CN104830392B - 沼气脱硫装置的操作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于沼气生产技术领域内的一种沼气脱硫装置，由水洗罐（2）、生物脱硫罐（4）和精脱硫罐（6）依次连接组成，水洗罐（2）设置有进气管道（1），顶部设置有水洗罐输气管道（3），与生物脱硫罐（4）的底部连通，生物脱硫罐（4）顶部设置有生物脱硫罐输气管道（5），与精脱硫罐（6）底部连通，精脱硫罐（6）顶部设置有出气管道（7）；水洗罐（2）和生物脱硫罐（4）设置有循环喷淋装置（9）；水洗罐（2）内设置有多层淋水填料层（8），生物脱硫罐（4）内设置有生物膜附着填料层（10）。本发明提供的沼气脱硫装置运行可靠性高，运行成本低，化学脱硫剂的使用量少，硫化氢去除率高。
Description
技术领域
本发明属于沼气生产技术领域，具体涉及一种沼气脱硫装置的操作方法。
背景技术
现有技术中，沼气脱硫装置中有精脱硫装置，精脱硫装置采用化学脱硫法，化学脱硫法无论是干法还是湿法，都有大量化学脱硫剂消耗，不但增加沼气工程的运行成本，而且造成大量难以处理的化学污染物。也有少数采用水洗法，水洗法能够有效去除固体颗粒、氨气等水溶性气体杂质，为精脱硫装置减少干扰性物质，同时也可以去除小部分硫化氢气体。还有生物脱硫法利用微生物的生化反应去除沼气中大部分的硫化氢气体，去除不完全。上述脱硫装置一般都是独立进行，近期虽有人将水洗法与精脱硫装置结合使用的技术报道，但该处理装置化学脱硫剂的使用量仍然偏大，硫化氢去除率不高。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有沼气脱硫装置化学脱硫剂使用量大，硫化氢去除率不高的缺陷，为人们提供一种运行可靠性高，运行成本低，化学脱硫剂的使用量少，硫化氢去除率高的沼气脱硫装置的操作方法。
本发明的目的是通过下述技术方案来实现的。
本发明的沼气脱硫装置，由水洗罐（2）、生物脱硫罐（4）和精脱硫罐（6）依次连接组成，其特征在于水洗罐（2）的一侧设置有进气管道（1），水洗罐（2）顶部设置有水洗罐输气管道（3），水洗罐输气管道（3）与生物脱硫罐（4）的底部连通，生物脱硫罐（4）顶部设置有生物脱硫罐输气管道（5），生物脱硫罐输气管道（5）与精脱硫罐（6）底部连通，精脱硫罐（6）顶部设置有出气管道（7），精脱硫罐（6）为两个或两个以上并联设置；水洗罐（2）和生物脱硫罐（4）设置有循环喷淋装置（9）；水洗罐（2）内设置有多层淋水填料层（8），生物脱硫罐（4）内设置有生物膜附着填料层（10）。
上述方案中，所述生物脱硫罐（4）下部设置有空气隔离板（11），空气隔离板（11）下方设置有空气布气器（12），空气布气器（12）与空气进气口（13）连接；空气隔离板（11）上设置有通往生物脱硫罐（4）外侧的空气排放管（14）；空气隔离板（11）下方设置有脱硫液导管（15），脱硫液导管（15）与脱硫液进出口（16）和脱硫液循环泵（17）进口端连接；空气隔离板（11）上设置有脱硫液下穿管（18），脱硫液下穿管（18）的下口位于空气布气器（12）的下方；空气隔离板（11）上方设置有沼气布气器（19），沼气布气器（19）与水洗罐输气管道（3）连接；沼气布气器（19）上方设置有生物膜附着填料层（10），生物膜附着填料层（10）的上方设置有脱硫液布液器（20）；脱硫液布液器（20）通过脱硫液循环管（21）与脱硫液循环泵（17）的出口连接；生物脱硫罐（4）顶部设置有沼气出气口（22），沼气出气口（22）与生物脱硫罐输气管道（5）连接。
上述方案中，所述生物脱硫罐（4）内，生物膜附着填料层（10）的上方设置有填料流态化区间（23），填料流态化区间（23）的上方设置有脱硫液布液器（20）。
上述方案中，所述生物脱硫罐（4）内的脱硫液布液器（20），为贯穿于生物膜附着填料层（10）和填料流态化区间（23）内的螺旋管，并在不同高度上设置不同的喷淋管开孔比。
本发明是发明人通过实践反复摸索获得的科学实用的技术方案，与现有技术相比，发明人在精脱硫装置基础上增加了水洗罐和生物脱硫罐，尽管从总体上会增加沼气脱硫装置的建设费用，但是可以减少精脱硫装置的建设规模，并可以在沼气脱硫装置使用周期内极大的减少化学脱硫剂的使用量和更换费用，减少化学脱硫剂所带来的环境污染问题，从经济和环保两方面来看都是有益的。
