本发明涉及气体脱硫装置领域。
背景技术：
：现有的脱硫装置要定期检测脱硫后的h2s气体含量，操作繁琐；脱硫塔或脱硫罐内的脱硫剂上下利用不均匀，若沼气自下而上通入脱硫塔或脱硫罐，底层的脱硫剂更易失效，使得脱硫效率大为降低，若只更换底层脱硫剂，则更换麻烦；在操作过程中沼气流速控制难免不稳定，由于是单罐或单塔脱硫，沼气流速一时过大，可能会导致脱硫剂被瞬间穿透，降低硫化氢的去除率，操作条件要求比较严格。综上，现有的沼气脱硫装置存在脱硫剂利用率低、h2s去除率低、脱硫效率低等问题，使得装置使用效果不理想。本沼气干法脱硫装置，基于h2s去除率高、脱硫剂利用率高、脱硫效率高、操作简单高效的目的进行创新，通过五个针型阀和四个三通球阀的组合切换，保持二级循环脱硫和脱硫剂再生同时进行。技术实现要素：一种沼气干法脱硫装置，其结构包括转子流量计、第一脱硫罐、第二脱硫罐、第三脱硫罐、进气口、取样口、第一出气口、第二出气口、第三出气口、第一针型阀、第二针型阀、第三针型阀、第四针型阀、第五针型阀、第一三通球阀、第二三通球阀、第三三通球阀、第四三通球阀、固定装置、移动装置，部件之间通过连接管、第一三通管件、第二三通管件、第三三通管件、第四三通管件、第五三通管件联通；所述第一脱硫罐、第二脱硫罐、第三脱硫罐结构，包括自下而上排布的沼气进管、第一瓷球、滤网、脱硫剂、滤网、第二瓷球、法兰、沼气出管、压力表，所述第一瓷球、脱硫剂、第二瓷球之间用滤网隔开，所述沼气进管设置在第一脱硫罐、第二脱硫罐、第三脱硫罐罐体的底部，所述沼气出管设置在第一脱硫罐、第二脱硫罐、第三脱硫罐罐体的顶部，所述压力表设置在第一脱硫罐、第二脱硫罐、第三脱硫罐罐体的顶部；所述第一针型阀的进口通过第一三通管件与转子流量计的输出端联通，第一针型阀的出口与取样口联通；所述第二针型阀的进口通过第二三通管件与第一脱硫罐的输出端联通，第二针型阀的出口与第一出气口联通；所述第三针型阀的进口通过第三三通管件与第二脱硫罐的输出端联通，第三针型阀的出口与第二出气口联通；所述第四针型阀的进口通过第四三通管件与第三脱硫罐的输出端联通，第四针型阀的出口与第三出气口联通；所述第五针型阀的进口通过第四三通管件与第三脱硫罐的输出端联通，第五针型阀的出口通过第五三通管件与第一脱硫罐的输入端联通；所述第一三通球阀的进口通过第一三通管件与转子流量计的输出端联通，第一三通球阀的一个出口与第一脱硫罐的输入端联通，第一三通球阀的另一个出口与第二三通球阀的一个进口联通；所述第二三通球阀的一个进口与第一三通球阀的一个出口联通，第二三通球阀的另一个进口通过第二三通管件与第一脱硫罐的输出端联通，第二三通球阀的出口与第三三通球阀的进口联通；所述第三三通球阀的进口与第二三通球阀的出口联通，第三三通球阀的一个出口与第二脱硫罐的输入端联通，第三三通球阀的另一个出口与第四三通球阀的一个进口联通；所述第四三通球阀的一个进口与第三三通球阀的一个出口联通，第四三通球阀的另一个进口通过第三三通管件与第二脱硫罐的输出端联通，第四三通球阀的出口与第三脱硫罐的输入端联通。所述移动装置包括支架和四个滚轮，所述支架的材质为耐腐蚀不锈钢。所述固定装置包括卡箍、支撑板、面板，所述卡箍分别固定第一脱硫罐、第二脱硫罐、第三脱硫罐的下部、中部，所述支撑板支撑第一脱硫罐、第二脱硫罐、第三脱硫罐的底部，所述面板正面安装转子流量计、进气口、取样口、第一出气口、第二出气口、第三出气口、第一针型阀、第二针型阀、第三针型阀、第四针型阀、第五针型阀、第一三通球阀、第二三通球阀、第三三通球阀、第四三通球阀。所述进气口的输入端与沼气联通，进气口的输出端与转子流量计的输入端联通。所述转子流量计的输入端与进气口联通，转子流量计的输出端通过第一三通管件、连接管与第一针型阀、第一三通球阀的进口联通，材质为耐腐蚀玻璃，沼气流速为1.2～2.8m3/h，量程为0～3m3/h。