一种去除沼气中H2S的LO-CAT系统技术方案

本发明专利技术公开了一种去除沼气中H2S的LO‑CAT系统，涉及环境保护技术领域。包括吸收单元，所述吸收单元包括文丘里预吸收器、鼓泡塔和填料塔，在H2S分压低且气量小的情况下，所述吸收单元采用鼓泡塔，在H2S分压低且气量大的情况下，所述吸收单元采用填料塔；在H2S分压高且气量小的情况下，所述吸收单元采用文丘里预吸收器与鼓泡塔的组合。所以，采用本发明专利技术提供的系统，可以根据不同的工况条件选用不同形式组成的吸收单元，使其抗波动能力强，运行成本较低。而且，在脱硫的过程中，无副反应产物的产生，脱硫液硫容量高，且安全性高。

A LO-CAT system for removing H2S from biogas

The invention discloses a LO CAT system for removing H2S from biogas, which relates to the technical field of environmental protection. The absorption unit includes a Venturi pre-absorber, a bubbling tower and a packing tower. In the case of low H2S partial pressure and small gas volume, the absorption unit adopts a bubbling tower. In the case of low H2S partial pressure and large gas volume, the absorption unit adopts a packing tower; in the case of high H2S partial pressure and small gas volume, the absorption unit adopts a Venturi pre-absorber and a bubbling tower. Combination. Therefore, the system provided by the invention can select absorption units of different forms according to different working conditions, so that the system has strong anti-fluctuation ability and low operation cost. In addition, in the process of desulfurization, there is no by-reaction products, the desulfurization liquid has high sulfur capacity and high safety.

