一種生物脫硫裝置以及工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種生物脫硫裝置及其脫硫工藝，利用循環(huán)泵將脫硫液打入脫硫塔頂部，經噴頭將脫硫液噴淋到填料表面，以保持填料表面濕潤；在脫硫塔進氣口處，變頻風機將空氣按比例注入到含有硫化氫的原料沼氣中，形成混合氣體；混合氣體經過填料層后，其中的硫化氫被填料表面的生物膜吸收，凈化后的氣體從脫硫塔出口排出，從而完成脫硫。本發(fā)明所帶來的有益效果是：由以上具體工藝可以看出，本發(fā)明為一種運行成本更低，脫硫能力更強，運行穩(wěn)定、安全的生物脫硫工藝；空氣注入比例通過PLC、變頻風機控制和調整，注入比例可根據系統(tǒng)進口硫化氫濃度和出口氧氣濃度調整，既能保證脫硫過程對氧氣的需求，又能夠保證風機不會將過多的空氣注入原料氣。
【專利說明】—種生物脫硫裝置以及工藝
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種沼氣、生物質氣脫硫，具體為一種生物脫硫裝置以及脫硫工藝。
【背景技術】
[0002]污水厭氧工藝中產生的沼氣可用于發(fā)電或者提純制取天然氣，但是其中硫化氫會嚴重腐蝕輸送管道和設備，因此在利用氣體之前必須脫除其中的硫化氫。
[0003]生物法是一用新興的脫硫工藝，較傳統(tǒng)的干法和濕法脫硫工藝，其顯著優(yōu)點是運行成本非常低，但是生物脫硫存在控制條件要求苛刻、脫硫效率不穩(wěn)定、生物污泥不容易清理等問題，限制了該工藝的推廣應用。
[0004]專利CN101597529B公開了一 種“沼氣生物脫硫裝置”，其工藝流程近似傳統(tǒng)濕法脫硫，包含脫硫塔、貧液槽、富液槽、再生槽、沉降槽等裝置，工藝流程比較復雜。該裝置中脫硫液為弱堿性，為防止其酸化，需要添加堿液調節(jié)PH，運行成本相對較高。專利CN201817453U公開了一種“外曝氣沼氣生物脫硫裝置”，其吸收液被引入脫硫塔外的反應水箱，經過爆氣再生后再注入脫硫塔，但采用外曝氣方式再生，脫硫能力有限，脫硫效率不穩(wěn)定，系統(tǒng)進氣中硫化氫含量限于200~5000ppm。而且該裝置中使用清水作為工藝用水，運行成本高。專利2012100075244.7公開了一種“沼氣生物脫硫方法”，采用外曝氣和空氣注入相結合方式，并利用沼液為脫硫細菌提供營養(yǎng)，運行成本低廉。但是其空氣注入比例固定，不能調節(jié)。而且沼液營養(yǎng)成分單一，不適于長期為脫硫細菌提供營養(yǎng)。

【發(fā)明內容】

[0005]針對現有生物脫硫工藝存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種運行成本更低，脫硫能力更強，運行穩(wěn)定、安全的生物脫硫裝置及工藝。
[0006]本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案為，一種生物脫硫裝置，包括脫硫塔、脫硫管路、進氣管路、出氣管路和營養(yǎng)液管路，所述脫硫塔下部通過脫硫管路連通至脫硫塔頂部，所述脫硫管路上設有循環(huán)泵和電動閥，脫硫管路位于脫硫塔頂部的一端設有噴頭；所述脫硫塔下部和頂部還分別連接進氣管路和出氣管路，所述進氣管理同時連接空氣進口和沼氣進口，所述空氣進口處設有變頻風機和電動閥，所述沼氣進口處設有流量計；所述出氣管路上設有氧氣濃度檢測器；所述營養(yǎng)液管路上設有補水處理系統(tǒng)，所述補水處理系統(tǒng)包括補水罐一和補水罐二；
