專利名稱：沼氣生物脫硫裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種氣體成分分離技術(shù)，具體是一種沼氣生物脫硫裝置，適用于畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)沼氣工程厭氧消化、工業(yè)有機(jī)廢水處理等產(chǎn)生的含硫化氫氣體沼氣或垃圾填埋氣的脫硫處理。
背景技術(shù)：
厭氧消化產(chǎn)生的沼氣中通常含有硫化氫氣體，其硫化氫含量通常在1000ppm～3000ppm之間。常用的沼氣脫硫方式有化學(xué)法和生物法?；瘜W(xué)脫硫通常采用干法氧化鐵吸收的方法，在常溫下將沼氣通過脫硫劑床層，沼氣中的H2S與活性氧化鐵接觸，生成三硫化二鐵，然后含有硫化物的脫硫劑與空氣中的氧接觸，當(dāng)有水存在時(shí)，鐵的硫化物又轉(zhuǎn)化為氧化鐵和單質(zhì)硫。這種脫硫再生過程可循環(huán)進(jìn)行多次，直至氧化鐵脫硫劑表面的大部分孔隙被硫或其他雜質(zhì)覆蓋而失去活性為止?；瘜W(xué)脫硫需要使用脫硫劑，而且當(dāng)沼氣中硫化氫含量較高時(shí)，脫硫劑更換頻繁，不但增加成本，而且操作起來比較困難。失活的脫硫劑若不妥善處置易造成二次污染。
所謂生物脫硫，就是在適宜的溫度、濕度、養(yǎng)分和微氧條件下，通過脫硫細(xì)菌的代謝作用將H2S轉(zhuǎn)化為單質(zhì)硫。反應(yīng)過程為H2S+2O2→H2SO42H2S+O2→2S+2H2O脫硫微生物菌群的作用結(jié)果是將沼氣中的H2S氣體轉(zhuǎn)化為單質(zhì)硫和稀硫酸后達(dá)到沼氣脫硫的效果。目前，這種脫硫技術(shù)存在的主要問題是過程難以控制濕度、氧氣含量等條件。在濕度控制上，現(xiàn)有生物脫硫系統(tǒng)多采用噴淋水的方式，噴淋水難以分布均勻，且與氣相接觸面積小。由于沼氣成分存在波動(dòng)，因此，供氣量(即供氧量)較難控制。
中國(guó)專利文獻(xiàn)CN2710731Y公開了一種“生物催化氧化脫硫裝置”。它由兩部分組成，一是個(gè)帶沼氣進(jìn)口和沼氣出口的生物填料裝置，裝置內(nèi)放置若干填料；填料的上方設(shè)有噴淋裝置，噴淋裝置與帶泵的輸送管連通；另一個(gè)是活化裝置，在這里輸送管接受和輸送噴淋液體，并接受攪拌裝置進(jìn)行曝氣。兩個(gè)裝置可以單獨(dú)使用，也可以聯(lián)合使用。但該裝置有如下不足一是分體的，這給制造和使用帶來不便；二是裝置中的氧含量、溫度和濕度都不能控制，影響脫硫效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題是，克服脫硫裝置分成兩體的不足，提供一種制造和使用一體的脫硫裝置。
本發(fā)明需要解決的另一技術(shù)問題是，克服裝置中氧含量、溫度和濕度都不能控制的缺點(diǎn)。
本發(fā)明的沼氣生物脫硫裝置，是一個(gè)帶沼氣進(jìn)口和沼氣出口的脫硫塔，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，其特征在于所述的輸送管的另一管口位于脫硫塔下部的營(yíng)養(yǎng)液段；塔底部設(shè)有排放口。在脫硫塔下部設(shè)營(yíng)養(yǎng)液段，即使得裝置成為有機(jī)的一體，方便了制造和使用。
本發(fā)明的脫硫塔外有增溫保溫層，塔室內(nèi)有測(cè)溫探頭；塔身部有空氣進(jìn)口，塔室內(nèi)有測(cè)氧探頭。設(shè)增溫保溫層和測(cè)溫探頭，則可以對(duì)塔室內(nèi)溫度進(jìn)行測(cè)量和控制，塔內(nèi)溫度一般控制在30±5℃。設(shè)空氣進(jìn)口和測(cè)氧探頭，則可以對(duì)塔室內(nèi)含氧量進(jìn)行測(cè)量和控制，含氧量一般控制在1～1.5％。
