高效、穩(wěn)定的兩段式沼氣生物脫硫裝置。
背景技術(shù)：
各種有機(jī)物通過厭氧發(fā)酵產(chǎn)生的沼氣除主要成分有甲烷和二氧化碳外，還有一部分含硫化合物(其中H2S含量為O. 1% - 2%)。雖然H2S在沼氣組成中的比例很少，但是由于沼氣中的H2S燃燒后生成S02，它可與燃燒產(chǎn)物中的水蒸氣結(jié)合生成亞硫酸，使燃燒設(shè)備部分金屬表面產(chǎn)生腐蝕；另外沼氣中還有大量的水蒸汽存在，水與沼氣中的H2S共同作用，加速了金屬管道、閥門和流量計(jì)的腐蝕和堵塞。在利用沼氣發(fā)電和作為生物燃?xì)鈺r(shí)，沼氣中的H2S、S02等含硫化合物會(huì)嚴(yán)重腐蝕柴油機(jī)機(jī)件和汽車發(fā)動(dòng)機(jī)部件。目前，國內(nèi)的沼氣脫硫技術(shù)主要有化學(xué)法和生物法，化學(xué)脫硫法包括了堿吸收、化學(xué)吸附、化學(xué)氧化以及高溫?zé)嵫趸葞追N方法。化學(xué)法主要利用脫硫劑與沼氣中的硫化物接觸發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，在脫硫的過程中需要使用大量的化學(xué)藥劑，因此存在運(yùn)行費(fèi)用高、投資大、易產(chǎn)生二次污染等缺點(diǎn)，生物脫硫法是指在適當(dāng)?shù)臏囟?、濕度、營養(yǎng)物和氧氣條件下，通過脫硫細(xì)菌的代謝作用把硫化物轉(zhuǎn)化為單質(zhì)硫的過程。該法具有污染少、低能耗、高效率等特點(diǎn)。目前，許多生物脫硫裝置存在的主要問題有脫硫塔內(nèi)填料層容易被單質(zhì)硫堵塞，脫硫效果不高，硫細(xì)菌生長條件不穩(wěn)定，特別是吸收液的PH和溶解氧量難于控制等因素。專利號(hào)為200720106728. 8，名稱為“沼氣生物脫硫裝置”的中國專利文獻(xiàn)公開了一種生物脫硫裝置，該裝置是一個(gè)帶有進(jìn)氣口和出氣口的脫硫塔，脫硫塔內(nèi)放置絲網(wǎng)狀填料，填料的上方設(shè)有噴嘴，噴嘴與帶回流泵的輸送管連通，輸送管的另一管口位于脫硫塔下部的營養(yǎng)液段，脫硫塔外有增溫保溫層，塔身設(shè)有空氣進(jìn)口，塔室內(nèi)有測(cè)氧探頭。該裝置是一種生物脫硫一體化設(shè)備，雖然制作和操作簡單，脫硫效果較好，但是存在如下問題1、這種裝置的空氣和沼氣從同一個(gè)口進(jìn)入到脫硫塔內(nèi)，沼氣和空氣混合在一起存在極大的安全隱患，大量空氣的進(jìn)入會(huì)增加脫硫后沼氣C02的含量，影響沼氣的使用。2、該裝置雖然安裝了測(cè)氧探頭，可以測(cè)定和控制氣體中的氧氣含量，但是無法準(zhǔn)確控制塔內(nèi)填料層中溶液的溶解氧含量，過量的溶解氧會(huì)使一些單質(zhì)硫氧化成S042-，造成S042-的積累，影響脫硫效果。3、一體化的生物脫硫裝置在脫硫過程中，生成的單質(zhì)硫會(huì)逐漸堵塞填料層，增加沼氣在脫硫塔內(nèi)的壓降，同時(shí)影響硫化物的去除率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種投資較少，操作簡單，安全可靠，能高效、穩(wěn)定去除硫化物的沼氣生物脫硫裝置。