本发明由于第一阶段采用水洗法，水洗法不但能够有效去除固体颗粒、氨气等水溶性气体杂质，为后续两个阶段减少干扰性物质，同时也可以去除小部分硫化氢气体，第二阶段采用生物脱硫法，生物脱硫法利用微生物的生化反应去除沼气中大部分的硫化氢气体，使沼气中80%～90%的硫化氢在这两个阶段得以去除。因此带来第三阶段精脱硫装置中化学脱硫剂使用量的减少，化学脱硫剂的用量仅为原有技术的1/10～1/5，从而有效控制了因化学脱硫剂逐步失效所带来的沼气脱硫处理不达标的问题，进而降低了因频繁更换化学脱硫剂所增加的人工成本和机械成本。
实验证明，本发明有效克服了现有沼气脱硫装置运行可靠性低下的现状，降低了沼气脱硫装置的运行成本，降低了化学脱硫剂的使用剂量，生产过程中不但提高了生产效率又长期有效地减轻了环境污染。为人们提供了一种能够实现沼气脱硫过程稳定、廉价、高效、环保的优异装置。
综上所述，本发明克服了现有沼气脱硫装置化学脱硫剂使用量大，硫化氢去除率不高的缺陷，提供的沼气脱硫装置的操作方法运行可靠性高，运行成本低，化学脱硫剂的使用量少，硫化氢去除率高。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明实施例一的生物脱硫罐结构示意图。
图3是本发明实施例二的生物脱硫罐结构示意图。
图4是本发明实施例三的生物脱硫罐结构示意图。
图中：1.进气管道；2.水洗罐；3. 水洗罐输气管道；4.生物脱硫罐；5. 生物脱硫罐输气管道；6.精脱硫罐；7.出气管道。8.多层淋水填料层；9.循环喷淋装置；10.生物膜附着填料层；11. 空气隔离板；12. 空气布气器；13. 空气进气口；14. 空气排放管；15. 脱硫液导管；16.脱硫液进出口；17. 脱硫液循环泵；18. 脱硫液下穿管；19. 沼气布气器；20. 脱硫液布液器；21. 脱硫液循环管；22. 沼气出气口；23.填料流态化区间。
下面通过实施例进一步描述本发明，本发明不仅限于所述实施例。
实施例一
本例的沼气脱硫装置如图1和图2所示，于水洗罐2的一侧设置有进气管道1，水洗罐2顶部设置有水洗罐输气管道3，水洗罐输气管道3与生物脱硫罐4的底部连通，生物脱硫罐4顶部设置有生物脱硫罐输气管道5，生物脱硫罐输气管道5与精脱硫罐6底部连通，精脱硫罐6顶部设置有出气管道7，精脱硫罐6为两个或两个以上并联设置；水洗罐2和生物脱硫罐4设置有循环喷淋装置9；水洗罐2内设置有多层淋水填料层8，生物脱硫罐4内设置有生物膜附着填料层10。
生物脱硫罐4下部设置有空气隔离板11，空气隔离板11下方设置有空气布气器12，空气布气器12与空气进气口13连接；空气隔离板11上设置有通往生物脱硫罐4外侧的空气排放管14；空气隔离板11下方设置有脱硫液导管15，脱硫液导管15与脱硫液进出口16和脱硫液循环泵17进口端连接；空气隔离板11上设置有脱硫液下穿管18，脱硫液下穿管18的下口位于空气布气器12的下方；空气隔离板11上方设置有沼气布气器19，沼气布气器19与水洗罐输气管道3连接；沼气布气器19上方设置有生物膜附着填料层10，生物膜附着填料层10的上方设置有脱硫液布液器20；脱硫液布液器20通过脱硫液循环管21与脱硫液循环泵17的出口连接；生物脱硫罐4顶部设置有沼气出气口22，沼气出气口22与生物脱硫罐输气管道5连接。
操作过程中，沼气通过进气管道1导入预处理装置水洗罐2进行水洗预处理，经由多层淋水填料层8和循环喷淋装置9作用后，去除固体液体颗粒杂质和溶解性气体杂质，为后续脱硫装置去除干扰因素，降低处理难度。从水洗罐2出来已经过预处理后的沼气通过水洗罐输气管道3导入粗脱硫装置生物脱硫罐4进行微生物处理，经由生物膜附着填料层10和循环喷淋装置9作用后，脱除沼气中大部分的硫化氢。粗脱硫后的沼气通过生物脱硫罐输气管道5导入精脱硫装置精脱硫罐6中进行化学处理，脱除沼气中剩余的硫化氢；精脱硫后的沼气通过出气管道7导出脱硫装置。为保证导出脱硫装置的沼气达到使用要求，保障化学脱硫剂更换期间的运行稳定性，精脱硫装置即精脱硫罐6设置为两个或两个以上并联运行。
