一種厭氧反應(yīng)的沼氣脫硫工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及大中型沼氣工程和有機(jī)廢物的資源利用領(lǐng)域，具體是指一種厭氧反應(yīng) 的沼氣脫硫工藝。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展和人口的急劇增加，日益尖銳的能源供需矛盾及其引起的全 球性環(huán)境污染等問題，迫使世界各國相繼進(jìn)行新能源的開發(fā)與研究。厭氧發(fā)酵技術(shù)可利用 多種生物質(zhì)廢棄物生產(chǎn)出一種可再生的生物質(zhì)能源-沼氣，可廣泛應(yīng)用于農(nóng)作物秸桿、禽 畜糞便、生活有機(jī)垃圾等生物質(zhì)廢棄物的綜合處理，對實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)廢棄物的資源化利用與 環(huán)境污染治理，緩解我國能源需求緊張的局面和改善生態(tài)環(huán)境具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。
[0003] 厭氧反應(yīng)產(chǎn)生的沼氣中常常含有H2S氣體，如果沼氣不經(jīng)過脫硫處理而直接燃燒 將會(huì)形成大量的S02，其是形成酸雨的罪魁禍?zhǔn)?，將?yán)重污染大氣環(huán)境。并且H2S氣體含有 一定的腐蝕性，使用沒經(jīng)過脫硫的沼氣，將嚴(yán)重影響沼氣發(fā)電機(jī)、沼氣鍋爐、等其他設(shè)備的 使用壽命。因此，沼氣在使用前必須進(jìn)行脫硫處理。目前，比較常用的沼氣脫硫方法有生物 脫硫法和物理化學(xué)脫硫法兩種：物理脫硫法是主要是通過吸附劑將H2S分子吸附在吸附劑 上來將其脫除的原理，化學(xué)脫硫法是通過氧化鐵等化學(xué)脫硫劑與H2S反應(yīng)生成單質(zhì)S固體 從而將H2s從沼氣中脫除的原理；生物脫硫法則是在濕潤和有氧的條件下通過脫硫細(xì)菌等 微生物的生物氧化過程將生成單質(zhì)S從而將其從沼氣中脫除的原理。
[0004] 目前，無論采取哪一種脫硫方法都需要在厭氧反應(yīng)器外另外增加一套沼氣脫硫設(shè) 施，需要增加很多附屬的管道和管件，如果工程規(guī)模比較大的話，整個(gè)脫硫裝置的造價(jià)高且 占地面積也很大，在一些用地緊張和投資少的地方將很難實(shí)施。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于提供一種厭氧反應(yīng)的沼氣脫硫工藝，解決目前的沼氣脫硫設(shè)備 都是獨(dú)立在厭氧反應(yīng)器之外而占空較大的空間體積的問題，達(dá)到減小整體的體積、降低設(shè) 備成本的目的。
[0006] 本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)： 一種厭氧反應(yīng)的沼氣脫硫工藝，包括厭氧反應(yīng)器本體，厭氧反應(yīng)器本體呈圓筒狀，其 頂部具有圓錐狀的頂蓋，頂蓋的頂部安裝有沼氣排出口，在所述頂蓋內(nèi)安裝有位于沼氣排 出口下方的填料支架，在填料支架上安裝有生物填料層，在所述頂蓋內(nèi)部設(shè)置有多個(gè)空氣 噴嘴，空氣噴嘴通過空氣管道與位于厭氧反應(yīng)器本體外部的鼓風(fēng)機(jī)連接。厭氧反應(yīng)器本體 采用經(jīng)典的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，其整體呈圓筒狀，頂部利用錐形的頂蓋固定連接，形成內(nèi)部空腔結(jié)構(gòu) 的密閉容器，在錐形頂蓋的頂部安裝有沼氣排出口，通常地講沼氣排出口位于頂蓋的水平 位置最高處，在頂蓋上安裝填料支架，在填料支架上設(shè)置生物填料層，生物填料層位于發(fā)酵 料液和沼氣排氣口之間，在生物填料層與發(fā)酵料液之間形成儲(chǔ)氣倉，發(fā)酵料液產(chǎn)生的沼氣 必須經(jīng)過生物填料層才能到達(dá)沼氣排氣口，在頂蓋上安裝多個(gè)空氣噴嘴，空氣噴嘴通過空 氣管道與鼓風(fēng)機(jī)連接，在使用過程中，鼓風(fēng)機(jī)通過空氣管道、空氣噴嘴向厭氧反應(yīng)器本體內(nèi) 注入部分含氧的空氣，料液中厭氧發(fā)酵產(chǎn)生的沼氣上升在儲(chǔ)氣倉內(nèi)與空氣充分混合，然后 經(jīng)過掛在填料支架上的生物填料層，沼氣中的H2S就會(huì)與生物填料層的微生物膜發(fā)生生物 脫硫過程，在有氧氣存在的條件下H2S經(jīng)生物氧化過程生成單質(zhì)硫，該過程反應(yīng)方程式為： 