一种厌氧反应的沼气脱硫工艺的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及大中型沼气工程和有机废物的资源利用领域，具体是指一种厌氧反应 的沼气脱硫工艺。
【背景技术】
[0002] 随着经济的高速发展和人口的急剧增加，日益尖锐的能源供需矛盾及其引起的全 球性环境污染等问题，迫使世界各国相继进行新能源的开发与研究。厌氧发酵技术可利用 多种生物质废弃物生产出一种可再生的生物质能源-沼气，可广泛应用于农作物秸杆、禽 畜粪便、生活有机垃圾等生物质废弃物的综合处理，对实现生物质废弃物的资源化利用与 环境污染治理，缓解我国能源需求紧张的局面和改善生态环境具有重大的现实意义。
[0003] 厌氧反应产生的沼气中常常含有H2S气体，如果沼气不经过脱硫处理而直接燃烧 将会形成大量的S02，其是形成酸雨的罪魁祸首，将严重污染大气环境。并且H2S气体含有 一定的腐蚀性，使用没经过脱硫的沼气，将严重影响沼气发电机、沼气锅炉、等其他设备的 使用寿命。因此，沼气在使用前必须进行脱硫处理。目前，比较常用的沼气脱硫方法有生物 脱硫法和物理化学脱硫法两种：物理脱硫法是主要是通过吸附剂将H2S分子吸附在吸附剂 上来将其脱除的原理，化学脱硫法是通过氧化铁等化学脱硫剂与H2S反应生成单质S固体 从而将H2s从沼气中脱除的原理；生物脱硫法则是在湿润和有氧的条件下通过脱硫细菌等 微生物的生物氧化过程将生成单质S从而将其从沼气中脱除的原理。
[0004] 目前，无论采取哪一种脱硫方法都需要在厌氧反应器外另外增加一套沼气脱硫设 施，需要增加很多附属的管道和管件，如果工程规模比较大的话，整个脱硫装置的造价高且 占地面积也很大，在一些用地紧张和投资少的地方将很难实施。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于提供一种厌氧反应的沼气脱硫工艺，解决目前的沼气脱硫设备 都是独立在厌氧反应器之外而占空较大的空间体积的问题，达到减小整体的体积、降低设 备成本的目的。
[0006] 本发明的目的通过下述技术方案实现： 一种厌氧反应的沼气脱硫工艺，包括厌氧反应器本体，厌氧反应器本体呈圆筒状，其 顶部具有圆锥状的顶盖，顶盖的顶部安装有沼气排出口，在所述顶盖内安装有位于沼气排 出口下方的填料支架，在填料支架上安装有生物填料层，在所述顶盖内部设置有多个空气 喷嘴，空气喷嘴通过空气管道与位于厌氧反应器本体外部的鼓风机连接。厌氧反应器本体 采用经典的设计结构，其整体呈圆筒状，顶部利用锥形的顶盖固定连接，形成内部空腔结构 的密闭容器，在锥形顶盖的顶部安装有沼气排出口，通常地讲沼气排出口位于顶盖的水平 位置最高处，在顶盖上安装填料支架，在填料支架上设置生物填料层，生物填料层位于发酵 料液和沼气排气口之间，在生物填料层与发酵料液之间形成储气仓，发酵料液产生的沼气 必须经过生物填料层才能到达沼气排气口，在顶盖上安装多个空气喷嘴，空气喷嘴通过空 气管道与鼓风机连接，在使用过程中，鼓风机通过空气管道、空气喷嘴向厌氧反应器本体内 注入部分含氧的空气，料液中厌氧发酵产生的沼气上升在储气仓内与空气充分混合，然后 经过挂在填料支架上的生物填料层，沼气中的H2S就会与生物填料层的微生物膜发生生物 脱硫过程，在有氧气存在的条件下H2S经生物氧化过程生成单质硫，该过程反应方程式为： 2H2S+02 = 2S+ 2? Ο 