專利名稱：一種沼氣生物脫硫設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種沼氣生物脫硫裝置，可以用于大中型沼氣工程的沼氣脫硫，也可以用于天然氣等含有硫化氫的氣體脫硫。
技術(shù)背景目前，沼氣脫硫技術(shù)主要是利用物化法進(jìn)行脫硫，尤以三氧化二鐵法最為普遍。物化法脫硫技術(shù)基本成熟，但具有后期脫硫效率下降、使用周期短、成本高、有二次污染等缺點(diǎn)。國內(nèi)外有許多科研人員與公司都通過改進(jìn)化學(xué)脫硫劑，添加催化劑等手段來提高化學(xué)脫硫劑的效率與壽命，如美國的Maria研制的cu-zsm催化劑、釩酸鹽氧化劑、德國通過添加無機(jī)沉淀劑和絮凝劑來提高沼氣脫硫效率等；我國農(nóng)業(yè)部沼科所用加催化劑于高含硫酸根的廢水中來減少H2S氣體的產(chǎn)生，北京合百意生態(tài)能源科技開發(fā)有限公司等公司開發(fā)了農(nóng)村戶用多功能脫硫器，以降低脫硫劑的成本、提高脫硫效率、延長使用時(shí)間。
鑒于物化脫硫的一些弊端，國內(nèi)外的科研人員陸續(xù)將硫化氫的生物去除技術(shù)引進(jìn)沼氣脫硫中來。由于生物脫硫具有工藝簡單，操作壓力和溫度低，運(yùn)行成本低、沒有二次污染等優(yōu)點(diǎn)，因而成為沼氣脫硫的一個(gè)新趨勢(shì)，并取得了一定的成果，具有廣闊的前景。
近幾年，國內(nèi)外利用從不同生境中分離到的脫硫微生物進(jìn)行沼氣脫硫，包括光合硫細(xì)菌、硫桿菌等，最成熟的代表菌是T.f菌(氧化亞鐵硫桿菌)。荷蘭、德國、日本、美國等國在這方面取得了一些成功，已有幾個(gè)生物脫硫?qū)＠Ｒ延袑＠缦?)荷蘭Paques公司開發(fā)的“氣體脫硫方法”與“生物脫出硫化物的方法”可將氣流中的硫化氫轉(zhuǎn)化為元素硫并分離出去，從而脫硫；2)荷蘭的斯托克工程師和承包人公司開發(fā)的“用于氣態(tài)廢物脫硫的方法”，可以從水蒸氣含量至少20％的氣態(tài)廢物中除去硫化氫的方法；3)日本的KATO REIHO等發(fā)明的“沼氣生物脫硫系統(tǒng)”通過硝化液與沼氣逆向接觸，吸收、氧化沼氣中的硫化氫；4)日本的Fukuda Kazumi等開發(fā)的“消化氣脫硫裝置與脫硫方法”將沼氣與水從上端同向?qū)朊摿蛩?nèi)，硫化氫被吸收后在固定了微生物的合成樹脂層被轉(zhuǎn)化而被排出；5)日本的Suzuki Tsuneo等開發(fā)的“脫硫方法與脫硫裝置”將沼液導(dǎo)入生物脫硫塔內(nèi)，并放入載體固定硫細(xì)菌從而去除沼氣中的硫化氫；6)Takeuchi Kazuhisa等開發(fā)的“生物脫硫設(shè)備與脫硫”將含硫化氫的氣體引入微生物處理槽內(nèi)，通過微生物作用轉(zhuǎn)變成硫酸，同時(shí)監(jiān)測(cè)液體pH值，到硫酸累積到一定值后就排出部分液體與碳酸鈣中和后再回流入裝置中；7)Ike Take開發(fā)的“生物脫硫裝置”將好氧曝氣污泥噴入脫硫塔內(nèi)與含硫氣體逆向接觸脫硫，脫硫污泥回流入曝氣池中進(jìn)行再生活化；8)青島建工學(xué)院發(fā)明的“生物氧化催化脫硫裝置”利用生物填料裝置脫硫，含硫液體進(jìn)入另外的再生活化裝置中曝氣活化。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于生物脫硫優(yōu)勢(shì)與沼氣脫硫的趨勢(shì)，本實(shí)用新型的目的是開發(fā)一種簡單實(shí)用、運(yùn)行穩(wěn)定高效、用途廣泛的沼氣生物脫硫裝置。
