一种用于中低压天然气的生物脱硫方法及再生反应器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及生物脱硫技术领域，特别涉及一种用于中低压力的天然气生物脱硫工艺方法及再生反应器。
【背景技术】
[0002]天然气作为一种优质的气体燃料，由于它比人工煤气、液化石油气更清洁、快捷、高效、安全，所以已被世界广泛采用。提高天然气在一次能源结构中所占的比例可有效降低大气污染、改善环境。然而，随着天然气田开发时间的推进，许多气矿的天然气田井已进入中后期开采，其产量、压力逐年降低，目前大部分气矿采用的增压后远距离输送至脱硫厂进行处理的方式，既不经济，也存在一定的安全隐患。因此，在天然气工业发展过程中，开发出了适用于中低压力下天然气脱硫的新工艺。
[0003]对于中低压力下天然气脱硫工艺，目前主要采用干法脱硫和液相氧化还原脱硫技术。然而，干法脱硫处理的规模有限，一般适合于潜硫量小于0.lt/d的范围。目前在国内外较为理想的方式往往采用液相氧化还原脱硫技术进行处理，然而液相氧化还原的主要缺点在于化学品消耗高和容易发生硫堵，造成操作成本的增加。
[0004]目前，还没有通过微生物来脱除中低压天然气中的含硫物的工艺。
【发明内容】
[0005]生物脱硫，又称生物催化剂脱硫，可以在不同压力下，利用脱硫菌种的特殊代谢途径完成含硫气体的净化，特别是硫化氢的净化。目前，对于气体生物脱硫的专利及文献报道多为废气、酸气及沼气，例如CN1238711A、CN1098117C、CN1343134A等。然而，天然气的处理规模和硫磺生产量均较大，井口及管输的天然气相对于其他几类气体而言，具有较高压力。对于这类天然气生物脱硫技术，以上专利内容未见报道。发明人考虑，是否可以将生物脱硫技术应用于中低压天然气的含硫气体的净化。
[0006]因此，本发明所要解决的技术问题在于，提供一种通过微生物来脱除中低压天然气中的含硫物的工艺及含硫富液再生的再生反应器。
[0007]为了解决上述的技术问题，本发明提供以下的技术方案。
[0008]本发明第一方面提供一种用于中低压天然气的生物脱硫方法，所述方法包括以下步骤:
[0009]步骤(I)、将脱硫溶液与含硫化氢的天然气在吸收塔中接触并分离得到含有硫化物的脱硫溶液和去除硫化氢之后的天然气；
[0010]步骤(2)、将所述含有硫化物的富液输送到闪蒸罐进行闪蒸，得到含有硫化氢的闪蒸气和闪蒸后的含有硫化物的富液；
[0011]步骤(3)、将所述含有硫化氢的闪蒸气和闪蒸后的含有硫化物的富液输送到再生反应器中；
[0012]其中，将所述闪蒸后的含有硫化物的富液输送到再生反应器的含有脱硫微生物的含氧区，在所述含氧区中所述闪蒸后富液中的硫化物被所述脱硫微生物转化为单质硫，并且所述闪蒸后含有硫化物的富液被再生为贫液；
[0013]将所述含有硫化氢的闪蒸气通入到所述再生反应器的非含氧区，所述含有硫化氢的闪蒸气中的硫化氢被所述再生后的贫液吸收。
[0014]优选地，所述中低压天然气是指压力为0.5-5.0MPa的天然气。
[0015]优选地,所述中低压天然气是指压力为1.0-3.0MPa的天然气。
[0016]优选地，在步骤⑴中，所述吸收塔选自于鼓泡塔、填料塔、喷淋塔、板式塔或者它们的组合。
[0017]优选地，在步骤(I)中，所述吸收塔为喷淋塔，并且所述接触为逆向接触。
[0018]优选地，在步骤(I)中，所述脱硫溶液为碱性缓冲溶液。
[0019]优选地，所述碱性缓冲溶液为碳酸盐缓冲溶液或者磷酸盐缓冲溶液或者它们的组入口 ο
[0020]优选地，所述碳酸盐缓冲溶液为pH为7.5-10.0的碳酸钠-碳酸氢钠溶液；所述磷酸盐缓冲溶液为PH为7.5-10.0的磷酸二氢钾和磷酸氢二钾溶液。
[0021]优选地,在步骤(2)中,所述闪蒸气压力为0.1-1.0Mpa0
[0022]优选地，步骤(3)中的将所述的单质硫从所述脱硫溶液中分离回收。
[0023]优选地，步骤(3)中的将所述的单质硫是以液态的形式从所述脱硫溶液中分离回收。
[0024]优选地，步骤(3)中所述再生反应器的含氧区和非含氧区是隔离的。
