专利名称：高硫化氢含量的沼气分离生产生物质天然气的方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及高硫化氢含量的沼气分离生产生物质天然气的方法。本发明还涉及应用于高硫化氢含量的沼气分离生产生物质天然气的装置。
背景技术：
丁醇、乙醇发酵生产原料处理过程中需要加高浓度硫酸，因此产生的沼气中会带有高含量的硫化氢。硫化氢具有很强的腐蚀性和毒性，若不处理直接供锅炉燃烧，不仅会缩短锅炉使用寿命，而且会对大气环境造成污染，对人体造成危害。单独用化学脱硫技术脱高含量硫化氢需要四级脱硫方式，沼气中硫化氢最高含量达4%(v/v)，这么高硫化氢含量很难用单一化学脱硫技术脱出沼气中高含量硫化氢，并且占地面积很大，投资成本也大。高硫化氢含量的沼气分离生产生物质天然气的过程中，含硫量高的硫泡沫连续进入熔硫釜，通过釜内夹套蒸汽加热，分离出硫泡沫中的水分等杂质，熔融态的产品硫磺从釜的下部不断地流出。熔硫釜内硫泡沫经高温熔融后成为易于流动的熔融状态的硫，经阀门排出釜外进入铸模，经冷却后成为块状固体硫。但随着熔融态的硫经过阀门管线时温度下降，部分熔融态的硫在放硫阀及管内冷凝成固态硫，形成的固态硫易堵塞阀门和管线，熔硫釜停止运行， 需对放流管进行疏通，造成了脱硫系统析出硫段的事故，影响上游工序的正常运行。高硫化氢含量的沼气分离生产生物质天然气的过程中，在遇到紧急事故的情况下需要对可燃气体进行紧急放空，可燃气体通过放空管道时，对放空管壁的摩擦容易产生静电引起火灾爆炸事故。以前类似装置紧急放空时是在放空总管中通氮气来稀释可燃气体， 氮气作为惰性气防止可燃气体与管道摩擦产生静电，但成本高，操作困难，自动化程度比较低。因此，急需一种改进的技术来解决现有技术中所存在的问题。
发明内容
本发明的目的是针对上述不足，提供一种净化度高、流程简单、自动化程度高、操作维护方便、能耗低、占地面积小的高硫化氢含量的沼气分离生产生物质天然气的方法。本发明的另一个目的是提供一种应用于上述高硫化氢含量的沼气分离生产生物质天然气的装置。为实现上述目的，本发明采用的技术方案是
高硫化氢含量的沼气分离生产生物质天然气的方法，包括如下步骤 一、生物脱硫步骤
在20— 40°C的温度条件下，将压力为1. 5—2. 5 KPa含4%(ν/ν)高浓度硫化氢的沼气， 经湿式螺旋气柜储存缓冲，再经沼气鼓风机加压到30KPa送入生物洗涤塔，沼气在洗涤塔内与自上而下的洗涤液逆流接触，沼气中含有的高浓度硫化氢被洗涤液吸收，脱硫后的沼气从洗涤塔顶部排出，吸收了硫化氢的洗涤液流至塔底，洗涤液通过泵送进入生物反应器， 控制反应器内温度为25—45°C，生物反应器底部设置的布气系统供氧气给反应器内的微生物([tl]杆菌)，将反应器中溶解的硫化物转化为单质硫，同时洗涤液中的碱得到生物再生，以供循环洗涤，单质硫由泵送到硫沉淀器，此时单质硫与洗涤液分离，单质硫再由泵送到后端系统进一步处理后再利用，经生物洗涤塔处理后的沼气中硫化氢浓度降低至300ppm 以下；
二、化学脱硫步骤
