一種用于中低壓天然氣的生物脫硫方法及再生反應(yīng)器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及生物脫硫技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用于中低壓力的天然氣生物脫硫工藝方法及再生反應(yīng)器。
【背景技術(shù)】
[0002]天然氣作為一種優(yōu)質(zhì)的氣體燃料，由于它比人工煤氣、液化石油氣更清潔、快捷、高效、安全，所以已被世界廣泛采用。提高天然氣在一次能源結(jié)構(gòu)中所占的比例可有效降低大氣污染、改善環(huán)境。然而，隨著天然氣田開發(fā)時間的推進，許多氣礦的天然氣田井已進入中后期開采，其產(chǎn)量、壓力逐年降低，目前大部分氣礦采用的增壓后遠距離輸送至脫硫廠進行處理的方式，既不經(jīng)濟，也存在一定的安全隱患。因此，在天然氣工業(yè)發(fā)展過程中，開發(fā)出了適用于中低壓力下天然氣脫硫的新工藝。
[0003]對于中低壓力下天然氣脫硫工藝，目前主要采用干法脫硫和液相氧化還原脫硫技術(shù)。然而，干法脫硫處理的規(guī)模有限，一般適合于潛硫量小于0.lt/d的范圍。目前在國內(nèi)外較為理想的方式往往采用液相氧化還原脫硫技術(shù)進行處理，然而液相氧化還原的主要缺點在于化學品消耗高和容易發(fā)生硫堵，造成操作成本的增加。
[0004]目前，還沒有通過微生物來脫除中低壓天然氣中的含硫物的工藝。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]生物脫硫，又稱生物催化劑脫硫，可以在不同壓力下，利用脫硫菌種的特殊代謝途徑完成含硫氣體的凈化，特別是硫化氫的凈化。目前，對于氣體生物脫硫的專利及文獻報道多為廢氣、酸氣及沼氣，例如CN1238711A、CN1098117C、CN1343134A等。然而，天然氣的處理規(guī)模和硫磺生產(chǎn)量均較大，井口及管輸?shù)奶烊粴庀鄬τ谄渌麕最悮怏w而言，具有較高壓力。對于這類天然氣生物脫硫技術(shù)，以上專利內(nèi)容未見報道。發(fā)明人考慮，是否可以將生物脫硫技術(shù)應(yīng)用于中低壓天然氣的含硫氣體的凈化。
[0006]因此，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于，提供一種通過微生物來脫除中低壓天然氣中的含硫物的工藝及含硫富液再生的再生反應(yīng)器。
[0007]為了解決上述的技術(shù)問題，本發(fā)明提供以下的技術(shù)方案。
[0008]本發(fā)明第一方面提供一種用于中低壓天然氣的生物脫硫方法，所述方法包括以下步驟:
[0009]步驟(I)、將脫硫溶液與含硫化氫的天然氣在吸收塔中接觸并分離得到含有硫化物的脫硫溶液和去除硫化氫之后的天然氣；
[0010]步驟(2)、將所述含有硫化物的富液輸送到閃蒸罐進行閃蒸，得到含有硫化氫的閃蒸氣和閃蒸后的含有硫化物的富液；
[0011]步驟(3)、將所述含有硫化氫的閃蒸氣和閃蒸后的含有硫化物的富液輸送到再生反應(yīng)器中；
[0012]其中，將所述閃蒸后的含有硫化物的富液輸送到再生反應(yīng)器的含有脫硫微生物的含氧區(qū)，在所述含氧區(qū)中所述閃蒸后富液中的硫化物被所述脫硫微生物轉(zhuǎn)化為單質(zhì)硫，并且所述閃蒸后含有硫化物的富液被再生為貧液；
[0013]將所述含有硫化氫的閃蒸氣通入到所述再生反應(yīng)器的非含氧區(qū)，所述含有硫化氫的閃蒸氣中的硫化氫被所述再生后的貧液吸收。
[0014]優(yōu)選地，所述中低壓天然氣是指壓力為0.5-5.0MPa的天然氣。
[0015]優(yōu)選地,所述中低壓天然氣是指壓力為1.0-3.0MPa的天然氣。
[0016]優(yōu)選地，在步驟⑴中，所述吸收塔選自于鼓泡塔、填料塔、噴淋塔、板式塔或者它們的組合。
[0017]優(yōu)選地，在步驟(I)中，所述吸收塔為噴淋塔，并且所述接觸為逆向接觸。
[0018]優(yōu)選地，在步驟(I)中，所述脫硫溶液為堿性緩沖溶液。
[0019]優(yōu)選地，所述堿性緩沖溶液為碳酸鹽緩沖溶液或者磷酸鹽緩沖溶液或者它們的組入口 ο
[0020]優(yōu)選地，所述碳酸鹽緩沖溶液為pH為7.5-10.0的碳酸鈉-碳酸氫鈉溶液；所述磷酸鹽緩沖溶液為PH為7.5-10.0的磷酸二氫鉀和磷酸氫二鉀溶液。
[0021]優(yōu)選地,在步驟(2)中,所述閃蒸氣壓力為0.1-1.0Mpa0
[0022]優(yōu)選地，步驟(3)中的將所述的單質(zhì)硫從所述脫硫溶液中分離回收。
[0023]優(yōu)選地，步驟(3)中的將所述的單質(zhì)硫是以液態(tài)的形式從所述脫硫溶液中分離回收。
[0024]優(yōu)選地，步驟(3)中所述再生反應(yīng)器的含氧區(qū)和非含氧區(qū)是隔離的。
