一种一体式沼气生物脱硫装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种一体式沼气生物脱硫装置。它包括单质硫沉淀区Ⅰ、沼气喷淋液再生区Ⅱ和生物填料区Ⅲ。单质硫沉淀区设有倒锥形沉淀室和排硫管；沼气喷淋液再生区设有盘形曝气器、溶解氧探头、三相分离器、集气室、导气管、环形液位调节槽、沼气进气管和盘形布气器；生物填料区设有生物填料层、盘形喷淋器和沼气回收管。本装置的优点有：①脱硫细菌的培养与沼气脱硫融于一体式装置，结构简洁，加工简便，便于推广与应用；②沼气喷淋液再生区三相分离器的设置排除了沼气和氧气混和易爆炸的安全隐患，实现安全的沼气生物脱硫；③通过溶解氧探头控制曝气量和利用环形液位调节槽补给营养液强化脱硫细菌的生长代谢，实现高效的沼气生物脱硫，并可回收硫单质。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种一体式沼气生物脱硫装置，适用于沼气脱硫工程。
技术介绍
沼气是一种可再生能源，在目前能源短缺的情况下日益受到人们的重视。充分利 用沼气能，可以缓解我国能源紧缺带来的压力。沼气是一种可燃性混合气体，一般含甲烷、 二氧化碳、以及少量的氨气、氢气和一氧化碳等，不同的原料制成的沼气中往往含有不同含 量的硫化氢(H2S)。H2S是一种剧毒的有害气体，它对管道、仪表及设备有强烈的腐蚀作用， 泄漏在空气中将污染大气，危害人体健康。因此，为了保护人体健康，延长设备使用寿命，必 须采取有效措施进行沼气脱硫。我国环保标准严格规定利用沼气能源时，沼气气体中H2S 含量不得超过20mg/m3。沼气中的H2S质量浓度一般为1 12g/m3，远远高于我国环保标准 的规定。所以，H2S的脱除成为沼气使用过程中必不可少的一个环节。沼气脱硫的方法有化学法、物化法和生物法。常用的物理法和化学法一般可分为 直接脱硫和间接脱硫两大类。沼气直接脱硫方法的原理可分为湿式法和干式法两类。湿法 脱硫是利用特定的溶剂与气体逆流接触而脱除其中的H2S,溶剂通过再生后重新进行吸收； 干法脱硫是以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。目前，国内 脱硫技术已比较成熟，脱硫方法及脱硫工艺众多，但总体而言都存在着以下缺点干法脱硫 效率不高，脱硫剂再生困难，硫容相对较低，主要适用于精细脱硫；湿法脱硫处理量大，脱硫 效率高，可连续操作，但投资运行费用也高，沼气利用一般用户难以承受。随着环保法规的 日趋严格，开发高效、低投入、资源化和无二次污染的技术已成为脱硫技术发展的主流。为 了解决物化法脱硫的一些弊端，寻求更加高效低耗的脱硫技术，生物脱硫法应运而生。生物 脱硫因具有少污染、低能耗和高效率，并可回收单质硫等特点，成为研究的热点。生物脱硫是利用微生物的代谢作用将沼气中的硫化氢转化为单质硫或硫酸盐。其 反应式分别为2HS>02 — 2S+20F(1)2HS>402 — 2S+2H+(2)目前，生物脱硫已得到了一定的推广应用，但仍然存在诸多问题亟待解决。正如反 应式(2)所示，在氧过量的情况下硫化物会被氧化为硫酸盐从而影响脱硫的效率。这是在 脱硫过程中不希望发生的。如何控制合理的曝气量，保证生物脱硫安全性(沼气中若氧气 含量超过1%，遇明火便会发生爆炸)的同时使生物脱硫后的终产物控制为硫单质俨然已 成为沼气生物脱硫技术的关键所在。此外，如何保证生物脱硫装置内脱硫细菌的高效运作 是沼气生物脱硫技术的难点。而目前这两方面的缺陷尚未得到有效解决，进而阻碍了沼气 生物脱硫技术的推广与应用。
技术实现思路
