专利名称：一种两段式沼气生物脱硫装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种去除沼气中硫化氢的装置，更具体地说，本发明涉及一种高效、稳定的两段式沼气生物脱硫装置。
背景技术：
各种有机物通过厌氧发酵产生的沼气除主要成分有甲烷和二氧化碳外，还有一部分含硫化合物(其中H2S含量为O. 1% - 2%)。虽然H2S在沼气组成中的比例很少，但是由于沼气中的H2S燃烧后生成S02，它可与燃烧产物中的水蒸气结合生成亚硫酸，使燃烧设备部分金属表面产生腐蚀；另外沼气中还有大量的水蒸汽存在，水与沼气中的H2S共同作用，加速了金属管道、阀门和流量计的腐蚀和堵塞。在利用沼气发电和作为生物燃气时，沼气中的H2S、S02等含硫化合物会严重腐蚀柴油机机件和汽车发动机部件。目前，国内的沼气脱硫技术主要有化学法和生物法，化学脱硫法包括了碱吸收、化学吸附、化学氧化以及高温热氧化等几种方法。化学法主要利用脱硫剂与沼气中的硫化物接触发生化学反应，在脱硫的过程中需要使用大量的化学药剂，因此存在运行费用高、投资大、易产生二次污染等缺点，生物脱硫法是指在适当的温度、湿度、营养物和氧气条件下，通过脱硫细菌的代谢作用把硫化物转化为单质硫的过程。该法具有污染少、低能耗、高效率等特点。目前，许多生物脱硫装置存在的主要问题有脱硫塔内填料层容易被单质硫堵塞，脱硫效果不高，硫细菌生长条件不稳定，特别是吸收液的PH和溶解氧量难于控制等因素。专利号为200720106728. 8，名称为“沼气生物脱硫装置”的中国专利文献公开了一种生物脱硫装置，该装置是一个带有进气口和出气口的脱硫塔，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，输送管的另一管口位于脱硫塔下部的营养液段，脱硫塔外有增温保温层，塔身设有空气进口，塔室内有测氧探头。该装置是一种生物脱硫一体化设备，虽然制作和操作简单，脱硫效果较好，但是存在如下问题1、这种装置的空气和沼气从同一个口进入到脱硫塔内，沼气和空气混合在一起存在极大的安全隐患，大量空气的进入会增加脱硫后沼气C02的含量，影响沼气的使用。2、该装置虽然安装了测氧探头，可以测定和控制气体中的氧气含量，但是无法准确控制塔内填料层中溶液的溶解氧含量，过量的溶解氧会使一些单质硫氧化成S042-，造成S042-的积累，影响脱硫效果。3、一体化的生物脱硫装置在脱硫过程中，生成的单质硫会逐渐堵塞填料层，增加沼气在脱硫塔内的压降，同时影响硫化物的去除率。
发明内容
本发明的主要目的在于克服现有技术中的不足，提供一种投资较少，操作简单，安全可靠，能高效、稳定去除硫化物的沼气生物脱硫装置。为实现以上目的，本发明采取了以下的技术方案一种两段式沼气生物脱硫装置，包括一个去除硫化氢的吸收塔，氧化槽、沉淀槽、清液槽，吸收塔底部和氧化槽底部通过管道相连；吸收塔顶部和清液槽底部通过循环泵及管道相连；吸收塔内设有填料层，在填料层的下部设有沼气进气口、排污口、卸料口和出液口，上部设有进料口、进液口和出气口；吸收塔内部、填料层上方还设有布水器；在所述氧化槽内安装纤维填料，纤维填料下部设有曝气器，曝气器通过管道与外面的气泵相连，氧化槽内还安装用以控制气泵运转时间的在线溶氧仪；沉淀槽内有导流筒和排泥管；在所述清液槽内安装有以便控制加药泵的开停的在线pH计。气泵的开停时间由在线溶氧仪控制曝气器，在线PH计控制加药泵的加药量；沉淀的单质硫由排泥管上的阀门控制排出。