[0025]优选地，步骤(3)中所述再生反应器的含氧区和非含氧区是通过开孔隔板而隔离的，所述开孔孔径为20-40mm，最上层开孔位置略低于液面，最下层开孔位置不低于隔板高度的一半，所述孔的总面积占隔板总面积的比例为30%以下。
[0026]优选地，所述再生反应器的含氧区位于所述再生反应器的外侧，所述再生反应器的非含氧区位于所述再生反应器的内侧。
[0027]优选地，所述再生反应器的含氧区中的贫液的一部分在气升作用下从隔板上的开孔进入到所述再生反应器的非含氧区。
[0028]优选地，所述再生反应器的含氧区中的贫液的一部分用泵输送到步骤(I)的吸收塔中。
[0029]优选地，含有氧气的气体被输送到步骤(3)中的所述再生反应器中的含氧区。
[0030]优选地,所述含有氧气的气体为空气。
[0031 ] 优选地，所述脱硫微生物为硫杆菌属。
[0032]本发明的另一方面提供一种用于中低压天然气的生物脱硫再生反应器，所述再生反应器包括含氧区和非含氧区，所述含氧区和非含氧区通过开孔隔板隔离；所述含氧区用于脱除闪蒸后富液中的硫化物，使富液再生为贫液；所述非含氧区用于利用含氧区再生的贫液吸收闪蒸气中的硫化氢。
[0033]优选地，所述含氧区为一个圆环形的区域，所述非含氧区为一个圆柱形的区域，所述含氧区的圆环形的区域包围着所述非含氧区的圆柱形区域。
[0034]优选地，所述隔板的开孔位于隔板的侧面。
[0035]优选地，所述隔板开孔的孔径为20_40mm。
[0036]优选地，所述隔板开孔的最上层开孔位置略低于所述再生反应器中富液的液面，最下层开孔位置不低于所述隔板高度的一半。
[0037]优选地，所述孔的总面积占隔板总面积的比例为30%以下。
[0038]优选地，所述孔的总面积占隔板总面积的比例根据溶液循环量和气体流量压强确定。
[0039]优选地，所述气体为通入再生反应器中的空气及闪蒸气。
[0040]本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是:
[0041](I)有效解决了开采中后期的中低压天然气脱硫的技术难题，能够在0.5-5.0MPa的中低压力下，有效去除天然气以及闪蒸气中的硫化氢，确保尾气排放达标；
[0042](2)通过利用再生的碱液来吸收净化闪蒸气，提供了一种中低压天然气生物脱硫过程中闪蒸气的处理方法；
[0043](3)闪蒸气脱硫和富液再生在同一反应器中进行，降低了设备投资费用。
【附图说明】
[0044]为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0045]图1是本发明实施例1提供的中低压力天然气生物脱硫方法的流程图；
[0046]图2是本发明实施例3提供的再生反应器的结构示意图；
[0047]图3是本发明实施例3提供的再生反应器中隔板的结构示意图。
[0048]附图标记分别表示:
[0049]A、吸收塔；B、闪蒸塔；C、再生反应器；D、循环泵；
[0050]1、原料气；2、净化气；3、吸收后富液；4、闪蒸后富液；5、闪蒸气；6、空气；7、贫液；
8、再生反应器隔板(侧面开孔)；9、再生反应器隔板局部放大图；
[0051]L、隔板高度。
【具体实施方式】
[0052]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
[0053]本发明的第一方面提供了一种用于中低压天然气的生物脱硫方法，所述方法包括以下步骤:
[0054]步骤(I)、将脱硫溶液与含硫化氢的天然气在吸收塔中接触并分离得到含有硫化物的脱硫溶液和去除硫化氢之后的天然气；
[0055]步骤(2)、将所述含有硫化物的富液输送到闪蒸罐进行闪蒸，得到含有硫化氢的闪蒸气和闪蒸后的含有硫化物的富液；
[0056]步骤(3)、将所述含有硫化氢的闪蒸气和闪蒸后的含有硫化物的富液输送到再生反应器中；
[0057]其中，将所述闪蒸后的含有硫化物的富液输送到再生反应器的含有脱硫微生物的含氧区，在所述含氧区中所述闪蒸后富液中的