為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明采取了以下的技術(shù)方案一種兩段式沼氣生物脫硫裝置，包括一個(gè)去除硫化氫的吸收塔，氧化槽、沉淀槽、清液槽，吸收塔底部和氧化槽底部通過管道相連；吸收塔頂部和清液槽底部通過循環(huán)泵及管道相連；吸收塔內(nèi)設(shè)有填料層，在填料層的下部設(shè)有沼氣進(jìn)氣口、排污口、卸料口和出液口，上部設(shè)有進(jìn)料口、進(jìn)液口和出氣口；吸收塔內(nèi)部、填料層上方還設(shè)有布水器；在所述氧化槽內(nèi)安裝纖維填料，纖維填料下部設(shè)有曝氣器，曝氣器通過管道與外面的氣泵相連，氧化槽內(nèi)還安裝用以控制氣泵運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間的在線溶氧儀；沉淀槽內(nèi)有導(dǎo)流筒和排泥管；在所述清液槽內(nèi)安裝有以便控制加藥泵的開停的在線pH計(jì)。氣泵的開停時(shí)間由在線溶氧儀控制曝氣器，在線PH計(jì)控制加藥泵的加藥量；沉淀的單質(zhì)硫由排泥管上的閥門控制排出。在上述氧化槽內(nèi)，利用在線溶氧儀的設(shè)定控制氣泵的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間，可以把吸收液的溶解氧控制在一定的范圍，避免氧化槽中硫酸鹽的生成；利用在線pH計(jì)的設(shè)定控制加藥泵的開停，可以準(zhǔn)確地控制吸收液的酸堿度在一定的范圍，增加吸收塔中硫化物的吸收穩(wěn)定性。在所述吸收塔內(nèi)位于填料層和沼氣出氣口之間還設(shè)置有除霧器?？梢匀コ齼艋笳託庵械乃F。在所述布水器上設(shè)有噴淋頭，布水器通過管道與循環(huán)泵連接。在所述清液槽和循環(huán)泵之間安裝轉(zhuǎn)子流量計(jì)。便于控制進(jìn)入吸收塔內(nèi)吸收液的流量。在所述清液槽內(nèi)安裝自動(dòng)加熱器。便于控制吸收液的溫度，保持硫化物吸收的穩(wěn)定性。在所述吸收塔中部安裝石英玻璃觀察孔。在所述吸收塔內(nèi)裝有階梯環(huán)或鮑爾環(huán)填料。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)(I)、沼氣通過吸收塔的填料層時(shí)，硫化物能被塔內(nèi)的吸收液吸收下來，通過管道自流到氧化槽中進(jìn)行氧化反應(yīng)，解決了單質(zhì)硫堵塞填料層的問題。(2)、利用在線溶氧儀控制氣泵的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間，把吸收液的溶解氧控制在一定范圍內(nèi)，避免氧化槽中硫酸鹽的生成。(3)、利用在線pH計(jì)控制加藥泵的開停，準(zhǔn)確控制吸收液的酸堿度在一定范圍內(nèi)，確保沼氣中的硫化物被完全地吸收。(4)、沼氣中的硫化物先在吸收塔內(nèi)吸收，然后在氧化槽內(nèi)被氧化，避免過量的氧氣與沼氣混合接觸產(chǎn)生的不安全因素。


圖1是本發(fā)明的生物脫硫裝置結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明的內(nèi)容做進(jìn)一步詳細(xì)說明。實(shí)施例如圖1所示，本實(shí)施例中裝置包括一個(gè)去除硫化氫的吸收塔1、布水器5、氧化槽2、沉淀槽3、清液槽4、氣泵9、加藥泵13、自動(dòng)加熱器14等；吸收塔I底部和氧化槽2底部通過管道相連；吸收塔I頂部和清液槽4底部通過循環(huán)泵16及管道相連；吸收塔I內(nèi)設(shè)有填料層6，填料層6的下部設(shè)有沼氣進(jìn)氣口、出液口和排污口，在填料層6的上方設(shè)有出氣口和布水器5。吸收塔I內(nèi)位于填料層6和沼氣出氣口之間還設(shè)有除霧器7。上述的氧化槽2、沉淀槽3和清液槽4作為一個(gè)整體結(jié)構(gòu)，氧化槽2設(shè)有纖維填料10，填料架的下部有曝氣器11，曝氣器11通過塑料管與外面的氣泵9相連。沉淀槽3上部設(shè)有導(dǎo)流筒12，導(dǎo)流筒12的上部有進(jìn)液管與氧化槽2上部的出水堰相連。沉淀槽3底部設(shè)有貯泥斗，中部有排泥管，管上設(shè)有閥門，可人手控制閥門的開啟把貯泥斗內(nèi)的污泥排出槽外。