在上述氧化槽内，利用在线溶氧仪的设定控制气泵的运转时间，可以把吸收液的溶解氧控制在一定的范围，避免氧化槽中硫酸盐的生成；利用在线pH计的设定控制加药泵的开停，可以准确地控制吸收液的酸碱度在一定的范围，增加吸收塔中硫化物的吸收稳定性。在所述吸收塔内位于填料层和沼气出气口之间还设置有除雾器。可以去除净化后沼气中的水雾。在所述布水器上设有喷淋头，布水器通过管道与循环泵连接。在所述清液槽和循环泵之间安装转子流量计。便于控制进入吸收塔内吸收液的流量。在所述清液槽内安装自动加热器。便于控制吸收液的温度，保持硫化物吸收的稳定性。在所述吸收塔中部安装石英玻璃观察孔。在所述吸收塔内装有阶梯环或鲍尔环填料。本发明与现有技术相比，具有如下优点(I)、沼气通过吸收塔的填料层时，硫化物能被塔内的吸收液吸收下来，通过管道自流到氧化槽中进行氧化反应，解决了单质硫堵塞填料层的问题。(2)、利用在线溶氧仪控制气泵的运转时间，把吸收液的溶解氧控制在一定范围内，避免氧化槽中硫酸盐的生成。(3)、利用在线pH计控制加药泵的开停，准确控制吸收液的酸碱度在一定范围内，确保沼气中的硫化物被完全地吸收。(4)、沼气中的硫化物先在吸收塔内吸收，然后在氧化槽内被氧化，避免过量的氧气与沼气混合接触产生的不安全因素。
图1是本发明的生物脱硫装置结构图。
具体实施例方式下面结合附图和具体实施方式
对本发明的内容做进一步详细说明。实施例如图1所示，本实施例中装置包括一个去除硫化氢的吸收塔1、布水器5、氧化槽2、沉淀槽3、清液槽4、气泵9、加药泵13、自动加热器14等；吸收塔I底部和氧化槽2底部通过管道相连；吸收塔I顶部和清液槽4底部通过循环泵16及管道相连；吸收塔I内设有填料层6，填料层6的下部设有沼气进气口、出液口和排污口，在填料层6的上方设有出气口和布水器5。吸收塔I内位于填料层6和沼气出气口之间还设有除雾器7。上述的氧化槽2、沉淀槽3和清液槽4作为一个整体结构，氧化槽2设有纤维填料10，填料架的下部有曝气器11，曝气器11通过塑料管与外面的气泵9相连。沉淀槽3上部设有导流筒12，导流筒12的上部有进液管与氧化槽2上部的出水堰相连。沉淀槽3底部设有贮泥斗，中部有排泥管，管上设有阀门，可人手控制阀门的开启把贮泥斗内的污泥排出槽外。清液槽4底部设有出液管，槽外的出液管与循环泵16连接，槽内有加药管与外面的加药泵和贮药罐15相连；清液槽4内的在线pH计18通过数据线与外面的仪表显示器连接；加药泵的开停通过仪表显示器设定的数值范围控制。氧化槽2内还安装用以控制气泵运转时间的在线溶氧仪17，探头通过数据线与外面的仪表显示器连接；气泵的开停通过仪表显示器设定的数值范围控制，便于控制硫化物被氧化所需的溶解氧量。清液槽4内还设有自动加热器14，可自动加热槽内的液体到设定的范围，提供生物脱硫过程所需的温度。清液槽4与循环泵16之间设有玻璃转子流量计19，因此可控制吸收液的循环流量。为保证吸收液均匀喷洒在填料层上，吸收塔I内设置了与回流管相连的喷淋头8。吸收塔I中部设置了石英玻璃观察孔，便于了解塔内的运行情况。在吸收塔I内装有阶梯环或鲍尔环填料。本实施例中装置的运行过程如下启动时，沼气从进气口进入到吸收塔1，弱碱性的吸收液通过布水器5的喷淋头13均匀喷洒在填料层6，沼气向上通过填料层时与吸收液逆流接触，其中的硫化氢溶解于弱碱性的吸收液并与之发生反应。吸收液从吸收塔的下部出液口流入氧化槽2，通过气泵9向氧化槽2内的液体曝气，同时控制吸收液溶解氧含量，吸收液中的硫化物在无色硫细菌的氧化下生成单质硫。氧化槽2的液体溢流进入沉淀槽3,大部分的单质硫沉淀到槽底后被排出回收。