本實(shí)用新型沼氣生物脫硫裝置，其特征在于由一個(gè)生物脫硫塔、一個(gè)用管道與此生物脫硫塔相連接的除酸循環(huán)裝置和設(shè)在所述的管道上的循環(huán)泵組成，所述的生物脫硫塔有一個(gè)塔體，此塔體下端一側(cè)設(shè)有一沼氣進(jìn)氣口和空氣進(jìn)氣口，這兩個(gè)進(jìn)氣口合并后與設(shè)在塔體底部的布?xì)庋b置相連接，塔體內(nèi)中部設(shè)有一多孔隔板及其支撐墊，多孔隔板下方形成液體層，多孔隔板上方為充填有帶有微生物膜的填實(shí)的填料層，此填料層的上方所設(shè)的頂部布水裝置和循環(huán)泵管道相連接，在填料層之上，布水裝置之下的塔體壁上設(shè)有反沖洗出口，塔體下端另一側(cè)設(shè)有排液口，塔體上端設(shè)有沼氣出口，所述的除酸循環(huán)裝置包括設(shè)在其下端的通過管道與生物脫硫塔排液口相連接的進(jìn)液口，設(shè)在此裝置內(nèi)并與此進(jìn)液口相連接的除酸筒，和循環(huán)池，此循環(huán)池通過管道和循環(huán)泵相連接，在與進(jìn)液口相對(duì)的位置設(shè)排污口。
所述的塔體底部設(shè)有維護(hù)孔，中間設(shè)有長條形觀察孔。
所述的混合進(jìn)氣管上設(shè)有進(jìn)口硫化氫濃度檢測(cè)口，在沼氣出口上設(shè)有出口硫化氫濃度檢測(cè)口。
所述的填料層內(nèi)的填料為輕質(zhì)多孔沸石或輕質(zhì)多孔陶粒，填料表面及其內(nèi)部孔隙附有微生物膜。
所述的微生物膜內(nèi)的微生物為高效脫硫菌S-2菌。
所述的空氣進(jìn)口的空氣進(jìn)口量體積為沼氣進(jìn)口的沼氣進(jìn)口量體積的3％～5％。
所述的除酸筒內(nèi)裝有鈣鹽或鋇鹽。(按標(biāo)準(zhǔn)體積計(jì)算)。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是具有硫化氫的吸收、轉(zhuǎn)化在同一裝置內(nèi)進(jìn)行；硫化氫先后經(jīng)過液體層、填料層進(jìn)行兩次脫出，以確保脫硫效果；通過限量通入空氣，既滿足微生物脫硫?qū)ρ鯕獾男枨?，又能將沼氣中殘留氧量控制在安全值?nèi)，保證沼氣安全利用等特點(diǎn)。


圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明。
如圖1所示，沼氣生物脫硫裝置，其特征在于由一個(gè)生物脫硫塔、一個(gè)用管道與此生物脫硫塔相連接的除酸循環(huán)裝置15和設(shè)在所述的管道上的循環(huán)泵14組成，所述的生物脫硫塔有一個(gè)塔體13，此塔體13下端一側(cè)設(shè)有一沼氣進(jìn)氣口1和空氣進(jìn)氣口23，這兩個(gè)進(jìn)氣口合并后與設(shè)在塔體13底部的布?xì)庋b置3相連接，塔體13內(nèi)中部設(shè)有一多孔隔板6及其支撐墊5，多孔隔板6下方形成液體層4，多孔隔板6上方為充填有帶有微生物膜的填實(shí)的填料層7，此填料層7的上方所設(shè)的頂部布水裝置12和循環(huán)泵管道相連接，在填料層7之上，布水裝置12之下的塔體壁上設(shè)有反沖洗出口9，塔體13下端另一側(cè)設(shè)有排液口21，塔體13上端設(shè)有沼氣出口10，所述的除酸循環(huán)裝置15包括設(shè)在其下端的通過管道20與生物脫硫塔排液口21相連接的進(jìn)液口19，設(shè)在此裝置內(nèi)并與此進(jìn)液口19相連接的除酸筒18，和循環(huán)池17，此循環(huán)池17通過管道和循環(huán)泵14相連接，在與進(jìn)液口19相對(duì)的位置設(shè)排污口16。
所述的塔體13底部設(shè)有維護(hù)孔22，中間設(shè)有長條形觀察孔8。