2H2S+02 = 2S+ 2? Ο 該反應(yīng)中微生物種類以細(xì)菌為主，真菌為次，極少有酵母菌，常用的細(xì)菌是硫桿菌屬的 氧化亞鐵硫桿菌，脫氮硫桿菌及排硫桿菌，該過程中的氧氣通過設(shè)置于厭氧反應(yīng)器本體外 部的鼓風(fēng)機(jī)經(jīng)過空氣管道和安裝在厭氧反應(yīng)器本體頂蓋上的空氣噴嘴向厭氧反應(yīng)器本體 內(nèi)輸入空氣來實(shí)現(xiàn)，經(jīng)過計(jì)算及實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)，要使上述反應(yīng)能夠很好地進(jìn)行，應(yīng)該保持沼 氣中的空氣含量在2%~5%之間，沼氣的爆炸極限為5%~15%沼氣在空氣中，因此在該條件下 可排除爆炸的危險(xiǎn)，為了實(shí)際工程中的鼓風(fēng)機(jī)選型，輸入空氣量可通過如下公式取得： 沼氣產(chǎn)量（m3/d) ΧΟ. 0347=輸入空氣量（L/min) 通過上式計(jì)算，得到不同規(guī)模的沼氣工程生物脫硫空氣輸入量如下表：
在實(shí)際工程應(yīng)用中，可根據(jù)發(fā)酵料液參數(shù)和沼氣中H2S含量，來對上表的取值做一定的 調(diào)整，以使脫硫效果達(dá)到最佳。通過將生物脫硫的裝置安裝在厭氧反應(yīng)器本體內(nèi)，使得脫硫 過程在厭氧反應(yīng)器本體內(nèi)就可以完成，相對于目前的生物脫硫過程使用的設(shè)備，不僅大大 減少了設(shè)備的占地面積，而且也保證了安全，大大降低了設(shè)備制造成本，有利于推廣。
[0007] 所述空氣噴嘴均勻分布在頂蓋上。進(jìn)一步講，作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，通過均勻 分布設(shè)置空氣噴嘴的方式，可以使得空氣中的氧氣均勻分布在儲(chǔ)氣倉內(nèi)，避免局部氧氣含 量過高或過低，如果氧氣含量過高，則不安全，有爆炸的可能，如果氧氣含量過低，則不利于 脫硫，因此，均勻分布的空氣噴嘴可以使得空氣均勻分散。
[0008] 所述填料支架由角鋼制成，并焊接在頂蓋內(nèi)表面。進(jìn)一步講采用角鋼制成填料支 架，不僅利用其便于加工的特性，而且其不易變形的特點(diǎn)也使得生物填料層在使用過程中 避免下墜而造成與厭氧反應(yīng)器本體之間存在間隙，導(dǎo)致沼氣不經(jīng)過生物填料層而直接從沼 氣排出口排出。
[0009] 所述空氣管道由不銹鋼管、碳鋼管、聚乙烯管中的任意一種制成。
[0010] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下的優(yōu)點(diǎn)和有益效果： 1本發(fā)明一種厭氧反應(yīng)的沼氣脫硫工藝，通過將生物脫硫的裝置安裝在厭氧反應(yīng)器本 體內(nèi)，使得脫硫過程在厭氧反應(yīng)器本體內(nèi)就可以完成，相對于目前的生物脫硫過程使用的 設(shè)備，不僅大大減少了設(shè)備的占地面積，而且也保證了安全，大大降低了設(shè)備制造成本，有 利于推廣； 2本發(fā)明一種厭氧反應(yīng)的沼氣脫硫工藝，通過均勻分布設(shè)置空氣噴嘴的方式，可以使得 空氣中的氧氣均勻分布在儲(chǔ)氣倉內(nèi)，避免局部氧氣含量過高或過低，如果氧氣含量過高，則 不安全，有爆炸的可能，如果氧氣含量過低，則不利于脫硫，因此，均勻分布的空氣噴嘴可以 使得空氣均勻分散； 3本發(fā)明一種厭氧反應(yīng)的沼氣脫硫工藝，采用角鋼制成填料支架，不僅利用其便于加工 的特性，而且其不易變形的特點(diǎn)也使得生物填料層在使用過程中避免下墜而造成與厭氧反 應(yīng)器本體之間存在間隙，導(dǎo)致沼氣不經(jīng)過生物填料層而直接從沼氣排出口排出，保證了脫 硫效果。
【附圖說明】
[0011] 圖1為本發(fā)明主視圖； 圖2為本發(fā)明圖1的俯視圖。
[0012] 附圖中標(biāo)記及相應(yīng)的零部件名稱： 1-厭氧反應(yīng)器本體，2-空氣噴嘴，3-填料支架，4-生物填料層，5-空氣管道，6-鼓風(fēng) 機(jī)，7-沼氣排出口，8-頂蓋，9-儲(chǔ)氣倉。
【具體實(shí)施方式】
[0013] 下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。 實(shí)施例
