生物脫硫裝置的制造方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型涉及一種生物脫硫裝置，包括至少一個(gè)生物反應(yīng)罐，生物反應(yīng)罐連接有進(jìn)液管和出液管，生物反應(yīng)罐內(nèi)設(shè)置有曝氣頭和上下兩端開(kāi)口的圓柱形內(nèi)殼，內(nèi)殼將生物反應(yīng)罐內(nèi)部空間分為殼體內(nèi)部曝氣區(qū)以及殼體外部沉淀區(qū)；曝氣頭設(shè)置于曝氣區(qū)的下部，進(jìn)液管設(shè)置于曝氣區(qū)的上部，出液管設(shè)置于沉淀區(qū)的上部。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、曝氣易于控制，從吸收液流入至營(yíng)養(yǎng)液流出，液流方向明確且穩(wěn)定，還原性的硫被可控的氧化為硫單質(zhì)，生物轉(zhuǎn)化效率高。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
生物脫硫裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及生物脫硫技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)，涉及一種生物脫硫裝置，用于脫除吸收液中的還原性硫化氫。
【背景技術(shù)】
[0002]含有硫化氫的氣體對(duì)氣體儲(chǔ)存裝置、輸送管道均有腐蝕性，在氣體被利用前，需要將氣體中含有的硫化氫進(jìn)行脫除。目前常用的硫化氫脫硫技術(shù)有化學(xué)法和生物法。
[0003]化學(xué)脫硫法利用氧化性脫硫劑與硫化氫進(jìn)行氧化還原反應(yīng)，生成單質(zhì)硫，從而脫去氣體中的硫化氫。但化學(xué)法使用的氧化性脫硫劑使用壽命有限，需要及時(shí)再生更換，操作復(fù)雜，且易造成二次污染。
[0004]生物脫硫法利用富含硫化物氧化微生物的營(yíng)養(yǎng)液，將氣體中的硫化氫進(jìn)行溶解吸附，以氧氣作為電子受體進(jìn)行代謝，最終經(jīng)硫化氫轉(zhuǎn)化為單質(zhì)硫和硫酸，溶解吸附有硫化氫的吸收液，反應(yīng)式主要有以下兩種:
[0005]H2S+202 = H2SO4
[0006]2H2S+02 = 2S+2H20
[0007]中國(guó)專(zhuān)利文獻(xiàn)CN101053765 A公開(kāi)了一種沼氣生物脫硫裝置，將硫化氫的溶解吸附階段裝置和硫化氫轉(zhuǎn)化為單質(zhì)硫和硫酸的再生階段裝置一體化設(shè)計(jì)，可以克服裝置中氧含量、溫度和濕度都不能控制的缺點(diǎn)，但硫化物氧化微生物的生長(zhǎng)繁殖需要的曝氣過(guò)程難以控制，曝氣過(guò)量氣體流中易引入氮?dú)?、氧氣等雜質(zhì)，雜質(zhì)氣體的引入量超過(guò)1.5%，除增加能耗外，且易產(chǎn)生過(guò)量硫酸，對(duì)設(shè)備造成腐蝕，曝氣不足影響脫硫效果。