所述的混合進(jìn)氣管上設(shè)有進(jìn)口硫化氫濃度檢測(cè)口2，在沼氣出口10上設(shè)有出口硫化氫濃度檢測(cè)口11。
所述的填料層內(nèi)的填料為輕質(zhì)多孔沸石或輕質(zhì)多孔陶粒，填料表面及其內(nèi)部孔隙附有微生物膜。
所述的微生物膜內(nèi)的微生物為高效脫硫菌S-2菌。
S-2菌菌體呈桿狀，0.9×0.2um，成對(duì)排列，顯微鏡觀察無泳動(dòng)現(xiàn)象。菌落無色，表面光滑。其生理生化特征為革蘭氏染色陰性，接觸酶陽性，氧化酶陰性，葡萄糖發(fā)酵陰性。根據(jù)其形態(tài)、生理生化特征等，將該菌初步鑒定為不動(dòng)桿菌屬(Acinetobacter)。S-2的培養(yǎng)基為牛肉膏3g，蛋白胨5g，酵母膏3g，Na2HPO4·12H2O2g，NaCl3g，Na2S·12H2O2g，pH7.0。
所述的空氣進(jìn)口23的空氣進(jìn)口量體積為沼氣進(jìn)口1的沼氣進(jìn)口量體積的3％～5％。
所述的除酸筒內(nèi)裝有鈣鹽或鋇鹽。(按標(biāo)準(zhǔn)體積計(jì)算)。
從消化池產(chǎn)生的沼氣從沼氣入口1進(jìn)入，與從空氣入口23進(jìn)入的空氣按比例(空氣標(biāo)準(zhǔn)體積為沼氣標(biāo)準(zhǔn)體積的3％～5％)混合后，從生物脫硫塔底部的布?xì)庋b置3均勻進(jìn)入生物脫硫塔，先后通過由多孔隔板6隔成的液體層4與填料層7，與從生物脫硫塔頂部布水裝置12噴出的吸收液逆向接觸。沼氣中的部分硫化氫首先被液體層吸收，并被其中的微生物轉(zhuǎn)化、利用，生成硫酸鹽；未被吸收的連同液體中游離出的硫化氫隨著沼氣上升，通過多孔隔板均勻進(jìn)入填料層，再被填料層的微生物膜與填料吸附、吸收，最終被微生物同化、轉(zhuǎn)化，生成菌體物質(zhì)和硫酸鹽，最終將硫化氫從沼氣中去除，硫化氫的去除率可達(dá)90％以上，凈化后的沼氣從生物脫硫塔的頂部排出，經(jīng)過干法輔助脫硫達(dá)標(biāo)后利用。填料層的水落入液體層中，超過一定高度時(shí)，液體自動(dòng)經(jīng)排液口21排出，經(jīng)過除酸循環(huán)裝置15的進(jìn)水口19進(jìn)入除酸筒18，液體中的硫酸與鈣鹽或鋇鹽中和從液體中除去，酸度恢復(fù)正常的液體再進(jìn)入循環(huán)池17中，最后經(jīng)循環(huán)泵14送到生物脫硫塔的頂部，經(jīng)環(huán)形布水器從上向下噴入填料層，與沼氣逆向接觸，吸收沼氣中的硫化氫，并補(bǔ)充填料層滴入液體層的水分。每隔一段時(shí)間在循環(huán)池中添加微生物營養(yǎng)物質(zhì)，以維持微生物的持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。
權(quán)利要求1.一種沼氣生物脫硫裝置，其特征在于由一個(gè)生物脫硫塔、一個(gè)用管道與此生物脫硫塔相連接的除酸循環(huán)裝置(15)和設(shè)在所述的管道上的循環(huán)泵(14)組成，所述的生物脫硫塔有一個(gè)塔體(13)，此塔體(13)下端一側(cè)設(shè)有一沼氣進(jìn)氣口(1)和空氣進(jìn)氣口(23)，這兩個(gè)進(jìn)氣口合并后與設(shè)在塔體(13)底部的布?xì)庋b置(3)相連接，塔體(13)內(nèi)中部設(shè)有一多孔隔板(6)及其支撐墊(5)，多孔隔板(6)下方形成液體層(4)，多孔隔板(6)上方為充填有帶有微生物膜的填實(shí)的填料層(7)，此填料層(7)的上方所設(shè)的頂部布水裝置(12)和循環(huán)泵管道相連接，在填料層(7)之上，布水裝置(12