[0025]優(yōu)選地，步驟(3)中所述再生反應(yīng)器的含氧區(qū)和非含氧區(qū)是通過開孔隔板而隔離的，所述開孔孔徑為20-40mm，最上層開孔位置略低于液面，最下層開孔位置不低于隔板高度的一半，所述孔的總面積占隔板總面積的比例為30%以下。
[0026]優(yōu)選地，所述再生反應(yīng)器的含氧區(qū)位于所述再生反應(yīng)器的外側(cè)，所述再生反應(yīng)器的非含氧區(qū)位于所述再生反應(yīng)器的內(nèi)側(cè)。
[0027]優(yōu)選地，所述再生反應(yīng)器的含氧區(qū)中的貧液的一部分在氣升作用下從隔板上的開孔進入到所述再生反應(yīng)器的非含氧區(qū)。
[0028]優(yōu)選地，所述再生反應(yīng)器的含氧區(qū)中的貧液的一部分用泵輸送到步驟(I)的吸收塔中。
[0029]優(yōu)選地，含有氧氣的氣體被輸送到步驟(3)中的所述再生反應(yīng)器中的含氧區(qū)。
[0030]優(yōu)選地,所述含有氧氣的氣體為空氣。
[0031 ] 優(yōu)選地，所述脫硫微生物為硫桿菌屬。
[0032]本發(fā)明的另一方面提供一種用于中低壓天然氣的生物脫硫再生反應(yīng)器，所述再生反應(yīng)器包括含氧區(qū)和非含氧區(qū)，所述含氧區(qū)和非含氧區(qū)通過開孔隔板隔離；所述含氧區(qū)用于脫除閃蒸后富液中的硫化物，使富液再生為貧液；所述非含氧區(qū)用于利用含氧區(qū)再生的貧液吸收閃蒸氣中的硫化氫。
[0033]優(yōu)選地，所述含氧區(qū)為一個圓環(huán)形的區(qū)域，所述非含氧區(qū)為一個圓柱形的區(qū)域，所述含氧區(qū)的圓環(huán)形的區(qū)域包圍著所述非含氧區(qū)的圓柱形區(qū)域。
[0034]優(yōu)選地，所述隔板的開孔位于隔板的側(cè)面。
[0035]優(yōu)選地，所述隔板開孔的孔徑為20_40mm。
[0036]優(yōu)選地，所述隔板開孔的最上層開孔位置略低于所述再生反應(yīng)器中富液的液面，最下層開孔位置不低于所述隔板高度的一半。
[0037]優(yōu)選地，所述孔的總面積占隔板總面積的比例為30%以下。
[0038]優(yōu)選地，所述孔的總面積占隔板總面積的比例根據(jù)溶液循環(huán)量和氣體流量壓強確定。
[0039]優(yōu)選地，所述氣體為通入再生反應(yīng)器中的空氣及閃蒸氣。
[0040]本發(fā)明實施例提供的技術(shù)方案帶來的有益效果是:
[0041](I)有效解決了開采中后期的中低壓天然氣脫硫的技術(shù)難題，能夠在0.5-5.0MPa的中低壓力下，有效去除天然氣以及閃蒸氣中的硫化氫，確保尾氣排放達標；
[0042](2)通過利用再生的堿液來吸收凈化閃蒸氣，提供了一種中低壓天然氣生物脫硫過程中閃蒸氣的處理方法；
[0043](3)閃蒸氣脫硫和富液再生在同一反應(yīng)器中進行，降低了設(shè)備投資費用。
【附圖說明】
[0044]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0045]圖1是本發(fā)明實施例1提供的中低壓力天然氣生物脫硫方法的流程圖；
[0046]圖2是本發(fā)明實施例3提供的再生反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0047]圖3是本發(fā)明實施例3提供的再生反應(yīng)器中隔板的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0048]附圖標記分別表示:
[0049]A、吸收塔；B、閃蒸塔；C、再生反應(yīng)器；D、循環(huán)泵；
[0050]1、原料氣；2、凈化氣；3、吸收后富液；4、閃蒸后富液；5、閃蒸氣；6、空氣；7、貧液；
8、再生反應(yīng)器隔板(側(cè)面開孔)；9、再生反應(yīng)器隔板局部放大圖；
[0051]L、隔板高度。
【具體實施方式】
[0052]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明實施方式作進一步地詳細描述。
[0053]本發(fā)明的第一方面提供了一種用于中低壓天然氣的生物脫硫方法，所述方法包括以下步驟:
[0054]步驟(I)、將脫硫溶液與含硫化氫的天然氣在吸收塔中接觸并分離得到含有硫化物的脫硫溶液和去除硫化氫之后的天然氣；
[0055]步驟(2)、將所述含有硫化物的富液輸送到閃蒸罐進行閃蒸，得到含有硫化氫的閃蒸氣和閃蒸后的含有硫化物的富液；
[0056]步驟(3)、將所述含有硫化氫的閃蒸氣和閃蒸后的含有硫化物的富液輸送到再生反應(yīng)器中；
[0057]其中，將所述閃蒸后的含有硫化物的富液輸送到再生反應(yīng)器的含有脫硫微生物的含氧區(qū)，在所述含氧區(qū)中所述閃蒸后富液中的