一种利用络合铁湿法脱除沼气中硫化氢的装置的制作方法

1.本实用新型涉及环保领域，具体涉及一种利用络合铁湿法脱除沼气中硫化氢的装置。


背景技术：

2.沼气是我国的重要能源之一。沼气中主要含有甲烷及二氧化碳等； 沼气中的硫以硫化氢形式存在,质量浓度约为1000mg/m3。硫化氢是具有高度刺激性和腐蚀性的有害气体，通常很低浓度的硫化氢即可对人体健康和自然环造成严重危害，沼气脱硫势在必行。
3.传统脱硫工艺流程复杂，能耗较高。后来兴起的络合铁干法脱硫流程简单，操作方便，但废弃脱硫剂容易造成二次污染。另外，基层生产中普遍存在脱硫装置布局比较粗放、脱硫率不稳定的问题。


技术实现要素：

4.为克服现有技术的缺陷，本实用新型提供一种利用络合铁湿法脱除沼气中硫化氢的装置，其技术方案如下：
5.一种利用络合铁湿法脱除沼气中硫化氢的装置，其包括脱硫吸收塔、再生沉降塔、富液泵、贫液泵、硫浆泵、滤液泵、鼓风机、压滤机、原料沼气管线、净化沼气管线、富液管线、贫液管线、空气管线、硫浆管线及滤液管线；所述脱硫吸收塔包括筒形的塔体，塔体内腔下部设有与塔外原料沼气管线连通的气体分布器，塔体内腔中部设有三角形螺旋填料，塔体内腔上部设有实心圆锥形贫液喷头，塔顶连通净化沼气管线；所述再生沉降塔包括方形再生区及其下侧贯通的锥形沉降区，方形再生区内腔下部设置第一曝气机构、中部设置第二曝气机构，方形再生区内腔上部设有实心圆锥形富液喷头及实心圆锥形滤液喷头；所述富液管线的一端连通脱硫吸收塔底部，另一端连通实心圆锥形富液喷头的安装管，线路上连接富液泵；所述贫液管线的一端连通实心圆锥形贫液喷头的安装管，另一端连通方形再生区下部且低于第一曝气机构水平位置，线路上连接贫液泵；所述空气管线的始端连接鼓风机出风口，末端分别连接第一曝气机构及第二曝气机构；所述硫浆管线的一端连通锥形沉降区底部出液口，另一端连通压滤机进液口，线路上连接硫浆泵；所述滤液管线的一端连通压滤机出液口，另一端连通实心圆锥形滤液喷头的安装管，线路上连接滤液泵。
6.上述技术方案可以进一步优化为：
7.所述气体分布器包括分布器主管及对称分布在分布器主管两侧的若干分布器支管；所述分布器主管的外端与原料沼气管线连通，内端封闭，管身两侧对称设置若干内螺纹短节；所述分布器支管的一端通过其外螺纹与分布器主管的内螺纹短节进行螺纹连接，分布器支管的另一端封闭，分布器支管的管身周围均匀分布出气孔，在分布器主管的两侧对称设置的分布器支管长度相等；所述分布器主管的同侧分布器支管，处于中间的分布器支管最长，由中间向两端设置的分布器支管长度依次缩短。
8.所述分布器支管共设14根，其中在分布器主管两侧各设7根。
9.所述出气孔为圆孔，其直径为6mm，圆周角度间隔60
°
，水平间距20mm。
10.所述第一曝气机构与第二曝气机构的结构相同，均包括曝气主管及对称分布在曝气主管两侧的若干曝气支管；所述曝气主管的外端与空气管线连通，内端封闭，管身两侧对称设置若干内螺纹短节；所述曝气支管的一端通过其外螺纹与曝气主管的内螺纹短节进行螺纹连接，曝气支管的另一端封闭，曝气支管的管身周围均匀分布通风孔；所述曝气主管两侧的曝气支管长度均相等。
11.所述第一曝气机构与第二曝气机构的曝气支管均设20根，其中在曝气主管两侧各设10根。
12.所述曝气支管外周覆盖由合成橡胶制成的曝气膜片，在曝气膜片上均匀分布自闭孔，曝气膜片两端用不锈钢卡箍锁紧固定。
13.所述实心圆锥形贫液喷头、实心圆锥形富液喷头及实心圆锥形滤液喷头的喷雾角度均为120
°
。
14.所述实心圆锥形贫液喷头、实心圆锥形富液喷头均设置至少2个；实心圆锥形滤液喷头设置至少1个。
15.所述方形再生区顶部设有放空口。