在20— 40°C的温度条件下，将经过生物脱硫处理后的沼气送入化学脱硫塔，气体自下而上与脱硫塔顶喷淋下来的脱硫贫液逆流接触，脱硫塔的液位为1/10，控制脱硫贫液的碱度为0. 2—0. 4mol/L,脱硫液的PH值为8. 5—9. 2，脱硫液的循环量为250Nm3/h，脱硫贫液中的纯碱与气体中的硫化氢反应生成硫氢化钠，从而将气体中的硫化氢脱除，此时沼气的硫化氢含量降至< 10 mg/m3，脱硫后的沼气从脱硫塔顶部排出，经分离器分离掉气体中的液滴后，送往脱碳工段。脱硫塔底部的富液(与沼气中的硫化氢反应后含有NaHS和NaHCO3的贫液)以及未反应的脱硫贫液，从脱硫塔底出来后进入富液槽，由富液泵加压至0. 35-0. 45MPa，送至再生槽喷射器，富液高速通过喷射器喷嘴时，喷射器吸气室形成负压自动吸入空气，富液与空气两相并流经喷射器喉管、扩散管由尾管排出并由再生槽底部并流向上流动，此时富液中的硫氢化钠与空气反应生成单质硫，悬浮单质硫颗粒被空气浮选形成泡沫漂浮在再生槽上部，再生后的贫液由贫液泵打入脱硫塔循环使用，再生槽上部分离出的硫泡沫流入泡沫槽， 经泡沫泵送入熔硫釜，熔硫釜中硫泡沫经蒸汽加热至135—145°C，形成熔融态的流体，自熔硫釜出口排出冷却至常温后形成硫磺产品出售。三、脱碳步骤
将经过生物脱硫和化学脱硫后的常温沼气压缩至1.0— 1.4MI^后进入气体换热器，被来自后续工序的低压闪蒸气(二氧化碳)和脱碳气(天然气)冷却至8—11°C，并经进塔气分离器分离掉冷凝水，从底部进入脱碳塔，脱碳塔的液位为50—80%，气体在塔内向上流动过程中与自上而下的温度为-4一-5°C的脱碳液接触，气流中的二氧化碳被吸收，通过位于脱碳塔顶的除沫器，从塔顶离开脱碳塔，经脱碳气分离器分离掉夹带的雾沫，再通过气体换热器再一次换热至室温，然后经场外管道送用户。吸收了二氧化碳的富液，从脱碳塔底流出，减压至0.4—0.6 MPa，进入高压闪蒸槽，高压闪蒸槽的液位为50—95%，控制高压闪蒸槽的压力为0. 4-0. 6 MPa，在高压槽中闪蒸出富液携带的部分甲烷和二氧化碳，高压闪蒸气经高闪气分离器分离掉夹带的雾沫，进入原料气压缩机，经压缩进入脱碳塔；从高压闪蒸槽底部流出的富液仍含有大量的二氧化碳，进入低压闪蒸槽，低压闪蒸槽的液位为25—50%，控制低压闪蒸槽的压力为0. 01-0. 05 MPa，闪蒸出二氧化碳，经低闪气分离器分离掉夹带的雾沫，换热后送入二氧化碳净化装置。进一步的，生物脱硫步骤中的洗涤液为碱液。化学脱硫步骤中的脱硫贫液为碱液。化学脱硫步骤中的富液为含NaHS和NaHCO3的溶液。脱碳步骤中的脱碳液为NHD溶液、NHD聚乙二醇甲醚溶液中的一种或两者的混合溶液。高硫化氢含量的沼气分离生产生物质天然气的装置，包括生物洗涤塔、硫沉淀器、 化学脱硫塔、熔硫釜、压缩机、脱碳装置、二氧化碳净化装置以及沼气、天然气紧急排空保护装置，所述生物洗涤塔与生物反应器连接，所述生物反应器与硫沉淀器连接，化学脱硫塔与再生槽连接，所述再生槽与熔硫釜连接，所述熔硫釜包括熔硫釜本体，所述熔硫釜本体的侧壁上连接有水蒸汽进汽管，所述熔硫釜本体底部连接有水蒸汽出汽管和放硫管，所述放硫管上设有蒸汽夹套，所述蒸汽夹套分别与水蒸汽进汽管和水蒸汽出汽管连接，所述沼气、天然气紧急排空保护装置包括低压闪蒸槽，所述低压闪蒸槽连接阀门a和阀门b，所述阀门a 和阀门b均连接连锁装置，所述阀门a还连接二氧化碳净化装置，所述阀门b还与放空总管底部连接。