所述第一脱硫罐、第二脱硫罐、第三脱硫罐罐体的材质为有机玻璃，高径比为9:1，内径为100mm，罐体的厚度为2mm，所述法兰的材质为有机玻璃，法兰外径为150mm，所述滤网的材质为不锈钢铁丝网，滤网的内径为99.5mm，网孔对角线的长度为1mm，所述第一瓷球、第二瓷球中颗粒的直径为10mm，第一脱硫罐、第二脱硫罐、第三脱硫罐罐体内装填第一瓷球、第二瓷球两层瓷球，第一瓷球、第二瓷球的装填高度均为150mm，所述脱硫剂为市售氧化铁精脱硫剂，所述脱硫剂的装填高度为400mm，所述脱硫剂的脱硫温度为常温。所述第一脱硫罐、第二脱硫罐、第三脱硫罐的工作压力为0.01～0.1mpa，所述压力表(5)的量程为0～0.16mpa。所述第一针型阀、第二针型阀、第三针型阀、第四针型阀、第五针型阀、第一三通球阀、第二三通球阀、第三三通球阀、第四三通球阀的材质为316l不锈钢。所述连接管的材质为耐腐蚀不锈钢，内径为3mm，外径为5mm，所述第一三通管件、第二三通管件、第三三通管件、第四三通管件、第五三通管件的管径为等径正三通，材质为耐腐蚀不锈钢。所述第一脱硫罐、第二脱硫罐、第三脱硫罐通过连接管联通，通过调节第三针型阀的开度、第一三通球阀、第二三通球阀、第三三通球阀的转向，所述第一脱硫罐与第二脱硫罐处于串联状态，所述第三脱硫罐处于备用状态；当第一脱硫罐内脱硫剂接近饱和硫容时，通过调节第二针型阀，所述第一脱硫罐处于排空状态，第一脱硫罐内的脱硫剂进行常温再生，通过调节第三针型阀、第四针型阀的开度、第一三通球阀、第二三通球阀、第四三通球阀的转向，所述第二脱硫罐与第三脱硫罐处于串联状态；当第二脱硫罐内脱硫剂接近饱和硫容时，通过调节第三针型阀的开度，第二脱硫罐处于再生状态，通过调节第二针型阀、第五针型阀的开度、第一三通球阀、第二三通球阀、第三三通球阀、第四三通球阀的转向，所述第三脱硫罐与第一脱硫罐处于串联状态；当第三脱硫罐内脱硫剂接近饱和硫容时，通过调节第四针型阀，第三脱硫罐处于再生状态，通过调节第三针型阀、第五针型阀的开度、第一三通球阀、第二三通球阀、第三三通球阀的转向，第一脱硫罐与第二脱硫罐处于串联状态；即两用一备，切换使用，两个脱硫罐进行串联脱硫作业的同时第三个脱硫罐进行脱硫剂的再生作业，以此循环进行脱硫作业与再生作业。所述第一脱硫罐、第二脱硫罐、第三脱硫罐在脱硫剂的再生过程中，无需扒出填料晾晒，仅需要通过调节第二针型阀、第三针型阀、第四针型阀的开度，来控制再生空气量，即可完成整个再生过程，再生温度为常温，精脱硫剂可再生3～5次。所述接近饱和硫容指的是处于串联脱硫状态的两个脱硫罐，沼气进入的第一个脱硫罐，与上层滤网接触的脱硫剂层颜色略微发生变化，此变化可以透过有机玻璃罐体对比串联的另一个脱硫罐内相同位置的脱硫剂层颜色观察。相对于现有技术，本发明所述的一种沼气干法脱硫装置具有以下优势：(1)设置三个脱硫罐，通过组合调节第二针型阀、第三针型阀、第四针型阀、第五针型阀、第一三通球阀、第二三通球阀、第三三通球阀、第四三通球阀，切换第一脱硫罐、第二脱硫罐、第三脱硫罐的连接状态，总能保持两个脱硫罐串联脱硫作业的同时第三个脱硫罐的脱硫剂处于再生状态，再生时无需扒出脱硫剂，常温下再生即可，如此循环进行脱硫作业与再生作业，脱硫剂可再生3～5次，极大提高了脱硫剂的利用率，操作简单高效；(2)本装置通过二级循环脱硫，无需定期对出气口h2s的含量进行测定，脱硫罐罐体材质为透明有机玻璃，切换阀门时只需判断脱硫剂的颜色变化，同时能避免因沼气流速控制不稳定而引起的脱硫剂被瞬间穿透问题，从而提高h2s的去除率；(3)利用移动装置，可以变换脱硫现场，满足不同地方的脱硫需求；(4)沼气从各脱硫罐底部进入，从各脱硫罐顶部流出，利用烟囱效应大大减小阻力。附图说明图1为本发明的结构示意图；图2为本发明的侧视图；图3为本发明的后视图；图4为本发明的俯视图；图5为本发明的流程图；图6为本发明脱硫罐的结构示意图；图7为本发明滤网的结构示意图；图中，1.转子流量计；2.第一脱硫罐；3.第二脱硫罐；4.第三脱硫罐；5.