16.本实用新型主要具有以下有益技术效果：
17.1.络合铁催化剂溶液在脱硫以后形成的富液通过曝气转变为贫液，彻底实现循环再生，从根本上避免废弃脱硫剂造成二次污染问题。
18.2.结构布局合理，通过实心圆锥形喷头、三角形螺旋填料、气体分布器、第一曝气机构及第二曝气机构等的精细设置，保证在络合铁作用下硫化氢直接还原成单质硫的工作均衡、平稳运行，使所有原料沼气的硫化氢脱除率均保持在99%以上。
19.3.络合铁工作硫容达到3.0g/l，较常规药剂的硫容0.3-0.4g/l提高了6倍以上，降低循环能耗约80%。
附图说明
20.图1为本实用新型总体布局示意图；
21.图2为图1中的气体分布器平面布置示意图；
22.图3为图1中的第一曝气机构及第二曝气机构平面布置示意图；
23.图4为图3中的曝气支管及外周覆盖结构示意图；
24.图中：1-脱硫吸收塔，2-净化沼气管线，3-贫液管线，4-贫液泵，5-富液管线，6-实心圆锥形富液喷头，7-放空口，8-实心圆锥形滤液喷头，9-滤液管线，10-第二曝气机构，11-再生沉降塔，12-第一曝气机构，13-空气管线，14-鼓风机，15-滤液泵，16-硫饼出口，17-压滤机，18-硫浆泵，19-硫浆管线，20-锥形沉降区，21-方形再生区，22-富液泵，23-气体分布器，24-原料沼气管线，25-塔体，26-三角形螺旋填料，27-实心圆锥形贫液喷头，28-分布器主管，29-分布器支管，30-内螺纹短节，31-曝气主管，32-曝气支管，32.1-通风孔，32.2-螺纹端，32.3-封闭端，33-曝气膜片，34-不锈钢卡箍。
具体实施方式
25.下面结合实施例对本实用新型进行详细描述。
26.实施例1
27.参考图1、图2、图3及图4。一种利用络合铁湿法脱除沼气中硫化氢的装置，其包括脱硫吸收塔1、再生沉降塔11、富液泵22、贫液泵4、硫浆泵18、滤液泵15、鼓风机14、压滤机17、原料沼气管线24、净化沼气管线2、富液管线5、贫液管线3、空气管线13、硫浆管线19及滤液管线9。脱硫吸收塔1包括筒形的塔体25，塔体25内腔下部设有与塔外原料沼气管线24连通的气体分布器23，塔体25内腔中部设有三角形螺旋填料26，塔体25内腔上部设有实心圆锥形贫液喷头27，塔顶连通净化沼气管线2。再生沉降塔11包括方形再生区21及其下侧贯通的锥形沉降区20，方形再生区21内腔下部设置第一曝气机构12、中部设置第二曝气机构10，方形再生区21内腔上部设有实心圆锥形富液喷头6及实心圆锥形滤液喷头8。富液管线5的一端连通脱硫吸收塔1底部，另一端连通实心圆锥形富液喷头6的安装管，线路上连接富液泵22。贫液管线3的一端连通实心圆锥形贫液喷头27的安装管，另一端连通方形再生区21下部且低于第一曝气机构12水平位置，线路上连接贫液泵4。空气管线13的始端连接鼓风机14出风口，末端分别连接第一曝气机构12及第二曝气机构10。硫浆管线19的一端连通锥形沉降区20底部出液口，另一端连通压滤机17进液口，线路上连接硫浆泵18。滤液管线9的一端连通压滤机17出液口，另一端连通实心圆锥形滤液喷头8的安装管，线路上连接滤液泵15。
28.上述三角形螺旋填料26是一种小颗粒的高效填料，由金属丝绕制而成，每圈呈正三角形，圈间互错10-20度，其横断面呈六星形，螺旋的内外表面形成起伏明显的棱槽，极易被液体湿而成膜，且有很大的比表面积，具有良好的传质性能。实心圆锥形喷头产生的喷雾分布均匀，液滴大小为中等到偏大，对于要求覆盖一个区域的喷流能发挥极佳的效果。
29.实施例2