生物脱硫罐4通过设置空气隔离板11，使沼气与空气避免混合，有效保证溶解氧补充完毕后多余的空气能够顺利排出，沼气与富含溶解氧的脱硫液充分接触传质。由于没有混入空气，能够使生物脱硫之后沼气中甲烷纯度提高，降低后续处理的难度，并完全消除了由于甲烷和氧气直接接触引起爆炸的危险。
实施例二
本例的沼气脱硫装置如图1和图3所示，除生物脱硫罐4内，生物膜附着填料层10的上方设置有填料流态化区间23，填料流态化区间23的上方设置有脱硫液布液器20外，其余同实施例一。
本例中，当气体总流速提高并超过生物膜附着填料的临界流速后，能够使生物脱硫罐4内的生物膜附着填料层10实现流态化运行，并释放出巨大的活性生物膜表面，硫化氢和富含溶解氧的脱硫液在填料的活性生物膜上发生充分的接触传质和生化反应，从而使硫化氢从沼气中脱除。可以有效提高沼气流速，提高单位有效容积处理效率，从而降低制造成本。
实施例三
本例的沼气脱硫装置如图1和图4所示，生物脱硫罐4内的脱硫液布液器20，为贯穿于生物膜附着填料层10和填料流态化区间23内的螺旋管，并在不同高度上设置不同的喷淋管开孔比。其余同实施例二。
本例中，根据未进行喷淋时液相中溶解氧浓度梯度的变化情况，在脱硫液布液器20的不同高度上设置不同喷淋管开孔比，可以使脱硫液喷淋量根据溶解氧浓度梯度的变化情况进行及时有效的补充，从而达到消除溶解氧浓度梯度的目的。还可以使富含微生物的脱硫液更充分地与生物膜附着填料进行接触挂膜，增加生物膜附着填料承载的微生物量，提高单位有效容积处理效率，强化溶解氧和脱硫微生物的液相传质过程，从而加快生化反应的速率，最终可以提高沼气生物脱硫装置的硫化氢去除率。
Claims (1)
1.一种沼气脱硫装置的操作方法，所述沼气脱硫装置由水洗罐（2）、生物脱硫罐（4）和精脱硫罐（6）依次连接组成，水洗罐（2）的一侧设置有进气管道（1），水洗罐（2）顶部设置有水洗罐输气管道（3），水洗罐输气管道（3）与生物脱硫罐（4）的底部连通，生物脱硫罐（4）顶部设置有生物脱硫罐输气管道（5），生物脱硫罐输气管道（5）与精脱硫罐（6）底部连通，精脱硫罐（6）顶部设置有出气管道（7），精脱硫罐（6）为两个以上并联设置；水洗罐（2）和生物脱硫罐（4）设置有循环喷淋装置（9）；水洗罐（2）内设置有多层淋水填料层（8），生物脱硫罐（4）内设置有生物膜附着填料层（10）；生物脱硫罐（4）下部设置有空气隔离板（11），空气隔离板（11）下方设置有空气布气器（12），空气布气器（12）与空气进气口（13）连接；空气隔离板（11）上设置有通往生物脱硫罐（4）外侧的空气排放管（14）；空气隔离板（11）下方设置有脱硫液导管（15），脱硫液导管（15）与脱硫液进出口（16）和脱硫液循环泵（17）进口端连接；空气隔离板（11）上设置有脱硫液下穿管（18），脱硫液下穿管（18）的下口位于空气布气器（12）的下方；空气隔离板（11）上方设置有沼气布气器（19），沼气布气器（19）与水洗罐输气管道（3）连接；沼气布气器（19）上方设置有生物膜附着填料层（10），生物膜附着填料层（10）的上方设置有脱硫液布液器（20）；脱硫液布液器（20）通过脱硫液循环管（21）与脱硫液循环泵（17）的出口连接；生物脱硫罐（4）顶部设置有沼气出气口（22），沼气出气口（22）与生物脱硫罐输气管道（5）连接；生物脱硫罐（4）内，生物膜附着填料层（10）的上方设置有填料流态化区间（23），填料流态化区间（23）的上方设置有脱硫液布液器（20）；生物脱硫罐（4）内的脱硫液布液器（20），为贯穿于生物膜附着填料层（10）和填料流态化区间（23）内的螺旋管，并在不同高度上设置不同的喷淋管开孔比；其特征在于沼气通过进气管道（1）导入预处理装置水洗罐（2）进行水洗预处理，经由多层淋水填料层（8）和循环喷淋装置（9）作用后，从水洗罐（2）出来已经过预处理后的沼气通过水洗罐输气管道（3）导入粗脱硫装置生物脱硫罐（4）进行微生物处理，经由生物膜附着填料层（10）和循环喷淋装置（9）作用后，通过生物脱硫罐输气管道（5）导入精脱硫装置精脱硫罐（6）中进行化学处理；精脱硫后的沼气通过出气管道（7）导出脱硫装置。
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