压力表；6.法兰；7.沼气出管；8.第一瓷球；9.滤网；10.脱硫剂；11.沼气进管；12.连接管；13.第一三通管件；14.第二三通管件；15.第三三通管件；16.第四三通管件；17.第五三通管件；18.第二瓷球；21.进气口；22.取样口；23.第一出气口；24.第二出气口；25.第三出气口；31.第一针型阀；32.第二针型阀；33.第三针型阀；34.第四针型阀；35.第五针型阀；36.第一三通球阀；37.第二三通球阀；38.第三三通球阀；39.第四三通球阀；401.卡箍；402.支撑板；403.面板；501.支架；502.滚轮。具体实施方式在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定与限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过媒介间接相连，可以是两个元件内部连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。下面是具体的实施例。实施例1单罐脱硫与二级循环脱硫对比常规干法脱硫装置，通常设置一个脱硫罐或者两个并联脱硫罐，当出气口的h2s含量>20mg/nm3时，就不得不进行脱硫剂的更换或再生，出气口的h2s含量必须经过反复测量得以确定，操作过程繁琐；其次，当测量到出口的h2s气体含量>20mg/nm3时，脱硫剂的利用率并不高，而且受到空速影响比较大，空速越高，脱硫剂的利用率越低，若是沼气从下往上通入脱硫罐，那么脱硫罐内装填的脱硫剂层，其上层无法进行充分脱硫作业从而降低了脱硫剂的利用率。为了从根本上提高脱硫剂的利用率和h2s去除率的问题，对本干法沼气脱硫装置进行了性能参数测试，测试过程为：原料气为经过压缩机压缩后的沼气，沼气压强为0.1mpa，压缩后的沼气硫含量为710mg/nm3，分别按照两种方案进行脱硫性能对比测试，测试条件如表1所示。表1测试条件脱硫剂脱硫剂硫容填料高径比单罐填料/kg空速/h-1压力/mpa市售氧化铁10％4:12.75000.1(1)单罐脱硫：使用本装置中的第一脱硫罐2、第二脱硫罐3、第三脱硫罐4分别单独进行脱硫作业与再生作业，分别装填2.7kg脱硫剂，即总共装填8.1kg脱硫剂，按照表1的测试条件，在保证稳定的压力和空速的前提下进行脱硫测试，首先将沼气通入第一脱硫罐2，此时第二脱硫罐3与第三脱硫罐4备用，当第一脱硫罐2内的脱硫剂10达到穿透硫容时(h2s含量>20mg/nm3)，通过调节第一三通球阀36、第二三通球阀37、第三三通球阀38、第四三通球阀39的转向，切换第一脱硫罐2的工作状态，第一脱硫罐2切换为再生作业，第二脱硫罐3进行脱硫作业，第三脱硫罐4仍然备用，当第二脱硫罐3内的脱硫剂10达到穿透硫容时(h2s含量>20mg/nm3)，通过调节第一三通球阀36、第二三通球阀37、第三三通球阀38、第四三通球阀39的转向，第二脱硫罐3切换为再生作业状态，第三脱硫罐4进行脱硫作业，已完成再生的第一脱硫罐2备用，如此循环进行下去，第一脱硫罐2、第二脱硫罐3、第三脱硫罐4全部脱硫且再生一次为一个周期，第一个周期可以脱硫30天(这里的一天为24h，下同)，在脱硫剂10全部失效之前可以再生使用五个周期，单脱硫罐脱硫测试结果如表2所示。表2单罐脱硫测试结果第一周期第二周期第三周期第四周期第五周期总共时长30天27天23天15天6天101天(2)二级循环脱硫：用三个脱硫罐进行二级循环脱硫，向第一脱硫罐2、第二脱硫罐3、第三脱硫罐4中分别装填2.7kg脱硫剂，即总共装填8.1kg脱硫剂，按照表1的测试条件，在保证稳定的压力和空速的前提下进行脱硫测试，向本装置内通入沼气。