30.参考图1、图2、图3及图4。一种利用络合铁湿法脱除沼气中硫化氢的装置，在实施例1记载的技术方案基础上，气体分布器23包括分布器主管28及对称分布在分布器主管28两侧的共14根分布器支管29。分布器主管28的外端与原料沼气管线24连通，内端封闭，管身两侧对称设置各7个内螺纹短节30，分别对应7根分布器支管29。分布器支管29的一端通过其外螺纹与分布器主管28的内螺纹短节30进行螺纹连接，分布器支管29的另一端封闭，分布器支管29的管身周围均匀分布出气孔，在分布器主管28的两侧对称设置的分布器支管29长度相等。分布器主管28的同侧分布器支管29，处于中间的分布器支管29最长，由中间向两端设置的分布器支管29长度依次缩短，这样的结构设置与筒形的塔体25截面能够较好适应。
31.上述出气孔为圆孔，其直径为6mm，圆周角度间隔60
°
，水平间距20mm，以达到出气均匀、顺畅的效果。
32.实施例3
33.参考图1、图2、图3及图4。一种利用络合铁湿法脱除沼气中硫化氢的装置，在实施例1记载的技术方案基础上，第一曝气机构12与第二曝气机构10的结构相同，均包括曝气主管31及对称分布在曝气主管31两侧的共20根曝气支管32。曝气主管31的外端与空气管线13连通，内端封闭，管身两侧对称设置各10个内螺纹短节30，分别对应10根曝气支管32。曝气支管32的一端通过其外螺纹与曝气主管31的内螺纹短节30进行螺纹连接，曝气支管32的另一端封闭，曝气支管32的管身周围均匀分布通风孔32.1。曝气主管31两侧的曝气支管32长度均相等。
34.进一步优选，上述曝气支管32外周覆盖由合成橡胶制成的曝气膜片33，在曝气膜片33上均匀分布自闭孔，曝气膜片33两端用不锈钢卡箍34锁紧固定。曝气时，空气通过管身上的通风孔32.1进入曝气膜片33与管身之间，在高压空气的作用下，使曝气膜片33微微鼓起，自闭孔张开，达到布气扩散的目的；停止供气，气压消失后，曝气膜片33本身在弹性作用下使自闭孔自动闭合，由于水压的作用，曝气膜片33压实在管身上。
35.实施例4
36.参考图1、图2、图3及图4。一种利用络合铁湿法脱除沼气中硫化氢的装置，在实施例1记载的技术方案基础上，实心圆锥形贫液喷头27、实心圆锥形富液喷头6及实心圆锥形滤液喷头8的喷雾角度均为120
°
，以扩大覆盖面。实心圆锥形贫液喷头27、实心圆锥形富液喷头6均设置至少2个；实心圆锥形滤液喷头8设置至少1个，以适应各自的喷液量。方形再生区21顶部设有放空口7，以方便排除多余空气。
37.本实用新型的基本工作原理如下：
38.所谓贫液是指络合铁催化剂溶液，富液是指原贫液包含了硫化氢被络合铁还原成的单质硫之后形成的浓液。硫化氢被还原后，络合铁的三价铁转变为二价铁。二价铁在空气氧化下再生为三价铁。具体工作流程大体为：原料沼气进入脱硫吸收塔1，经过气体分布器23布气后均匀上升，到达三角形螺旋填料26处与经过实心圆锥形贫液喷头27喷洒而下的贫液进行传质，使沼气中的硫化氢在三价络合铁的作用下直接还原成单质硫进入贫液中形成富液，同时三价铁转变为二价铁；脱除硫化氢以后的净化沼气向上排出塔外进行后续处理，富液经塔底排出后通过富液泵22进入再生沉降塔11，通过实心圆锥形富液喷头6喷洒而下，经过第二曝气机构10进行初次曝气，经过第一曝气机构12进行再次曝气；经过两次曝气，二价铁被鼓风机14吹来的空气中的氧气完全氧化为三价铁，完成再生；由于重力的作用，单质硫在锥形沉降区20逐渐向底部沉积形成硫浆，而后被硫浆泵18运往压滤机17，经过压滤机17运行而形成的滤液（带有三价铁）经滤液泵15送至实心圆锥形滤液喷头8喷洒而下进行回用，形成的硫饼经硫饼出口16排出后进入后续处理；再生后的三价铁溶液经贫液泵4送至实心圆锥形贫液喷头27进行循环使用。