专利名称：沼气生物脱硫装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种气体成分分离技术，具体是一种沼气生物脱硫装置，适用于畜禽养殖场沼气工程厌氧消化、工业有机废水处理等产生的含硫化氢气体沼气或垃圾填埋气的脱硫处理。
背景技术：
厌氧消化产生的沼气中通常含有硫化氢气体，其硫化氢含量通常在1000ppm～3000ppm之间。常用的沼气脱硫方式有化学法和生物法。化学脱硫通常采用干法氧化铁吸收的方法，在常温下将沼气通过脱硫剂床层，沼气中的H2S与活性氧化铁接触，生成三硫化二铁，然后含有硫化物的脱硫剂与空气中的氧接触，当有水存在时，铁的硫化物又转化为氧化铁和单质硫。这种脱硫再生过程可循环进行多次，直至氧化铁脱硫剂表面的大部分孔隙被硫或其他杂质覆盖而失去活性为止。化学脱硫需要使用脱硫剂，而且当沼气中硫化氢含量较高时，脱硫剂更换频繁，不但增加成本，而且操作起来比较困难。失活的脱硫剂若不妥善处置易造成二次污染。
所谓生物脱硫，就是在适宜的温度、湿度、养分和微氧条件下，通过脱硫细菌的代谢作用将H2S转化为单质硫。反应过程为H2S+2O2→H2SO42H2S+O2→2S+2H2O脱硫微生物菌群的作用结果是将沼气中的H2S气体转化为单质硫和稀硫酸后达到沼气脱硫的效果。目前，这种脱硫技术存在的主要问题是过程难以控制湿度、氧气含量等条件。在湿度控制上，现有生物脱硫系统多采用喷淋水的方式，喷淋水难以分布均匀，且与气相接触面积小。由于沼气成分存在波动，因此，供气量(即供氧量)较难控制。
中国专利文献CN2710731Y公开了一种“生物催化氧化脱硫装置”。它由两部分组成，一是个带沼气进口和沼气出口的生物填料装置，装置内放置若干填料；填料的上方设有喷淋装置，喷淋装置与带泵的输送管连通；另一个是活化装置，在这里输送管接受和输送喷淋液体，并接受搅拌装置进行曝气。两个装置可以单独使用，也可以联合使用。但该装置有如下不足一是分体的，这给制造和使用带来不便；二是装置中的氧含量、温度和湿度都不能控制，影响脱硫效果。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是，克服脱硫装置分成两体的不足，提供一种制造和使用一体的脱硫装置。
本发明需要解决的另一技术问题是，克服装置中氧含量、温度和湿度都不能控制的缺点。
本发明的沼气生物脱硫装置，是一个带沼气进口和沼气出口的脱硫塔，脱硫塔内放置丝网状填料，填料的上方设有喷嘴，喷嘴与带回流泵的输送管连通，其特征在于所述的输送管的另一管口位于脱硫塔下部的营养液段；塔底部设有排放口。在脱硫塔下部设营养液段，即使得装置成为有机的一体，方便了制造和使用。
本发明的脱硫塔外有增温保温层，塔室内有测温探头；塔身部有空气进口，塔室内有测氧探头。设增温保温层和测温探头，则可以对塔室内温度进行测量和控制，塔内温度一般控制在30±5℃。设空气进口和测氧探头，则可以对塔室内含氧量进行测量和控制，含氧量一般控制在1～1.5％。
喷嘴可以兼起加湿作用，作为优选，脱硫塔身部设有加湿器。加湿器能对水进行加压、雾化，以给脱硫细菌的生长和活化提供更优良的环境。
空气进口和加湿器可以彼此独立设在脱硫塔壁上，作为优选，空气进口和加湿器与沼气进口连通，以保证进入塔室的沼气和空气在沼气进口管内迅速混合均匀，并方便脱硫塔塔身的制造。
带回流泵的输送管可以采用回流泵在塔外、而输送管在塔内的方案，作为优选，带回流泵的输送管的上端穿过脱硫塔壁与连通，其下端穿过脱硫塔壁没入下部的营养液中，以方便制造、安装和维修。
本发明的有益效果一是装置为一体的，方便了制造和使用。二是安全可靠，操作简单，脱硫过程中的供氧量和湿度易控制，产生生物污泥量少，无二次污染。当沼气中硫化氢含量为1000～3000ppm时，脱硫效率可达95％以上，并可回收单质硫，且运行成本比化学法降低70％。
图1是本发明脱硫塔的结构示意图，其中1-沼气进口， 2-沼气出口， 3-生物填料， 4-营养液喷嘴，5-回流泵，6-连通管， 7-排放口， 8-增温保温层，9-加湿器，10-空气进口。
图2是图1的A-A剖视图，为填料分布示意图。
图3是图1的B-B剖视图，为沼气进口、空气进口、加湿器布局示意图。
