CN103980972A - 一种生物脱硫装置以及工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种生物脱硫装置及其脱硫工艺，利用循环泵将脱硫液打入脱硫塔顶部，经喷头将脱硫液喷淋到填料表面，以保持填料表面湿润；在脱硫塔进气口处，变频风机将空气按比例注入到含有硫化氢的原料沼气中，形成混合气体；混合气体经过填料层后，其中的硫化氢被填料表面的生物膜吸收，净化后的气体从脱硫塔出口排出，从而完成脱硫。本发明所带来的有益效果是：由以上具体工艺可以看出，本发明为一种运行成本更低，脱硫能力更强，运行稳定、安全的生物脱硫工艺；空气注入比例通过PLC、变频风机控制和调整，注入比例可根据系统进口硫化氢浓度和出口氧气浓度调整，既能保证脱硫过程对氧气的需求，又能够保证风机不会将过多的空气注入原料气。
Description
技术领域
本发明涉及一种沼气、生物质气脱硫，具体为一种生物脱硫装置以及脱硫工艺。
背景技术
污水厌氧工艺中产生的沼气可用于发电或者提纯制取天然气，但是其中硫化氢会严重腐蚀输送管道和设备，因此在利用气体之前必须脱除其中的硫化氢。
生物法是一用新兴的脱硫工艺，较传统的干法和湿法脱硫工艺，其显著优点是运行成本非常低，但是生物脱硫存在控制条件要求苛刻、脱硫效率不稳定、生物污泥不容易清理等问题，限制了该工艺的推广应用。
专利CN101597529B公开了一种“沼气生物脱硫装置”，其工艺流程近似传统湿法脱硫，包含脱硫塔、贫液槽、富液槽、再生槽、沉降槽等装置，工艺流程比较复杂。该装置中脱硫液为弱碱性，为防止其酸化，需要添加碱液调节pH，运行成本相对较高。专利CN201817453U公开了一种“外曝气沼气生物脱硫装置”，其吸收液被引入脱硫塔外的反应水箱，经过爆气再生后再注入脱硫塔，但采用外曝气方式再生，脱硫能力有限，脱硫效率不稳定，系统进气中硫化氢含量限于200～5000ppm。而且该装置中使用清水作为工艺用水，运行成本高。专利2012100075244.7公开了一种“沼气生物脱硫方法”，采用外曝气和空气注入相结合方式，并利用沼液为脱硫细菌提供营养，运行成本低廉。但是其空气注入比例固定，不能调节。而且沼液营养成分单一，不适于长期为脱硫细菌提供营养。
发明内容
针对现有生物脱硫工艺存在的问题，本发明的目的在于提供一种运行成本更低，脱硫能力更强，运行稳定、安全的生物脱硫装置及工艺。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案为，一种生物脱硫装置，包括脱硫塔、脱硫管路、进气管路、出气管路和营养液管路，所述脱硫塔下部通过脱硫管路连通至脱硫塔顶部，所述脱硫管路上设有循环泵和电动阀，脱硫管路位于脱硫塔顶部的一端设有喷头；所述脱硫塔下部和顶部还分别连接进气管路和出气管路，所述进气管理同时连接空气进口和沼气进口，所述空气进口处设有变频风机和电动阀，所述沼气进口处设有流量计；所述出气管路上设有氧气浓度检测器；所述营养液管路上设有补水处理系统，所述补水处理系统包括补水罐一和补水罐二；
所述脱硫塔的中部和下部还分别设有温度传感器和液位计。
采用上述脱硫装置的具体脱硫工艺为，利用循环泵将脱硫液打入脱硫塔顶部，经喷头将脱硫液喷淋到填料表面，以保持填料表面湿润；在脱硫塔进气口处，变频风机将空气按比例注入到含有硫化氢的原料沼气中，形成混合气体；混合气体经过填料层后，其中的硫化氢被填料表面的生物膜吸收，净化后的气体从脱硫塔出口排出，从而完成脱硫。
所述填料可分为一层或者多层装填，使用格栅和型材将填料支撑起来，从而在脱硫塔底部形成空间以存储脱硫液；
将配置好的营养液通过补液泵或者溢流方式加入脱硫塔中，为脱硫液中的脱硫细菌提供水分和营养成分；并通过电动阀定时开启，定时排放脱硫液并补充营养液。
所述营养液采用溶解液溶解含氮磷钾元素的药剂配置；
所述溶解液可以为软化水；
所述溶解液也可以为清水、沉淀池出水或者厌氧消化液来替代或者部分替代软化水，从而降低运行成本。