该反应中微生物种类以细菌为主，真菌为次，极少有酵母菌，常用的细菌是硫杆菌属的 氧化亚铁硫杆菌，脱氮硫杆菌及排硫杆菌，该过程中的氧气通过设置于厌氧反应器本体外 部的鼓风机经过空气管道和安装在厌氧反应器本体顶盖上的空气喷嘴向厌氧反应器本体 内输入空气来实现，经过计算及实际工程经验，要使上述反应能够很好地进行，应该保持沼 气中的空气含量在2%~5%之间，沼气的爆炸极限为5%~15%沼气在空气中，因此在该条件下 可排除爆炸的危险，为了实际工程中的鼓风机选型，输入空气量可通过如下公式取得： 沼气产量（m3/d) ΧΟ. 0347=输入空气量（L/min) 通过上式计算，得到不同规模的沼气工程生物脱硫空气输入量如下表：
在实际工程应用中，可根据发酵料液参数和沼气中H2S含量，来对上表的取值做一定的 调整，以使脱硫效果达到最佳。通过将生物脱硫的装置安装在厌氧反应器本体内，使得脱硫 过程在厌氧反应器本体内就可以完成，相对于目前的生物脱硫过程使用的设备，不仅大大 减少了设备的占地面积，而且也保证了安全，大大降低了设备制造成本，有利于推广。
[0007] 所述空气喷嘴均匀分布在顶盖上。进一步讲，作为本发明的进一步改进，通过均匀 分布设置空气喷嘴的方式，可以使得空气中的氧气均匀分布在储气仓内，避免局部氧气含 量过高或过低，如果氧气含量过高，则不安全，有爆炸的可能，如果氧气含量过低，则不利于 脱硫，因此，均匀分布的空气喷嘴可以使得空气均匀分散。
[0008] 所述填料支架由角钢制成，并焊接在顶盖内表面。进一步讲采用角钢制成填料支 架，不仅利用其便于加工的特性，而且其不易变形的特点也使得生物填料层在使用过程中 避免下坠而造成与厌氧反应器本体之间存在间隙，导致沼气不经过生物填料层而直接从沼 气排出口排出。
[0009] 所述空气管道由不锈钢管、碳钢管、聚乙烯管中的任意一种制成。
[0010] 本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果： 1本发明一种厌氧反应的沼气脱硫工艺，通过将生物脱硫的装置安装在厌氧反应器本 体内，使得脱硫过程在厌氧反应器本体内就可以完成，相对于目前的生物脱硫过程使用的 设备，不仅大大减少了设备的占地面积，而且也保证了安全，大大降低了设备制造成本，有 利于推广； 2本发明一种厌氧反应的沼气脱硫工艺，通过均匀分布设置空气喷嘴的方式，可以使得 空气中的氧气均匀分布在储气仓内，避免局部氧气含量过高或过低，如果氧气含量过高，则 不安全，有爆炸的可能，如果氧气含量过低，则不利于脱硫，因此，均匀分布的空气喷嘴可以 使得空气均匀分散； 3本发明一种厌氧反应的沼气脱硫工艺，采用角钢制成填料支架，不仅利用其便于加工 的特性，而且其不易变形的特点也使得生物填料层在使用过程中避免下坠而造成与厌氧反 应器本体之间存在间隙，导致沼气不经过生物填料层而直接从沼气排出口排出，保证了脱 硫效果。
【附图说明】
[0011] 图1为本发明主视图； 图2为本发明图1的俯视图。
[0012] 附图中标记及相应的零部件名称： 1-厌氧反应器本体，2-空气喷嘴，3-填料支架，4-生物填料层，5-空气管道，6-鼓风 机，7-沼气排出口，8-顶盖，9-储气仓。
【具体实施方式】
[0013] 下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。 实施例