[0007]所述脫硫塔的中部和下部還分別設有溫度傳感器和液位計。
[0008]采用上述脫硫裝置的具體脫硫工藝為，利用循環(huán)泵將脫硫液打入脫硫塔頂部，經噴頭將脫硫液噴淋到填料表面，以保持填料表面濕潤；在脫硫塔進氣口處，變頻風機將空氣按比例注入到含有硫化氫的原料沼氣中，形成混合氣體；混合氣體經過填料層后，其中的硫化氫被填料表面的生物膜吸收，凈化后的氣體從脫硫塔出口排出，從而完成脫硫。
[0009]所述填料可分為一層或者多層裝填，使用格柵和型材將填料支撐起來，從而在脫硫塔底部形成空間以存儲脫硫液；[0010]將配置好的營養(yǎng)液通過補液泵或者溢流方式加入脫硫塔中，為脫硫液中的脫硫細菌提供水分和營養(yǎng)成分；并通過電動閥定時開啟，定時排放脫硫液并補充營養(yǎng)液。
[0011]所述營養(yǎng)液采用溶解液溶解含氮磷鉀元素的藥劑配置；
[0012]所述溶解液可以為軟化水；
[0013]所述溶解液也可以為清水、沉淀池出水或者厭氧消化液來替代或者部分替代軟化水，從而降低運行成本。
[0014]若清水、沉淀池出水、厭氧消化液等水質的C0D、鈣鎂離子含量、懸浮物雜質含量較高，不經過處理直接為細菌提供水分和營養(yǎng)，生物反應過程產生的硫酸鹽會與以上物質反應生成沉淀物，從而脫硫塔內形成大量污泥，造成堵塔。為避免堵塔，需利用補水處理系統(tǒng)對清水、沉淀池出水、厭氧消化液等液體進行預處理。以上液體經過補水罐一和補水罐二處理后，其雜質的含量降低。
[0015]所述空氣注入比例、循環(huán)泵的啟動時間和營養(yǎng)液的添加量全部由PLC控制完成，具體數值經過工藝計算后設定，既能保證細菌脫硫需要，又能避免過量帶來浪費。脫硫塔氣體出口需安裝氧氣濃度檢測器，檢測出口沼氣中氧氣濃度是否在安全范圍內。
[0016]本發(fā)明所帶來的有益效果是:由以上具體工藝可以看出，本發(fā)明為一種運行成本更低，脫硫能力更強，運行 穩(wěn)定、安全的生物脫硫工藝；
[0017]空氣注入比例通過PLC、變頻風機控制和調整，注入比例可根據系統(tǒng)進口硫化氫濃度和出口氧氣濃度調整，既能保證脫硫過程對氧氣的需求，又能夠保證風機不會將過多的空氣注入原料氣。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明的工藝結構示意圖
[0019]圖2為本發(fā)明脫硫效果圖
[0020]圖中，1、脫硫塔2、循環(huán)泵3、電動閥4、溫度傳感器5、液位計6、變頻風機7、流量計8、氧氣濃度檢測器9、補水罐一 10、補水罐二。
【具體實施方式】
[0021]下面結合具體附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。
[0022]如圖1所示，本發(fā)明為一種生物脫硫裝置，包括脫硫塔1、脫硫管路、進氣管路、出氣管路和營養(yǎng)液管路，所述脫硫塔I下部通過脫硫管路連通至脫硫塔頂部，所述脫硫管路上設有循環(huán)泵2和電動閥3，脫硫管路位于脫硫塔頂部的一端設有噴頭；所述脫硫塔下部和頂部還分別連接進氣管路和出氣管路，所述進氣管理同時連接空氣進口和沼氣進口，所述空氣進口處設有變頻風機6和電動閥3，所述沼氣進口處設有流量計7 ;所述出氣管路上設有氧氣濃度檢測器8 ;所述營養(yǎng)液管路上設有補水處理系統(tǒng)，所述補水處理系統(tǒng)包括補水iip一 9 和補水iip_.10 ；
