一种生物与干法串联的沼气精脱硫装置及脱硫工艺制造方法及图纸

本发明专利技术属于沼气处理技术领域，公开了生物与干法串联的沼气精脱硫装置及脱硫工艺

【技术实现步骤摘要】
一种生物与干法串联的沼气精脱硫装置及脱硫工艺


[0001]本专利技术属于沼气处理
，尤其是一种生物与干法串联的沼气精脱硫装置及脱硫工艺
。

技术介绍

[0002]沼气是一种混合气体，一般含有
60
％～
70
％
CH4，
30
％～
40
％
CO2，
0.5
％～
1.5
％
H2S
，以及
NH3、SO、H2、N2和
CO
等微量气体，其中
H2S
含量虽然不高，但对沼气的利用影响较大
。
不同的沼气利用途径，
H2S
含量的要求也各不相同，相应国家及行业标准规定：若利用沼气发电，则
H2S
的浓度需小于等于
200
～
300mg/m3；若将沼气并入燃气管网或作为车用燃料，则
H2S
的浓度需小于等于
15mg/m3。
而原始沼气中
H2S
的质量浓度一般为1～
12g/m3，远远超过各标准中的规定，若在沼气利用前不进行预处理，其中的
H2S
就会对金属管道和仪器仪表产生腐蚀，影响总体的使用效果
。
而且在沼气利用中，
H2S
会转变为
SO2等有害气体污染环境
。
因此，在沼气的综合利用前必须脱除
H2S。
[0003]干法脱硫是一种简易
、
高效
、
相对低成本的脱硫方式，一般适合用于沼气量小，硫化氢浓度低的沼气脱硫
。
干法脱除沼气气体中硫化氢
(H2S)
的设备基本原理是以
O2使
H2S
氧化成硫或硫氧化物的一种方法，也可称为干式氧化法
。
干法设备的构成是，在一个容器内放入填料，填料层有活性炭
、
氧化铁等
。
气体以低流速从一端经过容器内填料层，硫化氢
(H2S)
氧化成硫或硫氧化物后，余留在填料层中，净化后气体从容器另一端排出
。
[0004]湿法脱硫可以归纳分为物理吸收法
、
化学吸收法和氧化法三种
。
物理和化学方法存在硫化氢再处理问题，氧化法是以碱性溶液为吸收剂，并加入载氧体为催化剂，吸收
H2S
，并将其氧化成单质硫，湿法氧化法是把脱硫剂溶解在水中，液体进入设备，与沼气混合，沼气中的硫化氢
(H2S)
与液体产生氧化反应，生成单质硫吸收硫化氢的液体有氢氧化钠
、
氢氧化钙
、
碳酸钠
、
硫酸亚铁等
。
成熟的氧化脱硫法，脱硫效率可达
99.5
％以上
。
[0005]生物脱硫技术包括生物过滤法
、
生物吸附法和生物滴滤法，三种系统均属开放系统，其微生物种群随环境改变而变化
。
在生物脱硫过程中，氧化态的含硫污染物必须先经生物还原作用生成硫化物或
H2S
然后再经生物氧化过程生成单质硫，才能去除
。
在大多数生物反应器中，微生物种类以细菌为主，真菌为次，极少有酵母菌
。
常用的细菌是硫杆菌属的氧化亚铁硫杆菌，脱氮硫杆菌及排硫杆菌
。
最成功的代表是氧化亚铁硫杆菌，其生长的最佳
pH
值为
2.0
～
2.2。
此外新型的沼气脱硫工艺还有膜分离脱硫
、
电化学脱硫和原位法脱硫等方法，但操作和维护成本高，难度大，尚未在工业上普遍广泛应用
。
而在大型沼气工业化应用中还没有一种大能力
、
精度高
、
成本低并可最大限度回收硫资源的应用工艺
。