[0014] 如圖1至2所示，本發(fā)明一種厭氧反應(yīng)的沼氣脫硫工藝，包括厭氧反應(yīng)器本體1，厭 氧反應(yīng)器本體1采用經(jīng)典的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，其整體呈圓筒狀，頂部利用錐形的頂蓋8固定連接， 形成內(nèi)部空腔結(jié)構(gòu)的密閉容器，在錐形頂蓋8的頂部安裝有沼氣排出口 7,沼氣排出口 7位 于頂蓋8的中部，在頂蓋8內(nèi)側(cè)壁上利用角鋼焊接而成填料支架3,在填料支架3上設(shè)置生 物填料層4,生物填料層4采用高分子彈性材料制成，其內(nèi)部包含有多種細(xì)菌；生物填料層4 位于發(fā)酵料液和沼氣排氣口 7之間，在生物填料層4與發(fā)酵料液之間形成儲(chǔ)氣倉9,發(fā)酵料 液產(chǎn)生的沼氣必須經(jīng)過生物填料層4才能到達(dá)沼氣排氣口 7,在頂蓋8上安裝多個(gè)空氣噴嘴 4,空氣噴嘴4均勻地分布在頂蓋8上，空氣噴嘴4穿過頂蓋8并將頂蓋8內(nèi)外連通，空氣噴 嘴4通過空氣管道5與鼓風(fēng)機(jī)6連接，空氣管道5采用不銹鋼管制成，作為替換材料，也可 以采用碳鋼管或聚乙烯管制成。
[0015]以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非對本發(fā)明做任何形式上的限制，凡是依 據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)上對以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、等同變化，均落入本發(fā)明的保 護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種厭氧反應(yīng)的沼氣脫硫工藝，包括厭氧反應(yīng)器本體（1 )，厭氧反應(yīng)器本體（1)呈圓 筒狀，其頂部具有圓錐狀的頂蓋（8)，頂蓋（8)的頂部安裝有沼氣排出口（7)，其特征在于： 在所述頂蓋（8 )內(nèi)安裝有位于沼氣排出口（ 7 )下方的填料支架（3 )，在填料支架（3 )上安裝 有生物填料層（4)，在所述頂蓋（8)內(nèi)部設(shè)置有多個(gè)空氣噴嘴（2)，空氣噴嘴（2)通過空氣管 道（5)與位于厭氧反應(yīng)器本體（1)外部的鼓風(fēng)機(jī)（6)連接；鼓風(fēng)機(jī)通過空氣管道、空氣噴嘴 向厭氧反應(yīng)器本體內(nèi)注入部分含氧的空氣，料液中厭氧發(fā)酵產(chǎn)生的沼氣上升在儲(chǔ)氣倉內(nèi)與 空氣充分混合，然后經(jīng)過掛在填料支架上的生物填料層，沼氣中的H2S就會(huì)與生物填料層的 微生物膜發(fā)生生物脫硫過程，在有氧氣存在的條件下H2S經(jīng)生物氧化過程生成單質(zhì)硫。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種厭氧反應(yīng)的沼氣脫硫工藝，其特征在于：所述空氣噴嘴 (2) 均勻分布在頂蓋（8)上。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種厭氧反應(yīng)的沼氣脫硫工藝，其特征在于：所述填料支架 (3) 由角鋼制成，并焊接在頂蓋（8)內(nèi)表面。4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任意一項(xiàng)所述的一種厭氧反應(yīng)的沼氣脫硫工藝，其特征在于： 所述空氣管道（5)由不銹鋼管、碳鋼管、聚乙烯管中的任意一種制成。
【專利摘要】本發(fā)明公布了一種厭氧反應(yīng)的沼氣脫硫工藝，包括厭氧反應(yīng)器本體，厭氧反應(yīng)器本體呈圓筒狀，其頂部具有圓錐狀的頂蓋，頂蓋的頂部安裝有沼氣排出口，在所述頂蓋內(nèi)安裝有位于沼氣排出口下方的填料支架，在填料支架上安裝有生物填料層，在所述頂蓋內(nèi)部設(shè)置有多個(gè)空氣噴嘴，空氣噴嘴通過空氣管道與位于厭氧反應(yīng)器本體外部的鼓風(fēng)機(jī)連接。本發(fā)明將生物脫硫的裝置安裝在厭氧反應(yīng)器本體內(nèi)，使得脫硫過程在厭氧反應(yīng)器本體內(nèi)就可以完成，相對于目前的生物脫硫過程使用的設(shè)備，不僅大大減少了設(shè)備的占地面積，而且也保證了安全，大大降低了設(shè)備制造成本，有利于推廣。
【IPC分類】B01D53/52, C10L3/10, B01D53/84, B01D53/76
【公開號】CN105251338
【申請?zhí)枴緾N201510704381
【發(fā)明人】魏向廷, 王剛, 張仁友, 張仁明
【申請人】四川和鼎環(huán)保工程有限責(zé)任公司
【公開日】2016年1月20日
【申請日】2015年10月27日