[0023]所述脫硫塔的中部和下部還分別設有溫度傳感器4和液位計5。
[0024]采用上述脫硫裝置的具體脫硫工藝為，利用循環(huán)泵2將脫硫液打入脫硫塔I頂部，經噴頭將脫硫液噴淋到填料表面，以保持填料表面濕潤；脫硫塔I罐體材質采用玻璃鋼或者含內防腐的鋼質材料制成；在脫硫塔I進氣口處，變頻風機6將空氣按比例注入到含有硫化氫的原料沼氣中，形成混合氣體；混合氣體經過填料層后，其中的硫化氫被填料表面的生物膜吸收，凈化后的氣體從脫硫塔I出口排出，從而完成脫硫。
[0025]所述填料為梅花型填料，可分為一層或者多層裝填，填料通過玻璃鋼格柵支撐起來，支持柱采用玻璃鋼型材或者含外防腐的型鋼或鋼管，從而在脫硫塔I底部形成空間以存儲脫硫液，并在脫硫塔底部設置液位計5，檢測脫硫液液面高度；
[0026]將配置好的營養(yǎng)液通過補液泵或者溢流方式加入脫硫塔I中，為脫硫液中的脫硫細菌提供水分和營養(yǎng)成分；并通過電動閥3定時開啟，定時排放脫硫液并補充營養(yǎng)液。
[0027] 所述營養(yǎng)液采用工藝用水溶解含氮磷鉀元素的藥劑配置；
[0028]所述營養(yǎng)液中，氮含量為4~16%，磷含量為0.4~4.8%，鉀含量0.1~3.9%。
[0029]所述工藝用水可以為軟化水；所述工藝用水也可以為清水、沉淀池出水或者厭氧消化液來替代或者部分替代軟化水，從而降低運行成本。
[0030]若清水、沉淀池出水、厭氧消化液等水質的C0D、鈣鎂離子含量、懸浮物雜質含量較高，不經過處理直接為細菌提供水分和營養(yǎng)，生物反應過程產生的硫酸鹽會與以上物質反應生成沉淀物，從而脫硫塔I內形成大量污泥，造成堵塔。為避免堵塔，需利用補水處理系統(tǒng)對清水、沉淀池出水、厭氧消化液等液體進行預處理，以上液體經過補水處理系統(tǒng)的補水罐一 9和補水罐二 10處理后，其雜質的含量降低。
[0031]所述脫硫液溫度范圍為28V~35°C ;脫硫塔上設有溫度傳感器4，管路系統(tǒng)中配備熱交換器，當系統(tǒng)溫度低于設定值時為脫硫液加熱。
[0032]脫硫液pH范圍:0.5~5。采用不同工藝用水，脫硫液pH不同，具體為:采用清水或軟化水，脫硫液pH為0.5~2，采用沉淀池出水或者厭氧消化液時，脫硫液pH為2.5~
5.5o
[0033]所述空氣注入比例、循環(huán)泵2的啟動時間和營養(yǎng)液的添加量全部由PLC控制完成，檢測空氣具體數值經過工藝計算后設定，既能保證細菌脫硫需要，又能避免過量帶來浪費。脫硫塔I氣體出口需安裝氧氣濃度檢測器8，檢測出口沼氣中氧氣濃度是否在安全范圍內；脫硫塔I氣體出口氧氣含量控制在0.5~2.0% ;
[0034]原料沼氣入口處安裝有流量計7 ；
[0035]本脫硫工藝還配備填料快速清洗系統(tǒng)。
[0036]在系統(tǒng)初次運行時，加入適量的硫桿菌菌種母液；當生長條件適宜，細菌能以每2小時繁殖I代的速度呈幾何倍數增長，可以在I~2天內可達到設計要求的脫硫效率。
[0037]某造紙廠采用本生物脫硫工藝系統(tǒng)，設計沼氣氣量為820m3/h，硫化氫濃度為12500ppm，采用兩座脫硫塔串聯(lián)放置，沼氣依次經過兩個脫硫塔，硫化氫降至200ppm。
[0038]如圖2所示為該系統(tǒng)運行記錄，上部方塊曲線為沼氣氣量，下部三角曲線為系統(tǒng)出口硫化氫含量。檢測系統(tǒng)進氣口沼氣中的硫化氫濃度為12000ppm，沼氣氣量維持在580m3/h~620m3/h,脫硫系統(tǒng)出口的硫化氫濃度能夠穩(wěn)定在200ppm以下，脫硫效率可達98%以上。。