若清水、沉淀池出水、厌氧消化液等水质的COD、钙镁离子含量、悬浮物杂质含量较高，不经过处理直接为细菌提供水分和营养，生物反应过程产生的硫酸盐会与以上物质反应生成沉淀物，从而脱硫塔内形成大量污泥，造成堵塔。为避免堵塔，需利用补水处理系统对清水、沉淀池出水、厌氧消化液等液体进行预处理。以上液体经过补水罐一和补水罐二处理后，其杂质的含量降低。
所述空气注入比例、循环泵的启动时间和营养液的添加量全部由PLC控制完成，具体数值经过工艺计算后设定，既能保证细菌脱硫需要，又能避免过量带来浪费。脱硫塔气体出口需安装氧气浓度检测器，检测出口沼气中氧气浓度是否在安全范围内。
本发明所带来的有益效果是：由以上具体工艺可以看出，本发明为一种运行成本更低，脱硫能力更强，运行稳定、安全的生物脱硫工艺；
空气注入比例通过PLC、变频风机控制和调整，注入比例可根据系统进口硫化氢浓度和出口氧气浓度调整，既能保证脱硫过程对氧气的需求，又能够保证风机不会将过多的空气注入原料气。
附图说明
图1为本发明的工艺结构示意图
图2为本发明脱硫效果图
图中，1、脱硫塔 2、循环泵 3、电动阀 4、温度传感器 5、液位计 6、变频风机 7、流量计 8、氧气浓度检测器 9、补水罐一 10、补水罐二。
具体实施方式
下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。
如图1所示，本发明为一种生物脱硫装置，包括脱硫塔1、脱硫管路、进气管路、出气管路和营养液管路，所述脱硫塔1下部通过脱硫管路连通至脱硫塔顶部，所述脱硫管路上设有循环泵2和电动阀3，脱硫管路位于脱硫塔顶部的一端设有喷头；所述脱硫塔下部和顶部还分别连接进气管路和出气管路，所述进气管理同时连接空气进口和沼气进口，所述空气进口处设有变频风机6和电动阀3，所述沼气进口处设有流量计7；所述出气管路上设有氧气浓度检测器8；所述营养液管路上设有补水处理系统，所述补水处理系统包括补水罐一9和补水罐二10；
所述脱硫塔的中部和下部还分别设有温度传感器4和液位计5。
采用上述脱硫装置的具体脱硫工艺为，利用循环泵2将脱硫液打入脱硫塔1顶部，经喷头将脱硫液喷淋到填料表面，以保持填料表面湿润；脱硫塔1罐体材质采用玻璃钢或者含内防腐的钢质材料制成；在脱硫塔1进气口处，变频风机6将空气按比例注入到含有硫化氢的原料沼气中，形成混合气体；混合气体经过填料层后，其中的硫化氢被填料表面的生物膜吸收，净化后的气体从脱硫塔1出口排出，从而完成脱硫。
所述填料为梅花型填料，可分为一层或者多层装填，填料通过玻璃钢格栅支撑起来，支持柱采用玻璃钢型材或者含外防腐的型钢或钢管，从而在脱硫塔1底部形成空间以存储脱硫液，并在脱硫塔底部设置液位计5，检测脱硫液液面高度；
将配置好的营养液通过补液泵或者溢流方式加入脱硫塔1中，为脱硫液中的脱硫细菌提供水分和营养成分；并通过电动阀3定时开启，定时排放脱硫液并补充营养液。
所述营养液采用工艺用水溶解含氮磷钾元素的药剂配置；
所述营养液中，氮含量为4～16％，磷含量为0.4～4.8％，钾含量0.1～3.9％。
所述工艺用水可以为软化水；所述工艺用水也可以为清水、沉淀池出水或者厌氧消化液来替代或者部分替代软化水，从而降低运行成本。
若清水、沉淀池出水、厌氧消化液等水质的COD、钙镁离子含量、悬浮物杂质含量较高，不经过处理直接为细菌提供水分和营养，生物反应过程产生的硫酸盐会与以上物质反应生成沉淀物，从而脱硫塔1内形成大量污泥，造成堵塔。为避免堵塔，需利用补水处理系统对清水、沉淀池出水、厌氧消化液等液体进行预处理，以上液体经过补水处理系统的补水罐一9和补水罐二10处理后，其杂质的含量降低。
所述脱硫液温度范围为28℃～35℃；脱硫塔上设有温度传感器4，管路系统中配备热交换器，当系统温度低于设定值时为脱硫液加热。
脱硫液pH范围：0.5～5。采用不同工艺用水，脱硫液pH不同，具体为：采用清水或软化水，脱硫液pH为0.5～2，采用沉淀池出水或者厌氧消化液时，脱硫液pH为2.5～5.5。