[0008]中國(guó)專(zhuān)利文獻(xiàn)CN101597529 A公開(kāi)了一種沼氣生物脫硫裝置，包括脫硫塔，在所述脫硫塔內(nèi)設(shè)有填料層，在填料層的下部設(shè)有沼氣進(jìn)氣口、排污口和出液口，在所述填料層的上方設(shè)有出氣口和進(jìn)液口，還包括一個(gè)再生槽以及一個(gè)將所說(shuō)脫硫塔出液口排出的吸收液打入再生槽的栗，再生槽底部有進(jìn)氣口和進(jìn)氣管以向再生槽內(nèi)的吸收液通氣，進(jìn)行曝氣和控制吸收液額的溶解氧含量，所述再生槽出液口還與一個(gè)沉降槽連通，以使吸收液中的單質(zhì)硫被沉降分離，沉降槽上部有清液出口與一個(gè)貧液槽相通，貧液槽的出液口通過(guò)吸收液栗和循環(huán)管道與所述脫硫塔的進(jìn)液口連通，沉降槽下部有沉降物排放口。將硫化氫的溶解吸附階段裝置和硫化氫轉(zhuǎn)化為單質(zhì)硫和硫酸的再生階段裝置分體設(shè)計(jì)，運(yùn)轉(zhuǎn)周期長(zhǎng)、安全。該專(zhuān)利文獻(xiàn)中，吸收液進(jìn)液管設(shè)置在再生裝置底部，再生裝置內(nèi)的功能分區(qū)不明確，存在反應(yīng)死區(qū)造成短流，硫化氫的氧化過(guò)程難以控制，硫元素多被氧化成硫酸，反應(yīng)過(guò)程中體系PH值下降過(guò)大過(guò)快，約降低到3.0左右，一方面影響脫硫效果，另一方面體系pH過(guò)低對(duì)設(shè)備易造成腐蝕。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0009]本實(shí)用新型的目的在于針對(duì)生物脫硫過(guò)程中存在的曝氣難以控制、易腐蝕設(shè)備、脫硫效果差等上述問(wèn)題，提供了一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、脫硫效果好、曝氣易于控制的生物脫硫裝置。
[0010]本實(shí)用新型的技術(shù)方案為:一種生物脫硫裝置，包括至少一個(gè)生物反應(yīng)罐，生物反應(yīng)罐連接有進(jìn)液管和出液管，生物反應(yīng)罐內(nèi)設(shè)置有曝氣頭和上下兩端開(kāi)口的圓柱形內(nèi)殼，內(nèi)殼將生物反應(yīng)罐內(nèi)部空間分為殼體內(nèi)部曝氣區(qū)以及殼體外部沉淀區(qū)；曝氣頭設(shè)置于曝氣區(qū)的下部，進(jìn)液管設(shè)置于曝氣區(qū)的上部，出液管設(shè)置于沉淀區(qū)的上部。通過(guò)內(nèi)殼將生物反應(yīng)罐隔成曝氣區(qū)和沉淀區(qū)，降低了曝氣區(qū)體系的擾動(dòng)對(duì)沉淀區(qū)單質(zhì)硫的沉淀造成的影響。在曝氣區(qū)，進(jìn)液管設(shè)置在上部，曝氣頭設(shè)置在下部，吸收液與氧氣接觸充分，無(wú)短流現(xiàn)象。在對(duì)吸附有硫化氫的吸收液再生為營(yíng)養(yǎng)液的過(guò)程中，將生物反應(yīng)罐與氣體流中硫化氫吸收裝置分開(kāi)設(shè)置，曝氣過(guò)程中不會(huì)向需要脫硫的氣體流中添加其他雜質(zhì)氣體(如氮?dú)?、氧氣?。
[0011]進(jìn)一步的，生物反應(yīng)罐為兩個(gè)及兩個(gè)以上時(shí)，多個(gè)生物反應(yīng)罐依次串聯(lián)，且前一個(gè)生物反應(yīng)罐的出液管與后一個(gè)生物反應(yīng)罐的進(jìn)液管相連。設(shè)計(jì)多個(gè)生物反應(yīng)罐，可以根據(jù)吸附有硫化氫的吸收液的再生情況，選擇采用生物反應(yīng)罐的數(shù)量，提高生物轉(zhuǎn)化效率。
[0012]作為優(yōu)選，進(jìn)液管為一體式結(jié)構(gòu)，設(shè)置為直管或夾角為α的彎管，其中，135°?180°。進(jìn)液管設(shè)置為彎管，可以根據(jù)水質(zhì)水量的情況選擇夾角不同的彎管，以便在進(jìn)液管進(jìn)液的過(guò)程中形成旋流，反應(yīng)區(qū)無(wú)死角，提高吸收液在曝氣區(qū)的攪拌效果，使吸收液與氧氣充分接觸發(fā)生反應(yīng)。