本技术的目的是克服现有技术的不足，提供一种一体式沼气生物脱硫装置。一体式沼气生物脱硫装置包括相连接的单质硫沉淀区I、沼气喷淋液再生区II和 生物填料区III，单质硫沉淀区I从下到上依次设有排硫管和倒锥形沉淀室；沼气喷淋液再 生区II从下到上依次设有沼气喷淋液回流管、曝气管、盘形曝气器、碱液输入管、溶解氧探 头、三相分离器、集气室、沼气进气管和盘形布气器，回流管上连有回流泵，盘形曝气器上设 有微孔曝气头，盘形布气器和微孔布气头，集气室上设有管口朝下的导气管，沼气喷淋液再 生区II外壁中部设有环形环形液位调节槽，环形环形液位调节槽上从下到上依次设有营养 液连通管、溢流管和补料管；生物填料区III从下到上依次设有生物填料层、盘形喷淋器和沼 气收集管，盘形喷淋器上连接有微孔喷头，盘型喷淋器通过沼气喷淋液回流管与回流泵相 连。所述的单质硫沉淀区I、沼气喷淋液再生区II和生物填料区III的体积比为1 3 4 1:4: 5;环形环形液位调节槽内液体与沼气喷淋液再生区II液体的体积百分比为 40% 50%。所述的整个沼气生物脱硫装置的高径比为7 9 1;沼气喷淋液再生区II 的高径比为3 4 1 ；生物填料区III的高径比为4 5 1。所述的倒锥形沉淀室的底角 为50 60°。所述的盘形喷淋器距生物填料层的高度为10 20cm ；生物填料层距沼气喷 淋液再生区液面高度为40 60cm。所述的环形环形液位调节槽内的溢流管与沼气喷淋液再生区II内的液面持平。所 述的回流管距盘形曝气器的距离为5 IOcm ；三相分离器顶端距沼气喷淋液再生区II液面 高度为10 15cm ；三相分离器与管壁的夹角为30 40° ；导气管出口插入环形环形液位 调节槽液面5 10cm。本技术与现有技术相比具有的有益效果①脱硫细菌的培养与沼气脱硫融于 一体式装置，外结构简洁，加工工艺简便，便于以后的推广和批量生产；②利用沼气喷淋液 再生区的生物作用以及生物填料层的生物和化学作用的强化，沼气脱硫速率快，处理效果 好；③沼气喷淋液再生区三相分离器的设置使空气进入到集气室，并通过导气管排出一体 式生物脱硫装置外，排除了沼气和氧气混和易爆炸的安全隐患，实现了安全的沼气生物脱 硫；④通过溶解氧探头控制曝气量和碱液输入管维持脱硫细菌生长代谢的合适外部环境， 实现了沼气生物脱硫的高效运行；⑤通过环形液位调节槽的溢流管调节沼气喷淋液再生区 液位，是沼气生物脱硫正常进行；⑥脱硫细菌将沼气中的H2S氧化成单质硫，可回收硫资源。附图说明附图是一体式沼气生物脱硫装置的结构示意图，图中排硫管1、倒锥形沉淀室2、 曝气管3、盘形曝气器4、微孔曝气头5、溢流管6、补料管7、环形液位调节槽8、导气管9、沼 气进气管10、微孔布气头11、盘形布气器12、生物填料层13、微孔喷头14、盘形喷淋器15、 沼气收集管16、三相分离器17、集气室18、回流泵19、营养液连通管20、溶解氧探头21、碱 液输入管22和沼气喷淋液回流管23。具体实施方式如附图所示，一体式沼气生物脱硫装置包括相连接的单质硫沉淀区I、沼气喷淋 液再生区II和生物填料区III，单质硫沉淀区I从下到上依次设有排硫管1和倒锥形沉淀室 2;沼气喷淋液再生区II从下到上依次设有沼气喷淋液回流管23、曝气管3、盘形曝气器4、 碱液输入管22、溶解氧探头21、三相分离器17、集气室18、沼气进气管10和盘形布气器12，回流管23上连有回流泵19，盘形曝气器4上设有微孔曝气头5，盘形布气器12和微孔 布气头11，集气室18上设有管口朝下的导气管9，沼气喷淋液再生区II外壁中部设有环形 环形液位调节槽8，环形环形液位调节槽8上从下到上依次设有营养液连通管20、溢流管 6和补料管7 ；生物填料区III从下到上依次设有生物填料层13、盘形喷淋器15和沼气收集 管16，盘形喷淋器15上连接有微孔喷头14，盘型喷淋器15通过沼气喷淋液回流管23与回 流泵19相连。所述的单质硫沉淀区I、沼气喷淋液再生区II和生物填料区III的体积比为 1 3 4 1 4 5 ；环形环形液位调节槽8内液体与沼气喷淋液再生区II液体的体积 百分比为40% 50%。所述的整个沼气生物脱硫装置的高径比为7 9 1;沼气喷淋液 再生区II的高径比为3 4 1 ；生物填料区III的高径比为4 5 1。所述的倒锥形沉 淀室2的底角为50 60°。所述的盘形喷淋器15距生物填料层13的高度为10 20cm ； 生物填料层13距沼气喷淋液再生区液面高度本文档来自技高网...