[0039]本發(fā)明不局限于上述實施方式，任何人應得知在本發(fā)明啟示下做出的結構變化所得出的相同或相近的技術方案，均落入本發(fā)明的保護范圍之內。
[0040]本發(fā)明未詳細描述的技術、形狀、構造部分均為公知技術。
【權利要求】
1.一種生物脫硫裝置，其特征在于，包括脫硫塔、脫硫管路、進氣管路、出氣管路和營養(yǎng)液管路，所述脫硫塔下部通過脫硫管路連通至脫硫塔頂部，所述脫硫管路上設有循環(huán)泵和電動閥，脫硫管路位于脫硫塔頂部的一端設有噴頭；所述脫硫塔下部和頂部還分別連接進氣管路和出氣管路，所述進氣管理同時連接空氣進口和沼氣進口，所述空氣進口處設有變頻風機和電動閥，所述沼氣進口處設有流量計；所述出氣管路上設有氧氣濃度檢測器；所述營養(yǎng)液管路上設有補水處理系統(tǒng)，所述補水處理系統(tǒng)包括補水罐一和補水罐二。
2.如權利要求1所述的生物脫硫裝置，其特征在于，所述脫硫塔的中部和下部還分別設有溫度傳感器和液位計。
3.采用如權利要求1所述脫硫裝置的生物脫硫工藝，其特征在于，利用循環(huán)泵將脫硫液打入脫硫塔頂部，經噴頭將脫硫液噴淋到填料表面，以保持填料表面濕潤；在脫硫塔進氣口處，變頻風機將空氣按比例注入到含有硫化氫的原料沼氣中，形成混合氣體；混合氣體經過填料層后，其中的硫化氫被填料表面的生物膜吸收，凈化后的氣體從脫硫塔出口排出，從而完成脫硫。
4.如權利要求3所述的生物脫硫工藝，其特征在于，所述填料為梅花型填料，可分為一層或者多層裝填，填料通過玻璃鋼格柵支撐起來，支持柱采用玻璃鋼型材或者含外防腐的型鋼或鋼管，從而在脫硫塔底部形成空間以存儲脫硫液，并在脫硫塔底部設置液位計，檢測脫硫液液面高度。
5.如權利要求3所述的生物脫硫工藝，其特征在于，將配置好的營養(yǎng)液通過補液泵或者溢流方式加入脫硫塔中，為脫硫液中的脫硫細菌提供水分和營養(yǎng)成分；并通過電動閥定時開啟，定時排放脫硫液并補充營養(yǎng)液。
6.如權利要求5所述的生物脫硫工藝，其特征在于，所述營養(yǎng)液采用工藝用水溶解含氮磷鉀元素的藥劑配置，其中，氮含量為4~16%，磷含量為0.4~4.8%，鉀含量0.1~3.9%。
7.如權利要求6所述的生物脫硫工藝，其特征在于，所述工藝用水可以為軟化水。
8.如權利要求6所述的生物脫硫工藝，其特征在于，所述工藝用水也可以為清水、沉淀池出水或者厭氧消化液來替代或者部分替代軟化水。
9.如權利要求8所述的生物脫硫工藝，其特征在于，利用補水處理系統(tǒng)對清水、沉淀池出水、厭氧消化液進行預處理，以上液體經過補水處理系統(tǒng)的補水罐一和補水罐二處理后，其雜質的含量降低。
10.如權利要求3所述的生物脫硫工藝，其特征在于，所述脫硫液溫度范圍為28°C~350C ;脫硫塔上設有溫度傳感器，管路系統(tǒng)中配備熱交換器，當系統(tǒng)溫度低于設定值時為脫硫液加熱。
【文檔編號】B01D53/52GK103980972SQ201410249951
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年6月8日 優(yōu)先權日:2014年6月8日
【發(fā)明者】李昕, 劉慧軍, 薛開喜, 謝劍光 申請人:山東恒能環(huán)保能源設備有限公司