本发明高硫化氢含量的沼气分离生产生物质天然气的方法，采用生物脱硫技术， 先脱除原料气中大部分的硫化氢，将处理前4% (ν/ν)高含量硫化氢经生物洗涤塔处理后硫化氢浓度可降低至300ppm以下，具有净化度高、流程简单、自动化程度高、操作维护方便、 能耗低、占地面积小等优点。再使用化学脱硫和物理溶液脱碳技术，脱除剩余的硫化氢和二氧化碳并获取高纯度的生物质天然气供用户使用。本发明高硫化氢含量的沼气分离生产生物质天然气的装置，在熔硫釜的放硫管上设置蒸汽夹套，放硫管上设置蒸汽夹套后，能保持放流管温度，防止熔融态硫冷却形成硫磺堵塞放硫阀及管，帮助熔硫釜完成连续式生产。本发明高硫化氢含量的沼气分离生产生物质天然气的装置，在沼气、天然气紧急排空保护装置中设置连锁装置，若出现事故时可通过连锁装置将二氧化碳气体直接导入放空总管中。该装置充分利用副产的二氧化碳气体，代替氮气进行放空管道的安全保护操作， 成本低，操作简单，自动化程度比较高。本发明的优点是本发明高硫化氢含量的沼气分离生产生物质天然气的方法，使用生物脱硫和化学脱硫相结合，净化沼气，副产硫磺，大大减少二氧化硫的排放，降低燃气对锅炉的腐蚀性，延长设备使用年限。本发明高硫化氢含量的沼气分离生产生物质天然气的装置，结构合理，操作简单，有利于持久化作业。
下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步详细叙述。图1为本发明工艺流程图。图2为熔硫釜结构示意图。图3为沼气、天然气紧急排空保护装置结构示意图。其中1、熔硫釜本体，2、水蒸汽进汽管，3、水蒸汽出汽管，4、放硫管，5、蒸汽夹套， 6、低压闪蒸槽，7、阀门a，8、阀门b，9、连锁装置，10、二氧化碳净化装置，11、放空总管，12、 生物洗涤塔，13、硫沉淀器，14、化学脱硫塔，15、压缩机，16、脱碳装置，17、生物反应器，18、
再生槽。
具体实施例方式实施例1
如图1所示，本发明高硫化氢含量的沼气分离生产生物质天然气的方法，包括如下步
骤
一、生物脱硫步骤在20°C的温度条件下，将压力为1. 5Kpa含4% (ν/ν)高浓度硫化氢的沼气，经湿式螺旋气柜储存缓冲，再经沼气鼓风机加压到30Kpa送入生物洗涤塔，沼气在洗涤塔内与自上而下的洗涤液(碱液)逆流接触，沼气中含有的高浓度硫化氢被碱液吸收，脱硫后的沼气从洗涤塔顶部排出，吸收了硫化氢的碱液流至塔底，通过泵送进入生物反应器，控制反应器内温度为25°C，生物反应器底部设置的布气系统供氧气给反应器中的微生物([t2]杆菌)，将反应器中溶解的硫化物转化为单质硫，同时洗涤液(碱液)中的碱得到生物再生，单质硫由泵送到硫沉淀器，此时单质硫与洗涤液(碱液)分离，单质硫再由泵送到后续系统进一步处理后再利用，经生物洗涤塔处理后的沼气中硫化氢浓度降低至300ppm以下。二、化学脱硫步骤