[0013]作為優(yōu)選，進(jìn)液管為分體式結(jié)構(gòu)時(shí)，包括直管部分和斜管部分，直管部分與斜管部分之間的夾角為α，135° <α<180°?？梢愿鶕?jù)水質(zhì)水量的情況將進(jìn)液管的直管部分與斜管部分組成不同的夾角的彎管，以便在進(jìn)液管進(jìn)液的過(guò)程中形成旋流，反應(yīng)區(qū)無(wú)死角，提高吸收液在曝氣區(qū)的攪拌效果，使吸收液與氧氣充分接觸發(fā)生反應(yīng)。
[0014]進(jìn)一步的，曝氣區(qū)的下方設(shè)有隔板，防止曝氣區(qū)的擾動(dòng)影響生物反應(yīng)罐底部的沉?疋效果。
[0015]作為優(yōu)選，隔板的寬度大于內(nèi)殼的直徑，進(jìn)一步防止曝氣區(qū)的擾動(dòng)影響生物反應(yīng)罐底部的沉淀效果。
[0016]作為優(yōu)選，隔板設(shè)置為錐形，有助于沉淀的單質(zhì)硫落入生物反應(yīng)罐的底部。
[0017]進(jìn)一步的，生物反應(yīng)罐的底部連接有排硫管，污泥和氧化生成的硫單質(zhì)沉淀后通過(guò)排硫管排出生物反應(yīng)罐。
[0018]作為優(yōu)選，生物反應(yīng)罐的底部設(shè)置為倒錐形，有助于單質(zhì)硫和污泥的快速沉積和排出。
[0019]進(jìn)一步的，生物反應(yīng)罐的底部設(shè)有支腿。支腿支撐生物反應(yīng)罐，便于沉淀后的污泥和氧化生成的硫單質(zhì)從排硫管中排出生物反應(yīng)罐。
[0020]本實(shí)用新型的有益效果為:
[0021](I)本實(shí)用新型通過(guò)對(duì)反應(yīng)條件進(jìn)行控制，將吸收液中的硫化氫轉(zhuǎn)化為硫單質(zhì)，硫單質(zhì)通過(guò)沉降分離排出，再生的營(yíng)養(yǎng)液可被再循環(huán)至脫硫塔吸收硫化氫，反應(yīng)體系呈弱堿性，硫化氫溶解吸附效果好，生物轉(zhuǎn)化效率高。
[0022](2)本實(shí)用新型從吸收液流入到營(yíng)養(yǎng)液流出，其液流方向明確且穩(wěn)定，還原性的硫被可控的氧化為硫單質(zhì)。
[0023](3)本實(shí)用新型進(jìn)液管的管口與內(nèi)殼呈一定角度，反應(yīng)體系在曝氣區(qū)域形成旋流，反應(yīng)區(qū)無(wú)死角，可明顯提高曝氣中的氧利用率，氧利用率可從18%左右提高至25%以上，一方面可縮小生物反應(yīng)罐容積，減少投資，另一方面可降低曝氣能耗，降低運(yùn)行費(fèi)用。
[0024](4)本實(shí)用新型通過(guò)設(shè)置的內(nèi)殼將生物反應(yīng)罐隔成曝氣區(qū)和沉淀區(qū)，降低了曝氣區(qū)體系的擾動(dòng)對(duì)沉淀區(qū)單質(zhì)硫的沉淀造成的影響，生物反應(yīng)罐底部設(shè)置為到倒錐形，有助于單質(zhì)硫的快速沉積和排出。
【附圖說(shuō)明】
[0025]圖1為本實(shí)用新型具體實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖2為本實(shí)用新型圖1中A-A向剖視圖。
[0027]圖3為本實(shí)用新型具體實(shí)施例二的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]圖中，1、生物反應(yīng)罐，2、進(jìn)液管，3、出液管，4、曝氣頭，5、內(nèi)殼，6、曝氣區(qū)，7、沉淀區(qū)，8、隔板，9、排硫管，10、支腿。