清液槽4底部設(shè)有出液管，槽外的出液管與循環(huán)泵16連接，槽內(nèi)有加藥管與外面的加藥泵和貯藥罐15相連；清液槽4內(nèi)的在線pH計(jì)18通過數(shù)據(jù)線與外面的儀表顯示器連接；加藥泵的開停通過儀表顯示器設(shè)定的數(shù)值范圍控制。氧化槽2內(nèi)還安裝用以控制氣泵運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間的在線溶氧儀17，探頭通過數(shù)據(jù)線與外面的儀表顯示器連接；氣泵的開停通過儀表顯示器設(shè)定的數(shù)值范圍控制，便于控制硫化物被氧化所需的溶解氧量。清液槽4內(nèi)還設(shè)有自動(dòng)加熱器14，可自動(dòng)加熱槽內(nèi)的液體到設(shè)定的范圍，提供生物脫硫過程所需的溫度。清液槽4與循環(huán)泵16之間設(shè)有玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)19，因此可控制吸收液的循環(huán)流量。為保證吸收液均勻噴灑在填料層上，吸收塔I內(nèi)設(shè)置了與回流管相連的噴淋頭8。吸收塔I中部設(shè)置了石英玻璃觀察孔，便于了解塔內(nèi)的運(yùn)行情況。在吸收塔I內(nèi)裝有階梯環(huán)或鮑爾環(huán)填料。本實(shí)施例中裝置的運(yùn)行過程如下啟動(dòng)時(shí)，沼氣從進(jìn)氣口進(jìn)入到吸收塔1，弱堿性的吸收液通過布水器5的噴淋頭13均勻噴灑在填料層6，沼氣向上通過填料層時(shí)與吸收液逆流接觸，其中的硫化氫溶解于弱堿性的吸收液并與之發(fā)生反應(yīng)。吸收液從吸收塔的下部出液口流入氧化槽2，通過氣泵9向氧化槽2內(nèi)的液體曝氣，同時(shí)控制吸收液溶解氧含量，吸收液中的硫化物在無色硫細(xì)菌的氧化下生成單質(zhì)硫。氧化槽2的液體溢流進(jìn)入沉淀槽3,大部分的單質(zhì)硫沉淀到槽底后被排出回收。上清液溢流進(jìn)入到清液槽4，通過循環(huán)泵16打入吸收塔作為脫硫劑重復(fù)使用。在脫硫過程中，氧化槽2內(nèi)的液體溶解氧含量由氣泵的開停時(shí)間控制。上述過程是通過本發(fā)明裝置的在線溶氧儀探頭17與氣泵連接實(shí)現(xiàn)的。清液槽4內(nèi)吸收液的pH調(diào)節(jié)和補(bǔ)充由連接的加藥泵13和在線pH探頭18—起工作來實(shí)現(xiàn)的。在該發(fā)明裝置的整個(gè)運(yùn)行過程中，利用自動(dòng)加熱器14控制脫硫過程中吸收液所需的溫度。在該發(fā)明裝置的運(yùn)行過程中，吸收塔內(nèi)的填料可從進(jìn)料口加入，定期更換可由卸料口取出。每隔一段時(shí)間需要向氧化槽2添加營養(yǎng)物質(zhì)，以維持脫硫細(xì)菌的生長。上列詳細(xì)說明是針對(duì)本發(fā)明可行實(shí)施例的具體說明，該實(shí)施例并非用以限制本發(fā)明的專利范圍，凡未脫離本發(fā)明所為的等效實(shí)施或變更，均應(yīng)包含于本案的專利范圍中。
權(quán)利要求