在20°C的温度条件下，将经过生物脱硫处理后的沼气送入化学脱硫塔，气体自下而上与脱硫塔顶喷淋下来的脱硫贫液(碱液)逆流接触，脱硫塔的液位为1/10，控制脱硫贫液的碱度为0. 2mol/L,脱硫液的PH值为8. 5，脱硫贫液(碱液)的循环量为250Nm3/h，脱硫贫液中的纯碱与气体中的硫化氢反应生成硫氢化钠，从而将气体中的硫化氢脱除，此时沼气的硫化氢含量降至< 10 mg/m3，脱硫后的沼气从脱硫塔顶部排出，经分离器分离掉气体中的液滴后，送往脱碳工段。脱硫塔底部的富液(含NaHS和NaHCO3的溶液)以及未反应的脱硫贫液(碱液)，从脱硫塔底出来后进入富液槽，由富液泵加压至0. 35Mpa,送至再生槽喷射器，富液高速通过喷射器喷嘴时，喷射器吸气室形成负压自动吸入空气，富液与空气两相并流经喷射器喉管、 扩散管由尾管排出并由再生槽底部并流向上流动，此时富液中的硫氢化钠与空气反应生成单质硫，悬浮单质硫颗粒被空气浮选形成泡沫漂浮在再生槽上部，再生后的贫液(碱液)由贫液泵打入脱硫塔循环使用，再生槽上部分离出的硫泡沫流入泡沫槽，经泡沫泵送入熔硫釜，熔硫釜中硫泡沫经蒸汽加热至135°C，形成熔融态的流体，自熔硫釜出口排出冷却至常温后形成硫磺产品出售。三、脱碳步骤
将经过生物脱硫和化学脱硫后的常温沼气压缩至1.0 MI^后进入气体换热器，被低压闪蒸气(二氧化碳)和脱碳气(天然气)冷却至8°C，并经分离器分离掉冷凝水，从底部进入脱碳塔，脱碳塔的液位为50%，气体在塔内向上流动过程中与自上而下的温度为_4°C的NHD溶液接触，气流中的二氧化碳被吸收，通过位于脱碳塔顶的除沫器，从塔顶离开脱碳塔，经脱碳气分离器分离掉夹带的雾沫，再通过气体换热器再一次换热，然后经场外管道送用户。吸收了二氧化碳的富液，从脱碳塔底流出，减压至0.4MPa，进入高压闪蒸槽，高压闪蒸槽的液位为50%，控制高压闪蒸槽的压力为0. 4MPa，在高压槽中闪蒸出富液携带的部分甲烷和二氧化碳，高压闪蒸气经高闪气分离器分离掉夹带的雾沫，进入原料气压缩机，经压缩进入脱碳塔；从高压闪蒸槽底部流出的富液仍含有大量的二氧化碳，进入低压闪蒸槽， 低压闪蒸槽的液位为25%，控制低压闪蒸槽的压力为0. OlMPa，闪蒸出二氧化碳，经低闪气分离器分离掉夹带的雾沫，换热后送入二氧化碳净化装置。如图2和3所示，本发明高硫化氢含量的沼气分离生产生物质天然气的装置，包括生物洗涤塔12、硫沉淀器13、化学脱硫塔14、熔硫釜1、压缩机15、脱碳装置16、沼气、天然气紧急排空保护装置以及二氧化碳净化装置10，生物洗涤塔12与生物反应器17连接，生物反应器17与硫沉淀器13连接，化学脱硫塔14与再生槽18连接，再生槽18与熔硫釜连接，熔硫釜包括熔硫釜本体1，熔硫釜本体1的侧壁上连接有水蒸汽进汽管2，熔硫釜本体1底部连接有水蒸汽出汽管3和放硫管4，放硫管4上设有蒸汽夹套5，蒸汽夹套5分别与水蒸汽进汽管2和水蒸汽出汽管3连接，沼气、天然气紧急排空保护装置包括低压闪蒸槽6，低压闪蒸槽6连接阀门a 7和阀门b 8，阀门a7和阀门b8均连接连锁装置9，阀门a7还连接二氧化碳净化装置10，阀门b8还与放空总管11底部连接。实施例2
