CN102974213A - 全自动沼气内部微氧脱硫装置 - Google Patents

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Abstract

全自动沼气内部微氧脱硫装置，搅拌螺旋处于厌氧消化罐主罐体内。搅拌电机与搅拌螺旋连接。出料装置连接进出料开关固定在氧消化罐主罐体下端。进料装置固定在厌氧消化罐主罐体的上端。厌氧消化罐主罐体的外表面设有水浴夹层。进水管道中间设有水泵，一端插入水浴夹层内，另一端插入到恒温水槽内。沼气出口设在厌氧消化罐主罐体的上端。硫化氢在线监测仪、氧气蠕动泵、pH在线监测仪、DO在线监测仪器和温度在线监测仪固定在厌氧消化罐主罐体的侧壁上，并与数据采集集成模块连接。数据采集集成模块与数据处理系统连接。热电偶一端与数据采集集成模块连接，另一端插入到恒温水槽内。本发明结构简单、无需外加生物就可以实现沼气内部微氧脱硫。

Description

全自动沼气内部微氧脱硫装置
技术领域：本发明涉及一种脱硫装置,尤其是一种全自动沼气内部微氧脱硫装置，属于能源与环境领域。
背景技术：生物废物厌氧消化和污水的厌氧处理所产生的沼气中均含有H2S，由于H2S是一种腐蚀性很强及具有恶臭气味的化合物，影响沼气的回收利用，所以沼气脱硫是沼气利用的关键环节。沼气脱硫方法有化学法、物理法以及生物法等，目前，生物法脱硫的研究成为新方向，它是利用环境中的各种微生物在有氧条件下将H2S氧化为单质S和H2SO4等，反应式如下：
H2S+1/2O2→S0+H2O    ΔG°=-209.4kJ/reaction
(1)
S0+2H2O+3/2O2→SO4 2-+2H+    ΔG°=-587.1kJ/reaction
(2)
H2S+2O2→SO4 2-+2H+    ΔG°=-798.2kJ/reaction
(3)
当前主要采用外加生物脱硫塔进行脱硫，不仅需要供氧设备，也需要外加脱硫塔以及塔内的生物填料，这些需要的设备和原料大大增加了脱硫成本。
发明内容：针对上述现有技术的不足，本发明提供了一种较为廉价、简单且无需外加生物的全自动沼气内部微氧脱硫装置。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：全自动沼气内部微氧脱硫装置，包括厌氧消化罐主罐体，搅拌螺旋，进出料开关，出料装置，进料装置，水浴夹层，搅拌电机，沼气出口，硫化氢在线监测仪，氧气蠕动泵，pH在线监测仪，数据采集集成模块，DO在线监测仪器，温度在线监测仪，热电偶，进水管道，出水管道，水泵，数据处理系统和恒温水槽。搅拌螺旋处于厌氧消化罐主罐体内。搅拌电机与搅拌螺旋连接。出料装置连接进出料开关固定在氧消化罐主罐体下端。进料装置固定在厌氧消化罐主罐体的上端。厌氧消化罐主罐体的外表面设有水浴夹层。进水管道中间设有水泵，一端插入水浴夹层内，另一端插入到恒温水槽内。沼气出口设在厌氧消化罐主罐体的上端。硫化氢在线监测仪、氧气蠕动泵、pH在线监测仪、DO在线监测仪器和温度在线监测仪固定在厌氧消化罐主罐体的侧壁上，并与数据采集集成模块连接。数据采集集成模块与数据处理系统连接。热电偶一端与数据采集集成模块连接，另一端插入到恒温水槽内。
本发明结构简单、无需外加生物就可以实现沼气内部微氧脱硫，具有如下特点：
1、厌氧消化罐主罐体1在数据采集集成模块12的控制下，对恒温水槽20进行设定温度加热，加热后的水通过水泵18输入进水管道16后流入水浴夹层6中，实现对厌氧消化罐主罐体1的罐体加热，当罐体温度达到设定要求时，温度在线监测仪14将数据传输给数据传输到数据采集集成模块12，则停止加热；
2、厌氧消化罐主罐体1通过进出料开关3，将反应底料通过进料装置5进入厌氧消化罐主罐体1内，数据处理系统19将指令传输给数据采集集成模块12控制搅拌电机7，启动搅拌螺旋2对厌氧消化罐主罐体1进行底料混合，进行厌氧消化产沼气反应，通过pH在线监测仪11，DO在线监测仪器13和温度在线监测仪14对厌氧消化罐主罐体1过程参数进行监控，将所得数据传输到数据采集集成模块12，产出的沼气通过沼气出口8排出。
3、厌氧消化罐主罐体1厌氧消化产出的沼气中硫化氢浓度通过硫化氢在线监测仪9将数据传输给数据采集集成模块12，在数据处理系统19的控制下，将信息反馈给数据传输给数据采集集成模块12后，开启氧气蠕动泵10，将微量氧气泵入厌氧消化罐主罐体1上层气体区，启动上层搅拌螺旋实现微氧及硫化氢气体混合，在脱硫微生物的作用下，通过生化反应实现沼气内部微氧脱硫，将沼气中的硫化氢在微量氧气的条件下，转化成硫颗粒或硫酸盐，通过出料装置4排出厌氧消化罐主罐体1。
附图说明：
图1是本发明的示意图
具体实施方式：