噴嘴可以兼起加濕作用，作為優(yōu)選，脫硫塔身部設(shè)有加濕器。加濕器能對(duì)水進(jìn)行加壓、霧化，以給脫硫細(xì)菌的生長(zhǎng)和活化提供更優(yōu)良的環(huán)境。
空氣進(jìn)口和加濕器可以彼此獨(dú)立設(shè)在脫硫塔壁上，作為優(yōu)選，空氣進(jìn)口和加濕器與沼氣進(jìn)口連通，以保證進(jìn)入塔室的沼氣和空氣在沼氣進(jìn)口管內(nèi)迅速混合均勻，并方便脫硫塔塔身的制造。
帶回流泵的輸送管可以采用回流泵在塔外、而輸送管在塔內(nèi)的方案，作為優(yōu)選，帶回流泵的輸送管的上端穿過脫硫塔壁與連通，其下端穿過脫硫塔壁沒入下部的營(yíng)養(yǎng)液中，以方便制造、安裝和維修。
本發(fā)明的有益效果一是裝置為一體的，方便了制造和使用。二是安全可靠，操作簡(jiǎn)單，脫硫過程中的供氧量和濕度易控制，產(chǎn)生生物污泥量少，無(wú)二次污染。當(dāng)沼氣中硫化氫含量為1000～3000ppm時(shí)，脫硫效率可達(dá)95％以上，并可回收單質(zhì)硫，且運(yùn)行成本比化學(xué)法降低70％。


圖1是本發(fā)明脫硫塔的結(jié)構(gòu)示意圖，其中1-沼氣進(jìn)口， 2-沼氣出口， 3-生物填料， 4-營(yíng)養(yǎng)液噴嘴，5-回流泵，6-連通管， 7-排放口， 8-增溫保溫層，9-加濕器，10-空氣進(jìn)口。
圖2是圖1的A-A剖視圖，為填料分布示意圖。
圖3是圖1的B-B剖視圖，為沼氣進(jìn)口、空氣進(jìn)口、加濕器布局示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。
實(shí)施例1。見圖1，本發(fā)明的沼氣生物脫硫裝置是一個(gè)豎立的脫硫塔，沼氣出口2、沼氣進(jìn)口1和排放口7分別設(shè)在塔的頂部、下腰部和底部，沼氣進(jìn)口1以下形成營(yíng)養(yǎng)液段。脫硫塔內(nèi)放置若干高比表面的生物填料3(如市售的絲網(wǎng)狀填料，其比表面積可達(dá)到250m2/m3，以增加生物膜量，見圖2)，填料的上方設(shè)有營(yíng)養(yǎng)液噴嘴4，帶回流泵5的輸送管6的上端穿過脫硫塔壁與噴嘴4連通，其下端穿過脫硫塔壁沒入下部的營(yíng)養(yǎng)液中。塔室內(nèi)有測(cè)氧探頭與測(cè)溫儀連接?？諝膺M(jìn)口10和加濕器9(市售)與沼氣進(jìn)口1連通，見圖3。脫硫塔外有增溫保溫層8。
本發(fā)明五個(gè)主要系統(tǒng)工作過程和原理如下(1)沼氣空氣進(jìn)氣、混合系統(tǒng)。主要包括沼氣進(jìn)、出口1、2和空氣進(jìn)口10。由生物脫硫反應(yīng)方程式可以看出，脫硫反應(yīng)需要一定的氧氣量，可通過向脫硫塔1內(nèi)供空氣的方式來滿足。沼氣和空氣進(jìn)入沼氣進(jìn)口1迅速均勻混合后進(jìn)入脫硫塔，之后上升經(jīng)過生物填料3，在適宜的濕度、溫度、養(yǎng)分和供氧量條件下，微生物完成脫硫反應(yīng)；脫硫后由設(shè)在塔頂?shù)恼託獬隹?排出。
(2)生物填料系統(tǒng)。生物填料3設(shè)在脫硫塔1中部，形成一個(gè)立體結(jié)構(gòu)的密集的生物網(wǎng)，可供微生物附著生長(zhǎng)，形成脫硫細(xì)菌生物“濾網(wǎng)”。其上有營(yíng)養(yǎng)液噴嘴4。在適宜的溫度、濕度和養(yǎng)分條件下，微生物附著在生物填料上，形成生物“濾網(wǎng)”。脫硫塔下部營(yíng)養(yǎng)液段的營(yíng)養(yǎng)液通過回流泵5、輸送管6和營(yíng)養(yǎng)液噴嘴4根據(jù)需要定期噴在生物填料3上，為微生物生長(zhǎng)提供養(yǎng)分，以有效地提高脫硫效率。
(3)加濕系統(tǒng)。加濕器9設(shè)在沼氣進(jìn)口1。水經(jīng)過加濕器9霧化之后，和沼氣、空氣一起進(jìn)入并以水霧形式在塔內(nèi)存在，大大增加了水與氣相的接觸面積。