【技术保护点】
一体式沼气生物脱硫装置，其特征在于包括相连接的单质硫沉淀区Ⅰ、沼气喷淋液再生区Ⅱ和生物填料区Ⅲ，单质硫沉淀区Ⅰ从下到上依次设有排硫管（１）和倒锥形沉淀室（２）；沼气喷淋液再生区Ⅱ从下到上依次设有沼气喷淋液回流管（２３）、曝气管（３）、盘形曝气器（４）、碱液输入管（２２）、溶解氧探头（２１）、三相分离器（１７）、集气室（１８）、沼气进气管（１０）和盘形布气器（１２），回流管（２３）上连有回流泵（１９），盘形曝气器（４）上设有微孔曝气头（５），盘形布气器（１２）和微孔布气头（１１），集气室（１８）上设有管口朝下的导气管（９），沼气喷淋液再生区Ⅱ外壁中部设有环形环形液位调节槽（８），环形环形液位调节槽（８）上从下到上依次设有营养液连通管（２０）、溢流管（６）和补料管（７）；生物填料区Ⅲ从下到上依次设有生物填料层（１３）、盘形喷淋器（１５）和沼气收集管（１６），盘形喷淋器（１５）上连接有微孔喷头（１４），盘型喷淋器（１５）通过沼气喷淋液回流管（２３）与回流泵（１９）相连。

【技术特征摘要】
1.一体式沼气生物脱硫装置，其特征在于包括相连接的单质硫沉淀区I、沼气喷淋液 再生区II和生物填料区III，单质硫沉淀区I从下到上依次设有排硫管(1)和倒锥形沉淀室 (2)；沼气喷淋液再生区II从下到上依次设有沼气喷淋液回流管(23)、曝气管(3)、盘形曝 气器(4)、碱液输入管(22)、溶解氧探头(21)、三相分离器(17)、集气室(18)、沼气进气管 (10)和盘形布气器(12)，回流管(23)上连有回流泵(19)，盘形曝气器(4)上设有微孔曝气 头(5)，盘形布气器(12)和微孔布气头(11)，集气室(18)上设有管口朝下的导气管(9)，沼 气喷淋液再生区II外壁中部设有环形环形液位调节槽(8)，环形环形液位调节槽(8)上从 下到上依次设有营养液连通管(20)、溢流管(6)和补料管(7)；生物填料区III从下到上依次 设有生物填料层(13)、盘形喷淋器(15)和沼气收集管(16)，盘形喷淋器(15)上连接有微 孔喷头(14)，盘型喷淋器(15)通过沼气喷淋液回流管(23)与回流泵(19)相连。2.根据权利要求1所述的一种一体式沼气生物脱硫装置，其特征在于所述的单质硫 沉淀区I、沼气喷淋液再生区II和生物填料区III的体积比为1 3 4 1 ...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡宝兰，沈李东，叶天强，郑平，陆慧峰，陈小光，蔡琛，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：实用新型
国别省市：86[中国|杭州]