如图1所示，本发明高硫化氢含量的沼气分离生产生物质天然气的方法，包括如下步
骤
一、生物脱硫步骤
在30°C的温度条件下，将压力为2KPa含4% (ν/ν)高浓度硫化氢的沼气，经湿式螺旋气柜储存缓冲，再经沼气鼓风机加压到30ΚΙ^送入生物洗涤塔，沼气在洗涤塔内与自上而下的洗涤液(碱液)逆流接触，沼气中含有的高浓度硫化氢被碱液吸收，脱硫后的沼气从洗涤塔顶部排出，吸收了硫化氢的洗涤液(碱液)流至塔底，通过泵送进入生物反应器，控制反应器内温度为33°C，生物反应器底部设置的布气系统供氧气给反应器内的微生物([t3]杆菌)，将反应器中溶解的硫化物转化为单质硫，同时洗涤液(碱液)中的碱得到生物再生，以供循环洗涤，单质硫由泵送到硫沉淀器，此时单质硫与洗涤液(碱液)分离，单质硫再由泵送到后续系统进一步处理后再利用，经生物洗涤塔处理后的沼气中硫化氢浓度降低至300ppm 以下；
二、化学脱硫步骤
在30°C的温度条件下，将经过生物脱硫处理后的沼气送入化学脱硫塔，气体自下而上与脱硫塔顶喷淋下来的脱硫贫液(碱液)逆流接触，脱硫塔的液位为1/10，控制脱硫贫液的碱度为0. 3mol/L,脱硫液的PH值为8. 8，脱硫贫液(碱液)的循环量为250Nm3/h，脱硫贫液中的纯碱与气体中的硫化氢反应生成硫氢化钠，从而将气体中的硫化氢脱除，此时沼气的硫化氢含量降至< 10 mg/m3，脱硫后的沼气从脱硫塔顶部排出，经分离器分离掉气体中的液滴后，送往脱碳工段。脱硫塔底部的富液(含NaHS和NaHCO3的溶液)以及未反应的脱硫贫液(碱液)，从脱硫塔底出来后进入富液槽，由富液泵加压至0. 4MPa，送至再生槽喷射器，富液高速通过喷射器喷嘴时，喷射器吸气室形成负压自动吸入空气，富液与空气两相并流经喷射器喉管、扩散管由尾管排出并由再生槽底部并流向上流动，此时富液中的硫氢化钠与空气反应生成单质硫，悬浮单质硫颗粒被空气浮选形成泡沫漂浮在再生槽上部，再生后的贫液(碱液)由贫液泵打入脱硫塔循环使用，再生槽上部分离出的硫泡沫流入泡沫槽，经泡沫泵送入熔硫釜， 熔硫釜中硫泡沫经蒸气加热至140°C，形成熔融态的流体，自熔硫釜出口排出冷却至常温后形成硫磺产品出售。三、脱碳步骤
将经过生物脱硫和化学脱硫后的常温沼气压缩至1. 后进入气体换热器，被低压闪蒸气(二氧化碳)和脱碳气(天然气)冷却至10°C，并经分离器分离掉冷凝水，从底部进入脱碳塔，脱碳塔的液位为65%，气体在塔内向上流动过程中与自上而下的温度为-4°C的NHD 聚乙二醇甲醚溶液接触，气流中的二氧化碳被吸收，通过位于脱碳塔顶的除沫器，从塔顶离开脱碳塔，经脱碳气分离器分离掉夹带的雾沫，再通过气体换热器再一次换热至常温，然后经场外管道送用户。吸收了二氧化碳的富液，从脱碳塔底流出，减压至0.5MPa，进入高压闪蒸槽，高压闪蒸槽的液位为75%，控制高压闪蒸槽的压力为0. 5MPa，在高压槽中闪蒸出富液携带的部分甲烷和二氧化碳，高压闪蒸气经高闪气分离器分离掉夹带的雾沫，进入原料气压缩机，经压缩进入脱碳塔；从高压闪蒸槽底部流出的富液仍含有大量的二氧化碳，进入低压闪蒸槽， 低压闪蒸槽的液位为35%，控制低压闪蒸槽的压力为0. 03MPa,闪蒸出二氧化碳，经低闪气分离器分离掉夹带的雾沫，换热后送入二氧化碳净化装置。本实施例高硫化氢含量的沼气分离生产生物质天然气的装置，同实施例1。实施例3