[0014] 如图1至2所示，本发明一种厌氧反应的沼气脱硫工艺，包括厌氧反应器本体1，厌 氧反应器本体1采用经典的设计结构，其整体呈圆筒状，顶部利用锥形的顶盖8固定连接， 形成内部空腔结构的密闭容器，在锥形顶盖8的顶部安装有沼气排出口 7,沼气排出口 7位 于顶盖8的中部，在顶盖8内侧壁上利用角钢焊接而成填料支架3,在填料支架3上设置生 物填料层4,生物填料层4采用高分子弹性材料制成，其内部包含有多种细菌；生物填料层4 位于发酵料液和沼气排气口 7之间，在生物填料层4与发酵料液之间形成储气仓9,发酵料 液产生的沼气必须经过生物填料层4才能到达沼气排气口 7,在顶盖8上安装多个空气喷嘴 4,空气喷嘴4均匀地分布在顶盖8上，空气喷嘴4穿过顶盖8并将顶盖8内外连通，空气喷 嘴4通过空气管道5与鼓风机6连接，空气管道5采用不锈钢管制成，作为替换材料，也可 以采用碳钢管或聚乙烯管制成。
[0015]以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依 据本发明的技术实质上对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保 护范围之内。
【主权项】
1. 一种厌氧反应的沼气脱硫工艺，包括厌氧反应器本体（1 )，厌氧反应器本体（1)呈圆 筒状，其顶部具有圆锥状的顶盖（8)，顶盖（8)的顶部安装有沼气排出口（7)，其特征在于： 在所述顶盖（8 )内安装有位于沼气排出口（ 7 )下方的填料支架（3 )，在填料支架（3 )上安装 有生物填料层（4)，在所述顶盖（8)内部设置有多个空气喷嘴（2)，空气喷嘴（2)通过空气管 道（5)与位于厌氧反应器本体（1)外部的鼓风机（6)连接；鼓风机通过空气管道、空气喷嘴 向厌氧反应器本体内注入部分含氧的空气，料液中厌氧发酵产生的沼气上升在储气仓内与 空气充分混合，然后经过挂在填料支架上的生物填料层，沼气中的H2S就会与生物填料层的 微生物膜发生生物脱硫过程，在有氧气存在的条件下H2S经生物氧化过程生成单质硫。2. 根据权利要求1所述的一种厌氧反应的沼气脱硫工艺，其特征在于：所述空气喷嘴 (2) 均匀分布在顶盖（8)上。3. 根据权利要求1所述的一种厌氧反应的沼气脱硫工艺，其特征在于：所述填料支架 (3) 由角钢制成，并焊接在顶盖（8)内表面。4. 根据权利要求1至3中任意一项所述的一种厌氧反应的沼气脱硫工艺，其特征在于： 所述空气管道（5)由不锈钢管、碳钢管、聚乙烯管中的任意一种制成。
【专利摘要】本发明公布了一种厌氧反应的沼气脱硫工艺，包括厌氧反应器本体，厌氧反应器本体呈圆筒状，其顶部具有圆锥状的顶盖，顶盖的顶部安装有沼气排出口，在所述顶盖内安装有位于沼气排出口下方的填料支架，在填料支架上安装有生物填料层，在所述顶盖内部设置有多个空气喷嘴，空气喷嘴通过空气管道与位于厌氧反应器本体外部的鼓风机连接。本发明将生物脱硫的装置安装在厌氧反应器本体内，使得脱硫过程在厌氧反应器本体内就可以完成，相对于目前的生物脱硫过程使用的设备，不仅大大减少了设备的占地面积，而且也保证了安全，大大降低了设备制造成本，有利于推广。
【IPC分类】B01D53/52, C10L3/10, B01D53/84, B01D53/76
【公开号】CN105251338
【申请号】CN201510704381
【发明人】魏向廷, 王刚, 张仁友, 张仁明
【申请人】四川和鼎环保工程有限责任公司
【公开日】2016年1月20日
【申请日】2015年10月27日