如图1所示：全自动沼气内部微氧脱硫装置，包括厌氧消化罐主罐体1，搅拌螺旋2，进出料开关3，出料装置4，进料装置5，水浴夹层6，搅拌电机7，沼气出口8，硫化氢在线监测仪9，氧气蠕动泵10，pH在线监测仪11，数据采集集成模块12，DO在线监测仪器13，温度在线监测仪14，热电偶15，进水管道16，出水管道17，水泵18，数据处理系统19和恒温水槽20。搅拌螺旋2处于厌氧消化罐主罐体1内。搅拌电机7与搅拌螺旋2连接。出料装置4连接进出料开关3固定在氧消化罐主罐体1下端。进料装置5固定在厌氧消化罐主罐体1的上端。厌氧消化罐主罐体1的外表面设有水浴夹层6。进水管道16中间设有水泵18，一端插入水浴夹层6内，另一端插入到恒温水槽20内。沼气出口8设在厌氧消化罐主罐体1的上端。硫化氢在线监测仪9、氧气蠕动泵10、pH在线监测仪11、DO在线监测仪器13和温度在线监测仪14固定在厌氧消化罐主罐体1的侧壁上，并与数据采集集成模块12连接。数据采集集成模块12与数据处理系统19连接。热电偶15一端与数据采集集成模块12连接，另一端插入到恒温水槽20内。
沼气中硫化氢浓度通过硫化氢在线监测仪9将数据传输给数据采集集成模块12，在数据处理系统19的控制下，将信息反馈给数据传输给数据采集集成模块12后，开启氧气蠕动泵10，实现沼气内部微氧脱硫，将沼气中的硫化氢在微量氧气的条件下，转化成硫颗粒或硫酸盐，通过出料装置4排出厌氧消化罐主罐体1。
各部件功能：
1、厌氧消化罐主罐体：有机质发生生化反应的场所，将底物经过厌氧消化微生物转化成，实现废物资源化与能源化利用；
2、搅拌螺旋：可进行原料混合，使发酵料液均匀，上部的搅拌螺旋可以起到均匀气体的作用，使蠕动泵进入的氧气和沼气混合，便于微氧生物脱硫；
3、进出料开关：控制物料进出入厌氧消化罐主罐体，防止在进出料过程中氧气进入反应器内；
4、出料装置：反应器废渣废液排放口，固定容积的出料容器可以保证排料的等质性；
5、进料装置：有机物质的进料口，固定容积的进料容器可以保证进料的等质性，同时防止进料过程中氧气的进入；
6、水浴夹层：通过该夹层对厌氧消化罐主罐体进行设定温度的加热，提高生物反应活性；
7、搅拌电机：在计算机的控制带动搅拌螺旋转动，实现定时定速率搅拌；
8、沼气出口：厌氧消化产出沼气排放孔；
9、硫化氢在线监测仪：厌氧消化罐主罐体上层沼气中硫化氢气体浓度在线监测设备，将监测的数据及时传送给数据采集集成模块，通过数据处理系统后，调节蠕动泵流量，实现厌氧消化罐主罐体内部微氧生物脱硫；
10、氧气蠕动泵：数据处理系统根据硫化氢气体浓度在线监测仪反馈的数据，提供氧气动力，保障氧气的供应，为生物脱硫提供氧化剂；
11、pH在线监测仪：在线监测厌氧消化罐主罐体消化液pH值变化情况；
12、数据采集集成模块：数据采集集成模块基于DO在线监测仪器、温度在线监测仪、pH在线监测仪及硫化氢在线监测仪数据采集模块平台的芯片、存储芯片等集成在一块电路板，使其数据消息传输给数据处理系统，实现对DO在线监测仪器、温度在线监测仪、pH在线监测仪、硫化氢在线监测仪数据及氧气蠕动泵的调控；
13、DO在线监测仪器：在线监测厌氧消化罐主罐体消化液DO值变化情况；
14、温度在线监测仪：在线监测厌氧消化罐主罐体消化液温度值变化情况，并实现对温度的定温调控；
15、热电偶：通过计算机实现对水槽加热的原件；
16、进水管道：加热后的热水通过进水泵进入水浴夹层，实现对厌氧消化罐主罐体的加热；
17、出水管道：加热过程中排出的循环水；
18、水泵：上水的动力泵；
19、数据处理系统：数据处理系统是指运用计算机处理信息而构成的系统。其主要功能是将输入的数据信息进行加工、整理，计算各种分析指标，变为易于被人们所接受的信息形式，并将处理后的信息进行有序贮存，随时通过外部设备输给信息使用者。
20、恒温水槽：加热后水的存储场所；
工作流程：
1、厌氧消化罐主罐体1通过进出料开关3，将反应底料通过进料装置5进入厌氧消化罐主罐体1内；
2、厌氧消化罐主罐体1在数据采集集成模块12的控制下，对恒温水槽20进行设定温度加热；
3、加热后的水通过水泵18输入进水管道16后流入水浴夹层6中，实现对厌氧消化罐主罐体1的罐体加热，当罐体温度达到设定要求时，温度在线监测仪14将数据传输给数据传输到数据采集集成模块12，则停止加热；
4、数据处理系统19将指令传输给数据采集集成模块12控制搅拌电机7，启动搅拌螺旋2对厌氧消化罐主罐体1进行底料混合，进行厌氧消化产沼气反应，通过pH在线监测仪11，DO在线监测仪器13和温度在线监测仪14对厌氧消化罐主罐体1过程参数进行监控，将所得数据传输到数据采集集成模块12，产出的沼气通过沼气出口8排出。
5、厌氧消化罐主罐体1厌氧消化产出的沼气中硫化氢浓度通过硫化氢在线监测仪9将数据传输给数据采集集成模块12，在数据处理系统19的控制下，将信息反馈给数据传输给数据采集集成模块12后，开启氧气蠕动泵10，
6、微量氧气泵入厌氧消化罐主罐体1上层气体区，启动上层搅拌螺旋实现微氧及硫化氢气体混合，在脱硫微生物的作用下，通过生化反应实现沼气内部微氧脱硫，将沼气中的硫化氢在微量氧气的条件下，转化成硫颗粒或硫酸盐，通过出料装置4排出厌氧消化罐主罐体1。
7、实验结束后，由出料口放出发酵液，关闭搅拌电机，关闭蠕动泵，关闭计算机。