如图1所示，本发明高硫化氢含量的沼气分离生产生物质天然气的方法，包括如下步
骤
一、生物脱硫步骤
在40°C的温度条件下，将压力为2. 5KPa含4%(ν/ν)高浓度硫化氢的沼气，经湿式螺旋气柜储存缓冲，再经沼气鼓风机加压到30KPa送入生物洗涤塔，沼气在洗涤塔内与自上而下的洗涤液(碱液)逆流接触，沼气中含有的高浓度硫化氢被碱液吸收，脱硫后的沼气从洗涤塔顶部排出，吸收了硫化氢的洗涤液(碱液)流至塔底，通过泵送进入生物反应器，控制反应器内温度为45°C，生物反应器底部设置的布气系统供氧气给微生物([t4]杆菌)，将反应器中溶解的硫化物转化为单质硫，同时洗涤液中的碱得到生物再生，以供循环洗涤，单质硫由泵送到硫沉淀器，此时单质硫与洗涤液(碱液)分离，单质硫再由泵送到后续系统进一步处理后再利用，经生物洗涤塔处理后的沼气中硫化氢浓度降低至300ppm以下。二、化学脱硫步骤
在40°C的温度条件下，将经过生物脱硫处理后的沼气送入化学脱硫塔，气体自下而上与脱硫塔顶喷淋下来的脱硫贫液(碱液)逆流接触，脱硫塔的液位为1/10，控制脱硫贫液的碱度为0. 4mol/L,脱硫液的PH值为9. 2，脱硫贫液(碱液)的循环量为250Nm3/h，脱硫贫液中的纯碱与气体中的硫化氢反应生成硫氢化钠，从而将气体中的硫化氢脱除，此时沼气的硫化氢含量降至< 10 mg/m3，脱硫后的沼气从脱硫塔顶部排出，经分离器分离掉气体中的液滴后，送往脱碳工段。脱硫塔底部的富液(含NaHS和NaHCO3的溶液)与以及未反应的脱硫贫液(碱液)， 从脱硫塔底出来后进入富液槽，由富液泵加压至0. 45MPa，送至再生槽喷射器，富液高速通过喷射器喷嘴时，喷射器吸气室形成负压自动吸入空气，富液与空气两相并流经喷射器喉管、扩散管由尾管排出并由再生槽底部并流向上流动，此时富液中的硫氢化钠与空气反应生成单质硫，悬浮单质硫颗粒被空气浮选形成泡沫漂浮在再生槽上部，再生后的贫液(碱液)由贫液泵打入脱硫塔循环使用，再生槽上部分离出的硫泡沫流入泡沫槽，经泡沫泵送入熔硫釜，熔硫釜中硫泡沫经蒸气加热至145°C，形成熔融态的流体，自熔硫釜出口排出冷却至常温后形成硫磺产品出售。三、脱碳步骤
将经过生物脱硫和化学脱硫后的常温沼气压缩至1.4MI^后进入气体换热器，被低压闪蒸气(二氧化碳)和脱碳气(天然气)冷却至ire，并经分离器分离掉冷凝水，从底部进入脱碳塔，脱碳塔的液位为80%，气体在塔内向上流动过程中与自上而下的温度为_5°C的NHD和NHD聚乙二醇甲醚的混合溶液接触，气流中的二氧化碳被吸收，通过位于脱碳塔顶的除沫器，从塔顶离开脱碳塔，经脱碳气分离器分离掉夹带的雾沫，再通过气体换热器再一次换热至常温，然后经场外管道送用户；