【技术实现步骤摘要】
一种去除沼气中H2S的LO-CAT系统
本专利技术涉及环境保护
，尤其涉及一种去除沼气中H2S的LO-CAT系统。
技术介绍
目前，国内外处理沼气中硫化氢废气的方法很多，依其弱酸性和强还原性而进行脱硫可分为干法和湿法。湿法脱硫按其所用的不同脱硫剂分为液体吸收法和吸收氧化法两类。液体吸收法中有利用碱性溶液的化学吸收法和利用有机溶剂的物理吸收法，以及物理化学吸收法。吸收氧化法主要利用各种氧化剂、催化剂进行脱硫。液体吸收法原理为酸碱中和反应，将硫化氢气体在液相中进行吸收，将气态中的硫元素转化为液态中的S2-离子，产生二次污染，需进一步进行处理。LO-CAT(LiquidOxidationCatalyst)硫回收工艺是一种液相催化氧化法硫磺回收技术，属于湿法硫回收工艺。LO-CAT工艺技术是一种以络合铁为催化剂的湿式氧化脱除硫化氢的方法，其特点是直接将气体中的H2S转变成元素S，LO-CAT工艺技术是一种工艺简单、工作硫容高且环保无毒的新型脱硫技术，克服了传统脱硫工艺硫容量低、脱硫工艺复杂、副盐生成率高、环境污染严重等弊端，硫磺回收率达到99.9％。目前，LO-CAT工艺包括湿法脱硫塔，富液槽，喷射再生槽，干法脱硫塔，贫液槽，气水分离器，湿法脱硫塔置于贫液槽上，湿法脱硫塔顶部安装气水分离器，贫液槽、湿法脱硫塔和气水分离器构成湿法脱硫集成塔。此工艺虽然有一定的脱硫作用，但通常只能处理低浓度的H2S气体，不能适应不同工况的变化，抗波动能力弱。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种去除沼气中H2S的LO-CAT系统，从而解决现有技术中存在的前述问题。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种去除沼气中H2S的LO-CAT系统，包括依次连接的吸收单元、冷却器和氧化槽，所述氧化槽的下部通过循环泵与所述吸收单元连接，所述氧化槽的底部通过真空过滤机与硫回收单元连接，所述氧化槽的上部通过空压机与空气连接；所述吸收单元包括文丘里预吸收器和吸收塔，所述吸收塔包括鼓泡塔和填料塔，在H2S分压低且气量小的情况下，所述吸收单元采用鼓泡塔，在H2S分压低且气量大的情况下，所述吸收单元采用填料塔；在H2S分压高且气量小的情况下，所述吸收单元采用文丘里预吸收器与鼓泡塔的组合；在H2S分压高且气量大的情况下，所述吸收单元采用文丘里预吸收器与填料塔的组合。优选地，所述鼓泡塔的顶部设置有除雾器，所述填料塔的中部设置有填料层，所述填料塔的顶部设置有除雾器。优选地，所述吸收单元中文丘里预吸收器、鼓泡塔和填料塔的选择，通过调节阀组进行控制。优选地，所述H2S分压低具体为：0～1KPa，所述H2S分压高具体为：1KPa～100KPa，所述H2S的气量小具体为：0～500m3/h，所述H2S的气量大具体为：500m3/h～1700000m3/h。优选地，所述H2S的分压通过皮托管进行测量，所述H2S的气量通过空气质量流量计进行测量。优选地，在所述氧化槽中进行脱硫液的调配，并调节其pH为8-9，脱硫液中包括：0.2mol/LFe2(SO4)3溶液，0.2mol/L乙二胺四乙酸二钠溶液，45％KOH溶液，硫代硫酸钠和癸醇。本专利技术的有益效果是：本专利技术提供的去除沼气中H2S的LO-CAT系统，包括吸收单元，所述吸收单元包括文丘里预吸收器、鼓泡塔和填料塔，在H2S分压低且气量小的情况下，所述吸收单元采用鼓泡塔，在H2S分压低且气量大的情况下，所述吸收单元采用填料塔；在H2S分压高且气量小的情况下，所述吸收单元采用文丘里预吸收器与鼓泡塔的组合。所以，采用本专利技术提供的系统，可以根据不同的工况条件选用不同形式组成的吸收单元，使其抗波动能力强，运行成本较低。而且，在脱硫的过程中，无副反应产物的产生，脱硫液硫容量高，且安全性高。附图说明图1是本专利技术提供的去除沼气中H2S的LO-CAT系统的结构示意图；图2是文丘里预吸收器与鼓泡塔的组合结构示意图；图3是文丘里预吸收器与填料塔的组合结构示意图；图4是鼓泡塔的结构示意图；图5是填料塔的结构示意图；图6是根据H2S分压与气量选择吸收单元的情况示意图。图中，各符号的含义如下：1吸收单元、2冷却器、3氧化槽、4循环泵、5真空过滤机、6空压机、7文丘里预吸收器、8鼓泡塔、9填料塔。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。