【具體實(shí)施方式】
[0029]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0030]具體實(shí)施例一:如圖1所示，一種生物脫硫裝置，包括生物反應(yīng)罐I，生物反應(yīng)罐I連接有進(jìn)液管2和出液管3，生物反應(yīng)罐I內(nèi)設(shè)置有曝氣頭4和上下兩端開(kāi)口的圓柱形內(nèi)殼5，內(nèi)殼5將生物反應(yīng)罐內(nèi)部空間分為殼體內(nèi)部曝氣區(qū)6以及殼體外部沉淀區(qū)7;曝氣頭4設(shè)置于曝氣區(qū)6的下部，進(jìn)液管2設(shè)置于曝氣區(qū)6的上部，出液管3設(shè)置于沉淀區(qū)7的上部。通過(guò)內(nèi)殼將生物反應(yīng)罐隔成曝氣區(qū)和沉淀區(qū)，降低了曝氣區(qū)體系的擾動(dòng)對(duì)沉淀區(qū)單質(zhì)硫的沉淀造成的影響。在曝氣區(qū)，進(jìn)液管設(shè)置在上部，曝氣頭設(shè)置在下部，吸收液與氧氣接觸充分，無(wú)短流現(xiàn)象。在對(duì)吸附有硫化氫的吸收液再生為營(yíng)養(yǎng)液的過(guò)程中，將生物反應(yīng)罐與氣體流中硫化氫吸收裝置分開(kāi)設(shè)置，曝氣過(guò)程中不會(huì)向需要脫硫的氣體流中添加其他雜質(zhì)氣體(如氮?dú)狻⒀鯕獾?。
[0031]在本實(shí)施例中，參見(jiàn)圖2，進(jìn)液管2為一體式結(jié)構(gòu)，設(shè)置為夾角α為150°的彎管。進(jìn)液管設(shè)計(jì)為彎管，在進(jìn)液管進(jìn)液的過(guò)程中形成旋流，反應(yīng)區(qū)無(wú)死角，提高吸收液在曝氣區(qū)的攪拌效果，使吸收液與氧氣充分接觸發(fā)生反應(yīng)。
[0032]在本實(shí)施例中，參見(jiàn)圖1，曝氣區(qū)6的下方設(shè)有隔板8，防止曝氣區(qū)的擾動(dòng)影響生物反應(yīng)罐底部的沉淀效果。
[0033]在本實(shí)施例中，隔板8的寬度大于內(nèi)殼的直徑，進(jìn)一步防止曝氣區(qū)的擾動(dòng)影響生物反應(yīng)罐底部的沉淀效果。
[0034]在本實(shí)施例中，上述隔板8設(shè)置為錐形，有助于沉淀的單質(zhì)硫落入生物反應(yīng)罐的底部。
[0035]在本實(shí)施例中，參見(jiàn)圖1，生物反應(yīng)罐I的底部連接有排硫管9，污泥和氧化生成的硫單質(zhì)沉淀后通過(guò)排硫管9排出生物反應(yīng)罐。
[0036]在本實(shí)施例中，參見(jiàn)圖1，生物反應(yīng)罐I的底部設(shè)置為倒錐形，有助于單質(zhì)硫和污泥的快速沉積和排出。
[0037]在本實(shí)施例中，參見(jiàn)圖1，生物反應(yīng)罐I的底部設(shè)有支腿10，用于支撐生物反應(yīng)罐，便于沉淀后的污泥和氧化生成的硫單質(zhì)從排硫管中排出生物反應(yīng)罐。
[0038]作為本實(shí)施例的延伸，進(jìn)液管還可以選擇夾角α為145°、155°、165°等不同夾角角度的彎管。能夠根據(jù)水質(zhì)水量的情況選擇夾角不同的彎管，實(shí)現(xiàn)在進(jìn)液管進(jìn)液的過(guò)程中形成旋流，反應(yīng)區(qū)無(wú)死角，提高吸收液在曝氣區(qū)的攪拌效果，使吸收液與氧氣充分接觸發(fā)生反應(yīng)。