吸收了二氧化碳的富液，从脱碳塔底流出，减压至0. 6MPa，进入高压闪蒸槽，高压闪蒸槽的液位为95%，控制高压闪蒸槽的压力为0. 6MPa，在高压槽中闪蒸出富液携带的部分甲烷和二氧化碳，高压闪蒸气经高闪气分离器分离掉夹带的雾沫，进入原料气压缩机，经压缩进入脱碳塔；从高压闪蒸槽底部流出的富液仍含有大量的二氧化碳，进入低压闪蒸槽，低压闪蒸槽的液位为50%，控制低压闪蒸槽的压力为0. 05MPa,闪蒸出二氧化碳，经低闪气分离器分离掉夹带的雾沫，换热后送入二氧化碳净化装置。 本实施例高硫化氢含量的沼气分离生产生物质天然气的装置，同实施例1。
权利要求
1.高硫化氢含量的沼气分离生产生物质天然气的方法，其特征是包括如下步骤一、生物脱硫步骤在20— 40°C的温度条件下，将压力为1. 5—2. 5 KPa含4%(ν/ν)高浓度硫化氢的沼气， 经湿式螺旋气柜储存缓冲，再经沼气鼓风机加压到30KPa送入生物洗涤塔，沼气在洗涤塔内与自上而下的洗涤液逆流接触，沼气中含有的高浓度硫化氢被洗涤液吸收，脱硫后的沼气从洗涤塔顶部排出，吸收了硫化氢的洗涤液流至塔底，洗涤液通过泵送进入生物反应器， 控制反应器内温度为25—45°C，生物反应器底部设置的布气系统供氧气给反应器内的微生物即硫杆菌，将反应器中溶解的硫化物转化为单质硫，同时洗涤液中的碱得到生物再生，以供循环洗涤，单质硫由泵送到硫沉淀器，此时单质硫与洗涤液分离，单质硫再由泵送到后端系统进一步处理后再利用，经生物洗涤塔处理后的沼气中硫化氢浓度降低至300ppm以下；二、化学脱硫步骤在20—40°C的温度条件下，将经过生物脱硫处理后的沼气送入化学脱硫塔，气体自下而上与脱硫塔顶喷淋下来的脱硫贫液逆流接触，脱硫塔的液位为1/10，控制脱硫贫液的碱度为0. 2—0. 4mol/L,脱硫液的PH值为8. 5—9.2,脱硫液的循环量为250Nm3/h，脱硫贫液中的纯碱与气体中的硫化氢反应生成硫氢化钠，从而将气体中的硫化氢脱除，此时沼气的硫化氢含量降至< 10 mg/m3，脱硫后的沼气从脱硫塔顶部排出，经分离器分离掉气体中的液滴后，送往脱碳工段；脱硫塔底部的富液与及未反应的脱硫贫液，从脱硫塔底出来后进入富液槽，由富液泵加压至0. 35—0. 45MPa,送至再生槽喷射器，富液高速通过喷射器喷嘴时，喷射器吸气室形成负压自动吸入空气，富液与空气两相并流经喷射器喉管、扩散管由尾管排出并由再生槽底部并流向上流动，此时富液中的硫氢化钠与空气反应生成单质硫，悬浮单质硫颗粒被空气浮选形成泡沫漂浮在再生槽上部，再生后的贫液由贫液泵打入脱硫塔循环使用，再生槽上部分离出的硫泡沫流入泡沫槽，经泡沫泵送入熔硫釜，熔硫釜中硫泡沫经蒸汽加热至 135— 145°C，形成熔融态的流体，自熔硫釜出口排出冷却至常温后形成硫磺产品出售；三、脱碳步骤将经过生物脱硫和化学脱硫后的常温沼气压缩至1.0— 1.4MI^后进入气体换热器，被来自后续工序的低压闪蒸气即二氧化碳和脱碳气即天然气冷却至8—IPC，并经分离器分离掉冷凝水，从底部进入脱碳塔，脱碳塔的液位为50—80%，气体在塔内向上流动过程中与自上而下的温度为-4一-5°C的脱碳液接触，气流中的二氧化碳被吸收，通过位于脱碳塔顶的除沫器，从塔顶离开脱碳塔，经脱碳气分离器分离掉夹带的雾沫，再通过气体换热器再一次换热至室温，然后经场外管道送用户；吸收了二氧化碳的富液，从脱碳塔底流出，减压至0. 