上清液溢流进入到清液槽4，通过循环泵16打入吸收塔作为脱硫剂重复使用。在脱硫过程中，氧化槽2内的液体溶解氧含量由气泵的开停时间控制。上述过程是通过本发明装置的在线溶氧仪探头17与气泵连接实现的。清液槽4内吸收液的pH调节和补充由连接的加药泵13和在线pH探头18—起工作来实现的。在该发明装置的整个运行过程中，利用自动加热器14控制脱硫过程中吸收液所需的温度。在该发明装置的运行过程中，吸收塔内的填料可从进料口加入，定期更换可由卸料口取出。每隔一段时间需要向氧化槽2添加营养物质，以维持脱硫细菌的生长。上列详细说明是针对本发明可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均应包含于本案的专利范围中。
权利要求
1.一种两段式沼气生物脱硫装置，其特征在于:包括一个去除硫化氢的吸收塔(1)，氧化槽(2 )、沉淀槽(3 )、清液槽(4)，吸收塔(I)底部和氧化槽(2 )底部通过管道相连；吸收塔(I)顶部和清液槽(4)底部通过循环泵(16)及管道相连；吸收塔(I)内设有填料层(6)，在填料层(6 )的下部设有沼气进气口、排污口、卸料口和出液口，上部设有进料口、进液口和出气口 ；吸收塔(I)内部、填料层(6)上方还设有布水器(5);在所述氧化槽(2)内安装纤维填料(10)，纤维填料(10)下部设有曝气器(11)，曝气器(11)通过管道与外面的气泵(9)相连，氧化槽(2)内还安装用以控制气泵运转时间的在线溶氧仪(17);沉淀槽(3)内有导流筒(12)和排泥管；在所述清液槽(4)内安装有以便控制加药泵的开停的在线pH计(18)。
2.根据权利要求1所述的两段式沼气生物脱硫装置，其特征在于:在所述吸收塔(I)内位于填料层(6 )和沼气出气口之间还设置有除雾器(7 )。
3.根据权利要求1所述的两段式沼气生物脱硫装置，其特征在于:在所述布水器(5)上设有喷淋头(8 )，布水器(5 )通过管道与循环泵(16 )连接。
4.根据权利要求1所述 的两段式沼气生物脱硫装置，其特征在于:在所述清液槽(4)和循环泵(16)之间安装转子流量计(19)。
5.根据权利要求1所述的两段式沼气生物脱硫装置，其特征在于:在所述清液槽(4)内安装自动加热器(14)。
6.根据权利要求4所述的两段式沼气生物脱硫装置，其特征在于:在所述吸收塔(I)中部安装石英玻璃观察孔。
7.根据权利要求1或2所述的两段式沼气生物脱硫装置，其特征在于:在所述吸收塔(O内装有阶梯环或鲍尔环填料。
全文摘要
本发明公开了一种去除沼气中硫化氢的生物脱硫装置，包括去除硫化氢的吸收塔，由氧化槽、沉淀槽、清液槽和循环泵等组成的装置。沼气从进气口进入到吸收塔内，弱碱性的吸收液通过布水器的喷淋头均匀喷洒在填料层，沼气向上通过填料层时与吸收液逆流接触，其中的硫化氢溶解于弱碱性的吸收液并与之发生反应。吸收液从吸收塔的下部出液口流入氧化槽，通过气泵向氧化槽内的液体曝气，同时控制吸收液溶解氧含量，吸收液中的硫化物在无色硫细菌的氧化下生成单质硫。氧化槽的液体溢流进入沉淀槽，大部分的单质硫沉淀到槽底后被排出回收。上清液溢流进入到清液槽，通过循环泵打入吸收塔作为脱硫剂重复使用。该装置具有结构简单、操作方便、运行安全和脱硫效率高等优点。
文档编号B01D53/84GK103071378SQ20131001201
公开日2013年5月1日 申请日期2013年1月11日 优先权日2013年1月11日
发明者李志兵, 孙永明, 李 东, 袁振宏, 孔晓英, 李连华, 甄峰, 杨改秀, 李颖, 王瑶, 徐瑛 申请人:中国科学院广州能源研究所