[0039]本實(shí)施例中的生物脫硫裝置，適合對(duì)水質(zhì)水量較小的含有硫化氫吸收液進(jìn)行生物脫硫處理。
[0040]采用本實(shí)施例中的生物脫硫裝置對(duì)含有硫化氫的吸收液進(jìn)行處理時(shí)，含有硫化氫的吸收液從進(jìn)料管進(jìn)入到生物反應(yīng)罐的曝氣區(qū)，此時(shí)的吸收液溶解有硫化氫，因此其PH值較低。曝氣區(qū)中的微生物在常溫常壓和有氧條件下經(jīng)吸收液中含有的還原性的硫吸附并轉(zhuǎn)化為硫單質(zhì)，在該反應(yīng)過(guò)程中堿度重新增加，吸收液被再生為營(yíng)養(yǎng)液，其反應(yīng)式如下:
[0041 ] 2HS—+02 = 2Si+20H—
[0042]曝氣區(qū)中夾雜有大量的硫單質(zhì)和活性污泥(其中含有大量脫硫微生物)的營(yíng)養(yǎng)液，從內(nèi)殼與隔板之間形成的間隙流入到生物反應(yīng)罐的沉淀區(qū)，由于硫單質(zhì)和活性污泥的上升速度較營(yíng)養(yǎng)液慢，最終被沉淀下來(lái)，并沉積在生物反應(yīng)罐的底部，通過(guò)排硫管排出生物反應(yīng)罐。
[0043]具體實(shí)施例二:參見(jiàn)圖3，與實(shí)施例一不同的是，在本實(shí)施例中，生物反應(yīng)罐I設(shè)置有兩個(gè)，兩個(gè)生物反應(yīng)罐串聯(lián)，且前一個(gè)生物反應(yīng)罐的出液管與后一個(gè)生物反應(yīng)罐的進(jìn)液管相連。本實(shí)施例中的生物脫硫裝置，其脫硫效果較實(shí)施例一更進(jìn)一步，生物轉(zhuǎn)化率更高。
[0044]本實(shí)施例中的生物脫硫裝置，適合對(duì)水質(zhì)水量較大的含有硫化氫吸收液進(jìn)行生物脫硫處理。
[0045]其工作原理同實(shí)施例一。
[0046]具體實(shí)施例三:與實(shí)施例一不同的是，在本實(shí)施例中，進(jìn)液管2為分體式結(jié)構(gòu)，包括直管部分和斜管部分，直管部分與斜管部分之間的夾角α為160°。進(jìn)液管設(shè)計(jì)為彎管形式，在進(jìn)液管進(jìn)液的過(guò)程中形成旋流，反應(yīng)區(qū)無(wú)死角，提高吸收液在曝氣區(qū)的攪拌效果，使吸收液與氧氣充分接觸發(fā)生反應(yīng)。
[0047]作為本實(shí)施例的延伸，可以根據(jù)水質(zhì)水量的情況將進(jìn)液管的直管部分與斜管部分組成不同的夾角α的彎管，如:組成夾角α為140°、150°、170°的彎管。能夠根據(jù)水質(zhì)水量的不同情況，選擇進(jìn)液管的直管部分與斜管部分的夾角，實(shí)現(xiàn)在進(jìn)液管進(jìn)液的過(guò)程中形成旋流，反應(yīng)區(qū)無(wú)死角，提高吸收液在曝氣區(qū)的攪拌效果，使吸收液與氧氣充分接觸發(fā)生反應(yīng)。
[0048]其工作原理同實(shí)施例一。
[0049]作為上述實(shí)施例的延伸，進(jìn)液管不論設(shè)置為一體式結(jié)構(gòu)的彎管還是分體式結(jié)構(gòu)，均可以根據(jù)水質(zhì)水量的情況選擇不同夾角，以便在進(jìn)液管進(jìn)液的過(guò)程中形成旋流，反應(yīng)區(qū)無(wú)死角，提高吸收液在曝氣區(qū)的攪拌效果，使吸收液與氧氣充分接觸發(fā)生反應(yīng)。