Claims (2)

1.全自动沼气内部微氧脱硫装置，其特征在于：包括厌氧消化罐主罐体，搅拌螺旋，出料装置，进料装置，水浴夹层，搅拌电机，沼气出口，硫化氢在线监测仪，氧气蠕动泵，pH在线监测仪，数据采集集成模块，DO在线监测仪器，温度在线监测仪，热电偶，进水管道，出水管道，水泵，数据处理系统和恒温水槽；搅拌螺旋处于厌氧消化罐主罐体内，搅拌电机与搅拌螺旋连接，出料装置固定在氧消化罐主罐体下端，进料装置固定在厌氧消化罐主罐体的上端，厌氧消化罐主罐体的外表面设有水浴夹层，进水管道中间设有水泵，一端插入水浴夹层内，另一端插入到恒温水槽内，沼气出口设在厌氧消化罐主罐体的上端，硫化氢在线监测仪、氧气蠕动泵、pH在线监测仪、DO在线监测仪器和温度在线监测仪固定在厌氧消化罐主罐体的侧壁上，并与数据采集集成模块连接，数据采集集成模块与数据处理系统连接，热电偶一端与数据采集集成模块连接，另一端插入到恒温水槽内。
2.如权利要求1所述的全自动沼气内部微氧脱硫装置，其特征在于：出料装置上设有进出料开关。
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