4-0. 6 MPa，进入高压闪蒸槽，高压闪蒸槽的液位为50—95%，控制高压闪蒸槽的压力为0. 4-0. 6 MPa，在高压槽中闪蒸出富液携带的部分甲烷和二氧化碳，高压闪蒸气经高闪气分离器分离掉夹带的雾沫，进入原料气压缩机，经压缩进入脱碳塔；从高压闪蒸槽底部流出的富液仍含有大量的二氧化碳，进入低压闪蒸槽，低压闪蒸槽的液位为25—50%，控制低压闪蒸槽的压力为0. 01-0. 05 MPa,闪蒸出二氧化碳，经低闪气分离器分离掉夹带的雾沫，换热后送入二氧化碳净化装置。
2.根据权利要求1所述的高硫化氢含量的沼气分离生产生物质天然气的方法，其特征是生物脱硫步骤中的洗涤液为碱液。
3.根据权利要求1所述的高硫化氢含量的沼气分离生产生物质天然气的方法，其特征是化学脱硫步骤中的脱硫贫液为碱液。
4.根据权利要求1所述的高硫化氢含量的沼气分离生产生物质天然气的方法，其特征是化学脱硫步骤中的富液为含NaHS和NaHCO3的溶液。
5.根据权利要求1所述的高硫化氢含量的沼气分离生产生物质天然气的方法，其特征是脱碳步骤中，脱碳液为NHD溶液、NHD聚乙二醇甲醚溶液中的一种或两者的混合溶液。
6.高硫化氢含量的沼气分离生产生物质天然气的装置，包括生物洗涤塔、硫沉淀器、化学脱硫塔、熔硫釜、压缩机、脱碳装置、二氧化碳净化装置以及沼气、天然气紧急排空保护装置，所述生物洗涤塔与生物反应器连接，所述生物反应器与硫沉淀器连接，化学脱硫塔与再生槽连接，所述再生槽与熔硫釜连接，其特征是所述熔硫釜包括熔硫釜本体，所述熔硫釜本体的侧壁上连接有水蒸汽进汽管，所述熔硫釜本体底部连接有水蒸汽出汽管和放硫管， 所述放硫管上设有蒸汽夹套，所述蒸汽夹套分别与水蒸汽进汽管和水蒸汽出汽管连接，所述沼气、天然气紧急排空保护装置包括低压闪蒸槽，所述低压闪蒸槽连接阀门a和阀门b， 所述阀门a和阀门b均连接连锁装置，所述阀门a还连接二氧化碳净化装置，所述阀门b还与放空总管底部连接。
全文摘要
本发明公开了高硫化氢含量的沼气分离生产生物质天然气的方法，其特征是包括生物脱硫步骤、化学脱硫步骤和脱碳步骤。本发明还公开了高硫化氢含量的沼气分离生产生物质天然气的装置，其特征是熔硫釜包括熔硫釜本体，熔硫釜本体的侧壁上连接有水蒸汽进汽管，熔硫釜本体底部连接有水蒸汽出汽管和放硫管，放硫管上设有蒸汽夹套，蒸汽夹套分别与水蒸汽进汽管和水蒸汽出汽管连接；沼气、天然气紧急排空保护装置包括低压闪蒸槽，低压闪蒸槽连接阀门a和阀门b，所述阀门a和阀门b均连接连锁装置，阀门a还连接二氧化碳净化装置，阀门b还与放空总管底部连接。本发明的优点是净化度高、自动化程度高、操作维护方便、能耗低、占地面积小。
文档编号C10L3/10GK102504902SQ20111035705
公开日2012年6月20日 申请日期2011年11月11日 优先权日2011年11月11日
发明者仝志勇, 仲炬, 王强 申请人:南通正拓气体有限公司