所述空气注入比例、循环泵2的启动时间和营养液的添加量全部由PLC控制完成，检测空气具体数值经过工艺计算后设定，既能保证细菌脱硫需要，又能避免过量带来浪费。脱硫塔1气体出口需安装氧气浓度检测器8，检测出口沼气中氧气浓度是否在安全范围内；脱硫塔1气体出口氧气含量控制在0.5～2.0％；
原料沼气入口处安装有流量计7；
本脱硫工艺还配备填料快速清洗系统。
在系统初次运行时，加入适量的硫杆菌菌种母液；当生长条件适宜，细菌能以每2小时繁殖1代的速度呈几何倍数增长，可以在1～2天内可达到设计要求的脱硫效率。
某造纸厂采用本生物脱硫工艺系统，设计沼气气量为820m3/h，硫化氢浓度为12500ppm，采用两座脱硫塔串联放置，沼气依次经过两个脱硫塔，硫化氢降至200ppm。
如图2所示为该系统运行记录，上部方块曲线为沼气气量，下部三角曲线为系统出口硫化氢含量。检测系统进气口沼气中的硫化氢浓度为12000ppm，沼气气量维持在580m3/h～620m3/h，脱硫系统出口的硫化氢浓度能够稳定在200ppm以下，脱硫效率可达98％以上。。
本发明不局限于上述实施方式，任何人应得知在本发明启示下做出的结构变化所得出的相同或相近的技术方案，均落入本发明的保护范围之内。
本发明未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。
Claims (10)
1.一种生物脱硫装置，其特征在于，包括脱硫塔、脱硫管路、进气管路、出气管路和营养液管路，所述脱硫塔下部通过脱硫管路连通至脱硫塔顶部，所述脱硫管路上设有循环泵和电动阀，脱硫管路位于脱硫塔顶部的一端设有喷头；所述脱硫塔下部和顶部还分别连接进气管路和出气管路，所述进气管理同时连接空气进口和沼气进口，所述空气进口处设有变频风机和电动阀，所述沼气进口处设有流量计；所述出气管路上设有氧气浓度检测器；所述营养液管路上设有补水处理系统，所述补水处理系统包括补水罐一和补水罐二。
2.如权利要求1所述的生物脱硫装置，其特征在于，所述脱硫塔的中部和下部还分别设有温度传感器和液位计。
3.采用如权利要求1所述脱硫装置的生物脱硫工艺，其特征在于，利用循环泵将脱硫液打入脱硫塔顶部，经喷头将脱硫液喷淋到填料表面，以保持填料表面湿润；在脱硫塔进气口处，变频风机将空气按比例注入到含有硫化氢的原料沼气中，形成混合气体；混合气体经过填料层后，其中的硫化氢被填料表面的生物膜吸收，净化后的气体从脱硫塔出口排出，从而完成脱硫。
4.如权利要求3所述的生物脱硫工艺，其特征在于，所述填料为梅花型填料，可分为一层或者多层装填，填料通过玻璃钢格栅支撑起来，支持柱采用玻璃钢型材或者含外防腐的型钢或钢管，从而在脱硫塔底部形成空间以存储脱硫液，并在脱硫塔底部设置液位计，检测脱硫液液面高度。
5.如权利要求3所述的生物脱硫工艺，其特征在于，将配置好的营养液通过补液泵或者溢流方式加入脱硫塔中，为脱硫液中的脱硫细菌提供水分和营养成分；并通过电动阀定时开启，定时排放脱硫液并补充营养液。
6.如权利要求5所述的生物脱硫工艺，其特征在于，所述营养液采用工艺用水溶解含氮磷钾元素的药剂配置，其中，氮含量为4～16％，磷含量为0.4～4.8％，钾含量0.1～3.9％。
7.如权利要求6所述的生物脱硫工艺，其特征在于，所述工艺用水可以为软化水。
8.如权利要求6所述的生物脱硫工艺，其特征在于，所述工艺用水也可以为清水、沉淀池出水或者厌氧消化液来替代或者部分替代软化水。
9.如权利要求8所述的生物脱硫工艺，其特征在于，利用补水处理系统对清水、沉淀池出水、厌氧消化液进行预处理，以上液体经过补水处理系统的补水罐一和补水罐二处理后，其杂质的含量降低。
10.如权利要求3所述的生物脱硫工艺，其特征在于，所述脱硫液温度范围为28℃～35℃；脱硫塔上设有温度传感器，管路系统中配备热交换器，当系统温度低于设定值时为脱硫液加热。
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