1.一種兩段式沼氣生物脫硫裝置，其特征在于:包括一個(gè)去除硫化氫的吸收塔(1)，氧化槽(2 )、沉淀槽(3 )、清液槽(4)，吸收塔(I)底部和氧化槽(2 )底部通過管道相連；吸收塔(I)頂部和清液槽(4)底部通過循環(huán)泵(16)及管道相連；吸收塔(I)內(nèi)設(shè)有填料層(6)，在填料層(6 )的下部設(shè)有沼氣進(jìn)氣口、排污口、卸料口和出液口，上部設(shè)有進(jìn)料口、進(jìn)液口和出氣口 ；吸收塔(I)內(nèi)部、填料層(6)上方還設(shè)有布水器(5);在所述氧化槽(2)內(nèi)安裝纖維填料(10)，纖維填料(10)下部設(shè)有曝氣器(11)，曝氣器(11)通過管道與外面的氣泵(9)相連，氧化槽(2)內(nèi)還安裝用以控制氣泵運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間的在線溶氧儀(17);沉淀槽(3)內(nèi)有導(dǎo)流筒(12)和排泥管；在所述清液槽(4)內(nèi)安裝有以便控制加藥泵的開停的在線pH計(jì)(18)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的兩段式沼氣生物脫硫裝置，其特征在于:在所述吸收塔(I)內(nèi)位于填料層(6 )和沼氣出氣口之間還設(shè)置有除霧器(7 )。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的兩段式沼氣生物脫硫裝置，其特征在于:在所述布水器(5)上設(shè)有噴淋頭(8 )，布水器(5 )通過管道與循環(huán)泵(16 )連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述 的兩段式沼氣生物脫硫裝置，其特征在于:在所述清液槽(4)和循環(huán)泵(16)之間安裝轉(zhuǎn)子流量計(jì)(19)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的兩段式沼氣生物脫硫裝置，其特征在于:在所述清液槽(4)內(nèi)安裝自動(dòng)加熱器(14)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的兩段式沼氣生物脫硫裝置，其特征在于:在所述吸收塔(I)中部安裝石英玻璃觀察孔。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的兩段式沼氣生物脫硫裝置，其特征在于:在所述吸收塔(O內(nèi)裝有階梯環(huán)或鮑爾環(huán)填料。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種去除沼氣中硫化氫的生物脫硫裝置，包括去除硫化氫的吸收塔，由氧化槽、沉淀槽、清液槽和循環(huán)泵等組成的裝置。沼氣從進(jìn)氣口進(jìn)入到吸收塔內(nèi)，弱堿性的吸收液通過布水器的噴淋頭均勻噴灑在填料層，沼氣向上通過填料層時(shí)與吸收液逆流接觸，其中的硫化氫溶解于弱堿性的吸收液并與之發(fā)生反應(yīng)。吸收液從吸收塔的下部出液口流入氧化槽，通過氣泵向氧化槽內(nèi)的液體曝氣，同時(shí)控制吸收液溶解氧含量，吸收液中的硫化物在無色硫細(xì)菌的氧化下生成單質(zhì)硫。氧化槽的液體溢流進(jìn)入沉淀槽，大部分的單質(zhì)硫沉淀到槽底后被排出回收。上清液溢流進(jìn)入到清液槽，通過循環(huán)泵打入吸收塔作為脫硫劑重復(fù)使用。該裝置具有結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、運(yùn)行安全和脫硫效率高等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)B01D53/84GK103071378SQ20131001201
公開日2013年5月1日 申請(qǐng)日期2013年1月11日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月11日
發(fā)明者李志兵, 孫永明, 李 東, 袁振宏, 孔曉英, 李連華, 甄峰, 楊改秀, 李穎, 王瑤, 徐瑛 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院廣州能源研究所