(4)增溫保溫系統(tǒng)。脫硫塔外部設(shè)有增溫保溫層8，塔室內(nèi)有測(cè)溫探頭，保證塔內(nèi)溫度在30±5℃。
(5)供氧系統(tǒng)。采用測(cè)氧探頭對(duì)沼氣中的O2進(jìn)行監(jiān)測(cè)，通過控制空氣進(jìn)口10的大小來控制進(jìn)入塔內(nèi)的空氣量(即控制供氧量)，保證塔內(nèi)含氧量到達(dá)生物脫硫要求，避免過多硫酸的產(chǎn)生。當(dāng)供氧量合適時(shí)，可以生成單質(zhì)硫供回收。
權(quán)利要求
1.一種沼氣生物脫硫裝置，是一個(gè)帶沼氣進(jìn)口(1)和沼氣出口(2)的脫硫塔，脫硫塔內(nèi)放置若干填料(3)，填料的上方設(shè)有噴嘴(4)，噴嘴(4)與帶回流泵(5)的輸送管(6)連通，其特征在于所述的輸送管(6)的另一管口位于脫硫塔下部的營(yíng)養(yǎng)液段；塔底部設(shè)有排放口(7)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的沼氣生物脫硫裝置，其特征在于所述的脫硫塔外有增溫保溫層(8)，塔室內(nèi)有測(cè)溫探頭；塔身部有空氣進(jìn)口(10)，塔室內(nèi)有測(cè)氧探頭。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的沼氣生物脫硫裝置，其特征在于所述的脫硫塔身部設(shè)有加濕器(9)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的沼氣生物脫硫裝置，其特征在于所述的空氣進(jìn)口(10)和加濕器(9)與沼氣進(jìn)口(1)連通。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的沼氣生物脫硫裝置，其特征在于所述的帶回流泵(5)的輸送管(6)的上端穿過脫硫塔壁與噴嘴(4)連通，其下端穿過脫硫塔壁沒入下部的營(yíng)養(yǎng)液中。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的沼氣生物脫硫裝置，其特征在于所述的帶回流泵(5)的輸送管(6)的上端穿過脫硫塔壁與噴嘴(4)連通，其下端穿過脫硫塔壁沒入下部的營(yíng)養(yǎng)液中。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的沼氣生物脫硫裝置，其特征在于所述的脫硫塔內(nèi)溫度為30±5℃，混合氣體含氧量在1～1.5％。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的沼氣生物脫硫裝置，其特征在于所述的脫硫塔內(nèi)溫度為30±5℃，混合氣體含氧量在1～1.5％。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種沼氣生物脫硫裝置。它需要解決的技術(shù)問題是，提供一種制造和使用一體的脫硫裝置；還可以克服裝置中氧含量、溫度和濕度都不能控制的缺點(diǎn)。本發(fā)明沼氣生物脫硫裝置，是一個(gè)帶沼氣進(jìn)口(1)和沼氣出口(2)的脫硫塔，脫硫塔內(nèi)放置若干填料(3)，填料的上方設(shè)有噴嘴(4)，噴嘴(4)與帶回流泵(5)的輸送管(6)連通，其特征在于所述的輸送管(6)的另一管口位于脫硫塔下部的營(yíng)養(yǎng)液段；塔底部設(shè)有排放口(7)。
文檔編號(hào)B01D53/52GK101053765SQ200710067269
公開日2007年10月17日 申請(qǐng)日期2007年2月14日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月14日
發(fā)明者蔡昌達(dá), 蔡磊 申請(qǐng)人:杭州能源環(huán)境工程有限公司