)之下的塔體壁上設(shè)有反沖洗出口(9)，塔體(13)下端另一側(cè)設(shè)有排液口(21)，塔體(13)上端設(shè)有沼氣出口(10)，所述的除酸循環(huán)裝置(15)包括設(shè)在其下端的通過管道(20)與生物脫硫塔排液口(21)相連接的進(jìn)液口(19)，設(shè)在此裝置內(nèi)并與此進(jìn)液口(19)相連接的除酸筒(18)，和循環(huán)池(17)，此循環(huán)池(17)通過管道和循環(huán)泵(14)相連接，在與進(jìn)液口(19)相對(duì)的位置設(shè)排污口(16)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的沼氣生物脫硫裝置，其特征在于所述的塔體(13)底部設(shè)有維護(hù)孔(22)，中間設(shè)有長條形觀察孔(8)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的沼氣生物脫硫裝置，其特征在于所述的混合進(jìn)氣管上設(shè)有進(jìn)口硫化氫濃度檢測(cè)口(2)，在沼氣出口(10)上設(shè)有出口硫化氫濃度檢測(cè)口(11)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的沼氣生物脫硫裝置，其特征在于所述的填料層內(nèi)的填料為輕質(zhì)多孔沸石或輕質(zhì)多孔陶粒，填料表面及其內(nèi)部孔隙附有微生物膜。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的沼氣生物脫硫裝置，其特征在于所述的微生物膜內(nèi)的微生物為高效脫硫菌S-2菌。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的沼氣生物脫硫裝置，其特征在于所述的空氣進(jìn)口(23)的空氣進(jìn)口量體積為沼氣進(jìn)口(1)的沼氣進(jìn)口量體積的3％～5％。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的沼氣生物脫硫裝置，其特征在于所述的除酸筒內(nèi)裝有鈣鹽或鋇鹽。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種利用生物法除去沼氣中硫化氫的裝置——沼氣生物脫硫裝置，它由一個(gè)生物脫硫塔、一個(gè)用管道與此生物脫硫塔相連接的除酸循環(huán)裝置和設(shè)在所述管道上的循環(huán)泵組成。沼氣從沼氣入口進(jìn)入，與從空氣入口進(jìn)入的空氣按比例混合后，通過生物脫硫塔底部的布?xì)庋b置均勻進(jìn)入生物脫硫塔內(nèi)，先后通過由多孔隔板隔成的液體層與填料層，與從生物脫硫塔頂部布水裝置噴出的吸收液逆向接觸。沼氣中的硫化氫氣體分別被這兩層中的液體與微生物吸附、吸收；酸化的液體與污泥從底部排液口排出，經(jīng)過除酸循環(huán)裝置的進(jìn)液口進(jìn)入除酸筒，經(jīng)鈣鹽或鋇鹽中和后進(jìn)入循環(huán)池中。該裝置具有結(jié)構(gòu)與操作簡單、處理效率高、運(yùn)行穩(wěn)定、成本低、應(yīng)用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)B01D53/50GK2870960SQ200620089059
公開日2007年2月21日 申請(qǐng)日期2006年1月18日 優(yōu)先權(quán)日2006年1月18日
發(fā)明者袁月祥, 顏開, 廖銀章 申請(qǐng)人:北京合百意生態(tài)能源科技開發(fā)有限公司, 中國科學(xué)院成都生物研究所