技术实现思路

[0006]本专利技术要解决的技术问题是：克服现有技术中之不足，提供一种生物与干法串联的沼气精脱硫装置及脱硫工艺，解决了高
H2S
浓度下沼气脱硫率和脱硫效率低，脱硫成本高的问题
[0007]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：
[0008]一种生物与干法串联的沼气精脱硫装置，包括第一缓冲罐
、
冷却塔
、
生物滴滤塔
、
脱水塔和干法脱硫塔，所述第一缓冲罐通过管路依次串联有除尘器和冷却塔；所述干法脱硫塔通过管路依次串联有
PSA
变压吸附装置
、
第二缓冲罐和双膜储气柜；
[0009]所述冷却塔顶端设有沼气出口，沼气出口通过沼气管路连接至生物滴滤塔侧壁下部的气体进口，沼气管路上设置有脱水塔；生物滴滤塔侧壁上部的气体出口通过管路连接至干法脱硫塔侧壁下部的气体进口；生物滴滤塔侧壁下部的液体出口通过管路连接有碱液再生反应器；
[0010]所述碱液再生反应器设有液体管路，液体管路连接至生物滴滤塔顶端的液体进口，液体管路上设置有换热器和循环泵，循环泵靠近碱液再生反应器设置；所述碱液再生反应器侧壁上部设有硫泡沫管路，硫泡沫管路连接有培养液沉淀器；
[0011]所述
PSA
变压吸附装置顶部通过管路连接有储气柜
。
[0012]双膜储气柜由外膜
、
内膜
、
底膜和混凝土基础组成，内膜与底膜围成的内腔用于贮存沼气，外膜和内膜之间气密
。
[0013]进一步地，所述生物滴滤塔内腔底端设置有管式曝气器，管式曝气器的气体进口处设置有压缩空气进气管
。
[0014]进一步地，所述除尘器和冷却塔之间设有风压机
。
[0015]进一步地，所述干法脱硫塔和
PSA
变压吸附装置之间设有螺杆压缩机
。
[0016]进一步地，所述碱液再生反应器分别通过管路连接有碱液加碱罐和营养液添加罐
。
[0017]一种生物与干法串联的沼气精脱硫工艺，所述生物与干法串联的沼气精脱硫工艺使用上述沼气精脱硫装置，该沼气精脱硫工艺具体包括如下步骤：
[0018]步骤
S1、
第一缓冲罐内装有原料沼气，原料沼气经过除尘器去除杂质后，由风压机升压至
15
～
25KPa
·
G
，进入冷却塔降温；
[0019]步骤
S2、
经过冷却塔降温的原料沼气进入生物滴滤塔，生物滴滤塔内置有填料层，碱液再生反应器流出的含有微生物的碱性水溶液从生物滴滤塔顶部的液体进口进入；原料沼气自下往上，碱性水溶液自上往下，两者在填料层表面逆流接触，碱性水溶液完成对
H2S
气体的吸附，微生物对硫离子完成降解，原料本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种生物与干法串联的沼气精脱硫装置，其特征在于：包括第一缓冲罐
(1)、
冷却塔
(4)、
生物滴滤塔
(5)
和干法脱硫塔
(6)
，所述第一缓冲罐
(1)
通过管路依次串联有除尘器
(2)
和冷却塔
(4)
；所述干法脱硫塔
(6)
通过管路依次串联有
PSA
变压吸附装置
(8)、
第二缓冲罐
(9)
和双膜储气柜
(10)
；所述冷却塔
(4)
顶端设有沼气出口，沼气出口通过沼气管路连接至生物滴滤塔
(5)
侧壁下部的气体进口；生物滴滤塔
(5)
侧壁上部的气体出口通过管路连接至干法脱硫塔
(6)
侧壁下部的气体进口；生物滴滤塔
(5)
侧壁下部的液体出口通过管路连接有碱液再生反应器
(11)
；所述碱液再生反应器
(11)
设有液体管路，液体管路连接至生物滴滤塔
(5)
顶端的液体进口，液体管路上设置有换热器
(15)
和循环泵
(16)
，循环泵
(16)
靠近碱液再生反应器
(11)
设置；所述碱液再生反应器
(11)
侧壁上部设有硫泡沫管路，硫泡沫管路连接有培养液沉淀器
(12)
；所述
PSA
变压吸附装置
(8)
顶部通过管路连接有储气柜
(17)。2.
根据权利要求1所述的一种生物与干法串联的沼气精脱硫装置，其特征在于：所述生物滴滤塔
(5)
内腔底端设置有管式曝气器
(18)
，管式曝气器
(18)
的气体进口处设置有压缩空气进气管
。3.
根据权利要求1所述的一种生物与干法串联的沼气精脱硫装置，其特征在于：所述除尘器
(2)
和冷却塔
(4)
之间设有风压机
(3)。4.
根据权利要求1所述的一种生物与干法串联的沼气精脱硫装置，其特征在于：所述干法脱硫塔
(6)
和
PSA
变压吸附装置
(8)
之间设有螺杆压缩机
(7)。5.
根据权利要求1所述的一种生物与干法串联的沼气精脱硫装置，其特征在于：所述碱液再生反应器
(11)
分别通过管路连接有碱液加碱罐
(13)
和营养液添加罐
(14)。6.
一种生物与干法串联的沼气精脱硫工艺，其特征在于：所述生物与干法串联的沼气精脱硫工艺使用上述如权利要求1～5任一项所述的生物与干法串联的沼气精脱硫装置，该沼气精脱硫工艺具体包括如下步骤：步骤
S1、
第一缓冲罐
(1)
内装有原料沼气，原料沼气经过除尘器
(2)
去除杂质后，由风压机
(3)
升压至
15
～
25KPa
·
G
，进入冷却塔
(4)
降温；步骤
S2、
经过冷却塔
(4)
降温的原料沼气进入生物滴...

【专利技术属性】
技术研发人员：于海龙，范威严，宋云龙，张桂芳，王超前，王海博，胡骏，
申请(专利权)人：常州大学，
类型：发明
国别省市：