如图1-5所示，本专利技术实施例提供了一种去除沼气中H2S的LO-CAT系统，包括依次连接的吸收单元1、冷却器2和氧化槽3，所述氧化槽3的下部通过循环泵4与所述吸收单元1连接，所述氧化槽3的底部通过真空过滤机5与硫回收单元连接，所述氧化槽3的上部通过空压机6与空气连接；所述吸收单元1包括文丘里预吸收器7和吸收塔，所述吸收塔包括鼓泡塔8和填料塔9，在H2S分压低且气量小的情况下，所述吸收单元采用鼓泡塔8，在H2S分压低且气量大的情况下，所述吸收单元采用填料塔9；在H2S分压高且气量小的情况下，所述吸收单元采用文丘里预吸收器7与鼓泡塔8的组合；在H2S分压高且气量大的情况下，所述吸收单元采用文丘里预吸收器7与填料塔9的组合。上述结构的系统，其工艺原理为：含有硫化氢的沼气首先进入吸收单元，吸收单元吸收H2S后的吸收液进行冷却后进入氧化槽，由于硫的密度大于水，硫就沉降在反应器底部的锥形段，硫浆落入氧化槽锥底，然后用硫浆泵送入真空过滤机中分离脱水，分离出的硫块送往硫回收。在氧化槽中通入空气将吸收H2S后的吸收液中的Fe2+氧化成Fe3+，然后通过循环泵将脱硫液送入吸收单元开始下一阶段H2S的吸收。其中，在氧化槽中进行脱硫液的调配，调配后的脱硫液组成为：①0.2mol/LFe2(SO4)3溶液②0.2mol/L乙二胺四乙酸二钠溶液③45％KOH溶液④硫代硫酸钠⑤癸醇。其中，在吸收单元中，发生的化学反应如下：(1)H2S在配比液中被吸收(2)H2S在溶液中的电离(3)硫氢根被铁离子氧化生成硫单质HS-+2Fe3+→2Fe2++H++S吸收单元发生的总反应式为：H2S(g)+2Fe3+→2Fe2++2H++S在氧化槽中发生的化学反应如下：(1)O2在配比溶液中被吸收(1:0.049,20℃)(2)亚铁离子的再生再生部分总反应方程式为：所以，采用本专利技术提供的系统，可以实现对沼气中硫化氢的去除和回收。其中，对于吸收单元，使用过程中，在H2S分压低且气量小的情况下，沼气进入鼓泡塔进行H2S的去除，在H2S分压低且气量大的情况下，沼气进入填料塔进行H2S的去除，在H2S分压高且气量小的情况下，沼气先通过文丘里预吸收器初步去除H2S，再进入鼓泡塔进行二次去除；在H2S分压高且气量大的情况下，沼气先通过文丘里预吸收器初步去除H2S，再进入填料塔进行二次去除。其中，文丘里预吸收器由收缩管、喉管和扩散管三部分组成。气体进入收缩管，气速逐渐增加。气流的压力逐渐变成动能，进入喉管时，流速达到最大值。水通过喉管周边均匀分布的若干小孔进入，然后在高速气流冲击下被高度雾化。喉管处的高速低压使气流达到饱和状态。气膜被冲破，因此，在气膜与水滴之间发生激烈的碰撞和凝聚。进入扩散管后，气流速度降低，静压回升，使气体得以净化本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种去除沼气中H2S的LO‑CAT系统，其特征在于，包括依次连接的吸收单元、冷却器和氧化槽，所述氧化槽的下部通过循环泵与所述吸收单元连接，所述氧化槽的底部通过真空过滤机与硫回收单元连接，所述氧化槽的上部通过空压机与空气连接；所述吸收单元包括文丘里预吸收器和吸收塔，所述吸收塔包括鼓泡塔和填料塔，在H2S分压低且气量小的情况下，所述吸收单元采用鼓泡塔，在H2S分压低且气量大的情况下，所述吸收单元采用填料塔；在H2S分压高且气量小的情况下，所述吸收单元采用文丘里预吸收器与鼓泡塔的组合；在H2S分压高且气量大的情况下，所述吸收单元采用文丘里预吸收器与填料塔的组合。

【技术特征摘要】
1.一种去除沼气中H2S的LO-CAT系统，其特征在于，包括依次连接的吸收单元、冷却器和氧化槽，所述氧化槽的下部通过循环泵与所述吸收单元连接，所述氧化槽的底部通过真空过滤机与硫回收单元连接，所述氧化槽的上部通过空压机与空气连接；所述吸收单元包括文丘里预吸收器和吸收塔，所述吸收塔包括鼓泡塔和填料塔，在H2S分压低且气量小的情况下，所述吸收单元采用鼓泡塔，在H2S分压低且气量大的情况下，所述吸收单元采用填料塔；在H2S分压高且气量小的情况下，所述吸收单元采用文丘里预吸收器与鼓泡塔的组合；在H2S分压高且气量大的情况下，所述吸收单元采用文丘里预吸收器与填料塔的组合。2.根据权利要求1所述的去除沼气中H2S的LO-CAT系统，其特征在于，所述鼓泡塔的顶部设置有除雾器，所述填料塔的中部设置有填料层，所述填料塔的顶部设置有除雾器。3.根据权利要求1所述的去除沼气中H2S的LO...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩姗山，徐姝钰，张红伟，孙丽媛，李勇，
申请(专利权)人：维珂瑞北京环境科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11