[0050]作為上述實(shí)施例的延伸，本實(shí)用新型生物脫硫裝置可以設(shè)置多個(gè)生物反應(yīng)罐，多個(gè)生物反應(yīng)罐依次串聯(lián)，且前一個(gè)生物反應(yīng)罐的出液管與后一個(gè)生物反應(yīng)罐的進(jìn)液管相連。根據(jù)吸附有硫化氫的吸收液的再生情況，選擇采用生物反應(yīng)罐的數(shù)量，提高生物轉(zhuǎn)化效率。
[0051]上述實(shí)施例用來(lái)解釋本實(shí)用新型，而不是對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行限制，在本實(shí)用新型的精神和權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)，對(duì)本實(shí)用新型做出的任何修改和改變，都落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種生物脫硫裝置，其特征在于:包括至少一個(gè)生物反應(yīng)罐，生物反應(yīng)罐連接有進(jìn)液管和出液管，生物反應(yīng)罐內(nèi)設(shè)置有曝氣頭和上下兩端開(kāi)口的圓柱形內(nèi)殼，內(nèi)殼將生物反應(yīng)罐內(nèi)部空間分為殼體內(nèi)部曝氣區(qū)以及殼體外部沉淀區(qū)；曝氣頭設(shè)置于曝氣區(qū)的下部，進(jìn)液管設(shè)置于曝氣區(qū)的上部，出液管設(shè)置于沉淀區(qū)的上部。2.如權(quán)利要求1所述的生物脫硫裝置，其特征在于:生物反應(yīng)罐為兩個(gè)及兩個(gè)以上時(shí)，多個(gè)生物反應(yīng)罐依次串聯(lián)，且前一個(gè)生物反應(yīng)罐的出液管與后一個(gè)生物反應(yīng)罐的進(jìn)液管相連。3.如權(quán)利要求1所述的生物脫硫裝置，其特征在于:進(jìn)液管為一體式結(jié)構(gòu)，設(shè)置為直管或夾角為α的彎管，其中，135°<α<180°。4.如權(quán)利要求1所述的生物脫硫裝置，其特征在于:進(jìn)液管為分體式結(jié)構(gòu)，包括直管部分和斜管部分，直管部分與斜管部分之間的夾角為α，135°<α<180°。5.如權(quán)利要求1所述的生物脫硫裝置，其特征在于:曝氣區(qū)的下方設(shè)有隔板。6.如權(quán)利要求5所述的生物脫硫裝置，其特征在于:隔板的寬度大于內(nèi)殼的直徑。7.如權(quán)利要求5或6任意一項(xiàng)所述的生物脫硫裝置，其特征在于:隔板設(shè)置為錐形。8.如權(quán)利要求1所述的生物脫硫裝置，其特征在于:生物反應(yīng)罐的底部連接有排硫管。9.如權(quán)利要求1或8任意一項(xiàng)所述的生物脫硫裝置，其特征在于:生物反應(yīng)罐的底部設(shè)置為倒錐形。10.如權(quán)利要求9所述的生物脫硫裝置，其特征在于:生物反應(yīng)罐的底部設(shè)有支腿。
【文檔編號(hào)】B01D53/96GK205683843SQ201620619471
【公開(kāi)日】2016年11月16日
【申請(qǐng)日】2016年6月22日 公開(kāi)號(hào)201620619471.5, CN 201620619471, CN 205683843 U, CN 205683843U, CN-U-205683843, CN201620619471, CN201620619471.5, CN205683843 U, CN205683843U
【發(fā)明人】趙巖立, 王魯民, 夏曉芳, 張良嘉, 王倩
【申請(qǐng)人】青島中科華通能源工程有限公司