具体实施例方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
实施例1。见图1，本发明的沼气生物脱硫装置是一个竖立的脱硫塔，沼气出口2、沼气进口1和排放口7分别设在塔的顶部、下腰部和底部，沼气进口1以下形成营养液段。脱硫塔内放置若干高比表面的生物填料3(如市售的丝网状填料，其比表面积可达到250m2/m3，以增加生物膜量，见图2)，填料的上方设有营养液喷嘴4，带回流泵5的输送管6的上端穿过脱硫塔壁与喷嘴4连通，其下端穿过脱硫塔壁没入下部的营养液中。塔室内有测氧探头与测温仪连接。空气进口10和加湿器9(市售)与沼气进口1连通，见图3。脱硫塔外有增温保温层8。
本发明五个主要系统工作过程和原理如下(1)沼气空气进气、混合系统。主要包括沼气进、出口1、2和空气进口10。由生物脱硫反应方程式可以看出，脱硫反应需要一定的氧气量，可通过向脱硫塔1内供空气的方式来满足。沼气和空气进入沼气进口1迅速均匀混合后进入脱硫塔，之后上升经过生物填料3，在适宜的湿度、温度、养分和供氧量条件下，微生物完成脱硫反应；脱硫后由设在塔顶的沼气出口2排出。
(2)生物填料系统。生物填料3设在脱硫塔1中部，形成一个立体结构的密集的生物网，可供微生物附着生长，形成脱硫细菌生物“滤网”。其上有营养液喷嘴4。在适宜的温度、湿度和养分条件下，微生物附着在生物填料上，形成生物“滤网”。脱硫塔下部营养液段的营养液通过回流泵5、输送管6和营养液喷嘴4根据需要定期喷在生物填料3上，为微生物生长提供养分，以有效地提高脱硫效率。
(3)加湿系统。加湿器9设在沼气进口1。水经过加湿器9雾化之后，和沼气、空气一起进入并以水雾形式在塔内存在，大大增加了水与气相的接触面积。
(4)增温保温系统。脱硫塔外部设有增温保温层8，塔室内有测温探头，保证塔内温度在30±5℃。
(5)供氧系统。采用测氧探头对沼气中的O2进行监测，通过控制空气进口10的大小来控制进入塔内的空气量(即控制供氧量)，保证塔内含氧量到达生物脱硫要求，避免过多硫酸的产生。当供氧量合适时，可以生成单质硫供回收。
权利要求
1.一种沼气生物脱硫装置，是一个带沼气进口(1)和沼气出口(2)的脱硫塔，脱硫塔内放置若干填料(3)，填料的上方设有喷嘴(4)，喷嘴(4)与带回流泵(5)的输送管(6)连通，其特征在于所述的输送管(6)的另一管口位于脱硫塔下部的营养液段；塔底部设有排放口(7)。
2.根据权利要求1所述的沼气生物脱硫装置，其特征在于所述的脱硫塔外有增温保温层(8)，塔室内有测温探头；塔身部有空气进口(10)，塔室内有测氧探头。
3.根据权利要求2所述的沼气生物脱硫装置，其特征在于所述的脱硫塔身部设有加湿器(9)。
4.根据权利要求2或3所述的沼气生物脱硫装置，其特征在于所述的空气进口(10)和加湿器(9)与沼气进口(1)连通。
5.根据权利要求1或2或3所述的沼气生物脱硫装置，其特征在于所述的带回流泵(5)的输送管(6)的上端穿过脱硫塔壁与喷嘴(4)连通，其下端穿过脱硫塔壁没入下部的营养液中。
6.根据权利要求4所述的沼气生物脱硫装置，其特征在于所述的带回流泵(5)的输送管(6)的上端穿过脱硫塔壁与喷嘴(4)连通，其下端穿过脱硫塔壁没入下部的营养液中。
7.根据权利要求4所述的沼气生物脱硫装置，其特征在于所述的脱硫塔内温度为30±5℃，混合气体含氧量在1～1.5％。
8.根据权利要求5所述的沼气生物脱硫装置，其特征在于所述的脱硫塔内温度为30±5℃，混合气体含氧量在1～1.5％。
全文摘要
本发明涉及一种沼气生物脱硫装置。它需要解决的技术问题是，提供一种制造和使用一体的脱硫装置；还可以克服装置中氧含量、温度和湿度都不能控制的缺点。本发明沼气生物脱硫装置，是一个带沼气进口(1)和沼气出口(2)的脱硫塔，脱硫塔内放置若干填料(3)，填料的上方设有喷嘴(4)，喷嘴(4)与带回流泵(5)的输送管(6)连通，其特征在于所述的输送管(6)的另一管口位于脱硫塔下部的营养液段；塔底部设有排放口(7)。
文档编号B01D53/52GK101053765SQ200710067269
公开日2007年10月17日 申请日期2007年2月14日 优先权日2007年2月14日
发明者蔡昌达, 蔡磊 申请人:杭州能源环境工程有限公司