调节第三针型阀33的开度、第一三通球阀36、第二三通球阀37、第三三通球阀38的转向，使得第一脱硫罐2与第二脱硫罐3的处于串联脱硫状态，第三脱硫罐4处于备用状态；当第一脱硫罐2内脱硫剂10接近饱和硫容时，通过调节第二针型阀32，第一脱硫罐2切换为排空状态，第一脱硫罐2内的脱硫剂10进行常温再生，通过调节第三针型阀33、第四针型阀34的开度、第一三通球阀36、第二三通球阀37、第四三通球阀39的转向，第二脱硫罐3与第三脱硫罐4处于串联脱硫状态；当第二脱硫罐3内脱硫剂10接近饱和硫容时，通过调节第三针型阀33的开度，第二脱硫罐3切换为再生状态，通过调节第二针型阀32、第五针型阀35的开度、第一三通球阀36、第二三通球阀37、第三三通球阀38、第四三通球阀39的转向，所述第三脱硫罐4与第一脱硫罐2处于串联脱硫状态；当第三脱硫罐4内脱硫剂10接近饱和硫容时，通过调节第四针型阀34，第三脱硫罐4切换为再生状态，通过调节第三针型阀33、第五针型阀35的开度、第一三通球阀36、第二三通球阀37、第三三通球阀38的转向，第一脱硫罐2与第二脱硫罐3处于串联脱硫状态；即两用一备，切换使用，两个脱硫罐进行串联脱硫作业的同时第三个脱硫罐进行脱硫剂10的再生作业，以此循环进行脱硫作业与再生作业。二级循环脱硫的一个周期是指三个脱硫罐两两组合脱硫作业三次，即脱硫罐2+脱硫罐3脱硫、脱硫罐4再生，脱硫罐3+脱硫罐4脱硫、脱硫罐2再生，脱硫罐4+脱硫罐2脱硫、脱硫罐3再生。经测试，在脱硫剂脱硫能力失效之前，总共能进行五个周期的脱硫循环，二级循环脱硫测试结果如表3所示。表3二级循环脱硫测试结果第一周期第二周期第三周期第四周期第五周期总共时长40天37天30天21天9天137天(3)对比：①与单罐脱硫相比，二级循环脱硫可以提高脱硫剂的利用率，测试结果显示，脱硫剂利用率提高了35％；②在测试过程中，单罐脱硫要频繁对出口沼气进行h2s含量测试，以免穿透后更换不及时，这个测试过程中h2s必然会排到空气中，从而影响h2s去除率，而二级循环脱硫则无需对出气口中的h2s含量进行频繁测试，原因在于沼气所进入的第一个脱硫罐的脱硫剂10接近饱和时，第二个脱硫罐中脱硫剂10经测试远未被穿透，无需担心h2s会排出，脱硫过程中只需要通过观察脱硫剂颜色的变化进行再生即可，这在一定程度上提高了h2s的去除率；③通过对第一出气口23、第二出气口24、第三出气口25中h2s含量的测定，计算得出h2s的去除率提高约7％，同时也极大提高了操作上的高效性。单罐脱硫与二级循环脱硫测试结果对比如表4所示。表4单罐脱硫与二级循环脱硫测试结果对比使用周期脱硫剂利用率h2s去除率操作性单罐脱硫脱硫101天67％91％低效二级循环脱硫137天91％98％高效实施例2脱硫剂再生常温氧化铁脱硫剂与硫化氢作用，生成铁的硫化物和单质硫，从而脱除硫化氢，其化学反应方程式如下：fe2o3·h2o+3h2s＝fe2s3·h2o+3h2ofe2o3·h2o+3h2s＝2fes+s+4h2o由上面的反应方程式可以看出，fe2o3吸收h2s变成fe2s3，随着沼气的不断产生，氧化铁吸收h2s，当吸收h2s达到一定的量，h2s的去除率将大大降低，直至失效。fe2s3是可以还原再生的，与o2和h2o发生化学反应可还原为fe2o3，再生原理如下：2fe2s3·h2o+3o2＝2fe2o3·h2o+6s通过调节第二针型阀32、第三针型阀33、第四针型阀34的开度，来控制再生空气量，即可满足整个再生过程o2的要求，来自填埋场、沼气发酵池的沼气中含有的饱和水可完全满足脱硫剂还原对水分的要求。分别调节第二针型阀32、第三针型阀33、第四针型阀34的开度后，第一脱硫罐2、第二脱硫罐3、第三脱硫罐4将分别处于排空状态，即其中一个脱硫罐的脱硫剂10进行再生作业，另外两个脱离罐进行串联脱硫作业，此时无需担心沼气会进入到处于排空状态的脱硫罐影响再生作业，只需要通过调节第一三通球阀36、第二三通球阀37、第三三通球阀38、第四三通球阀39的转向，就能够确保处于再生状态的脱硫罐与沼气隔绝，同时确保沼气进入处于串联状态的另外两个脱硫罐进行脱硫作业。脱硫剂再生流程如下：当前第1页12