CN108130147A - 一种沼气脱硫净化装置 - Google Patents

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Abstract

一种沼气脱硫净化装置，包括脱硫塔1，沼气出口管道2，循环进口管道3，循环进口管道阀门4，第一循环泵5，再生槽6，空气进口管道7，第一风机8，沉淀池9，脱硫进液管道10，板框压滤机11，脱硫出液管道12，循环出口管道13，沼气入口管道14，第二风机15和第二循环泵16，所述脱硫塔1内填装有络合铁溶液，所述络合铁溶液为碱性溶液，其电位为‑180到‑210之间；脱硫塔1的顶部设有沼气出口管道2，脱硫塔1的底部设置有沼气入口管道14，沼气入口管道14上设置有第二风机15；本发明通过脱硫塔1，再生槽6、板框压滤机11以及连接管线形成了可以采用络合铁脱硫法进行除硫的装置。该装置的采用络合铁脱硫法对沼气进行脱硫，避免了二次废弃物的产生。

Description

一种沼气脱硫净化装置
技术领域
本发明涉及脱硫领域，具体的说是一种沼气脱硫净化装置。
背景技术
沼气作为一种新兴能源其应用越来越广泛，在我国环保标准中严格规定，利用沼气能源时，沼气气体中H2S 含量不得超过20mg/m3 ，无论在工业或民用气体中，都必须尽可能的除去H2S。目前在农牧业中，常用的沼气脱硫方法是干法脱硫，这种方法适合硫化氢含量低，气量小的工程项目，但是这种脱硫方法需要定期更换固体脱硫剂，从而会造成一定的固体废弃物；在工业上，常用的沼气常用脱硫方法是PDS湿法脱硫，该种方法是将碱液和脱硫剂利用雾化喷淋的方法与沼气混合，脱去气体中硫化氢，比较适合气量大，硫化氢含量高的项目，但是这种脱硫方法会产生二次废弃物，另外脱硫后废水的处理和排放成本太高；另外比较常见的脱硫方式还有生物脱硫，但生物脱硫实际在运行中，脱硫效果一般在百分之98左右，而且生物脱硫还会有一定量的硫酸废水的排放。上述三种方法都存在二次废弃物的产生，不利于环境的保护。
发明内容
为了解决上述技术问题的不足，本发明提供一种沼气脱硫净化装置，该装置的采用络合铁脱硫法对沼气进行脱硫，避免了二次废弃物的产生，而且实现了耗能低、耗碱量少以及脱硫效率高的效果。
为实现上述目的，本发明提供的技术方案如下：包括脱硫塔、沼气出口管道、循环进口管道、循环进口管道阀门、第一循环泵、再生槽、空气进口管道、第一风机、沉淀池、脱硫进液管道、板框压滤机、脱硫出液管道、循环出口管道、沼气入口管道、第二风机、第二循环泵、沉淀管道和循环出口管道阀门，其特征在于：所述脱硫塔内填装有络合铁溶液，所述络合铁溶液为碱性溶液，其电位为-180到-210之间；所述脱硫塔的顶部设有沼气出口管道，脱硫塔的底部设置有沼气入口管道，沼气入口管道上设置有第二风机；所述脱硫塔的下端连接有循环进口管道的一端，循环进口管道的另一端设置在再生槽的下端并与其相通，循环进口管道上设置有循环进口管道阀门和第一循环泵；所述再生槽的顶部设置有空气进口管道，空气进口管道上设置有第一风机，再生槽的底部通过沉淀管道连接有沉淀池，所述沉淀管道为从上到下半径逐渐变小的的锥形管道；所述沉淀池位于再生槽的正下方;所述沉淀池的底部连接脱硫进液管道的一端，脱硫进液管道的另一端连接板框压滤机的进口端，板框压滤机的出口端连接脱硫出液管道的一端，脱硫出液管道的另一端连接再生槽的顶部并与其相通；所述再生槽的侧面连接循环出口管道的一端，循环出口管道的另一端连接脱硫塔的底部并与其相通，循环出口管道上设置有循环出口管道阀门和第二循环泵。
为了进一步实现本技术方案，还可以采用以下技术方案：所述的脱硫塔上还设置有电控器，在脱硫塔内设置有电位测定仪，电控器分别与电位测定仪和第二风机相连接。所述的再生槽上还设置有电控器，在再生槽内设置有电位测定仪，电控器分别与电位测定仪和第一风机相连接。所述的再生槽的侧面设置有液位管，液位管为透明材质，所述液位管的一端设置在再生槽的侧面上端并与其相通，液位管的另一端设置在沉淀管道的侧面上端并与其相通。所述的第二风机为罗茨风机。所述的第一风机为曝气风机。
本发明的有益效果为：本发明通过脱硫塔、再生槽、板框压滤机以及连接管线形成了可以采用络合铁脱硫法进行除硫的装置。其具体工作原理分为脱硫过程、再生槽氧化还原过程、单质硫的提取过程和溶液的回收利用过程：
1.脱硫过程：关闭阀门，沼气经过沼气入口管道并通过第二风机的加压进入脱硫塔，沼气从脱硫塔的底部进入脱硫塔，以鼓泡的方式与络合铁溶液充分混合，沼气中的硫化氢气体在碱性、低电位的络合铁溶液电解反应生成硫氢根离子，通过络合铁中三价铁离子与硫氢根离子反应，高价铁离子还原成低价铁离子，并生成单质硫，悬浮于溶液中。
2.再生槽氧化还原过程：打开阀门，利用第一循环泵将脱硫塔中反应后的溶液提升到再生槽中，利用第一风机鼓入空气，使脱硫后液体与氧气发生还原反应，重新生成三价铁离子，并形成氢氧根离子，同时，再生槽中脱硫液中的单质硫经过沉淀进入沉淀池。
3.单质硫的提取过程：利用第一循环泵将沉淀池内的液体压入板框压滤机，通过压滤机压出单质硫，液体回流重新进入再生槽。
4.溶液的回收利用过程：通过第二循环泵可以将再生槽中的液体吸入脱硫塔内重复利用进行脱硫。
采用本装置进行脱硫实现了耗能低，耗碱量少，且脱硫效率高的效果。采用本装置进行脱硫无二次废弃物产生，唯一的副产品是单质硫，但单质硫可回收利用，实现了资源回收再利用。采用本装置进行脱硫相比PDS法所用的脱硫装置来说，总的占地面积小，对于硫化氢含量低，气量小的处理项目来说，可以实现微型脱硫装置。本发明还具有结构简单、成本低廉的优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1本发明实施例提供的对含硫气体进行脱硫的装置的结构示意图。
附图标记：
1脱硫塔 2沼气出口管道 3循环进口管道 4阀门 5第一循环泵 6再生槽 7空气进口管道 8第一风机 9沉淀池 10脱硫进液管道 11板框压滤机 12脱硫出液管道 13循环出口管道 15第二风机 16第二循环泵 17沉淀管道 18循环出口管道阀门 19液位管。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
一种沼气脱硫净化装置，如图1所示，包括脱硫塔1、沼气出口管道2、循环进口管道3、循环进口管道阀门4、第一循环泵5、再生槽6、空气进口管道7、第一风机8、沉淀池9、脱硫进液管道10、板框压滤机11、脱硫出液管道12、循环出口管道13、沼气入口管道14、第二风机15、第二循环泵16、沉淀管道17和循环出口管道阀门18，所述脱硫塔1内填装有络合铁溶液，所述络合铁溶液为碱性溶液，其电位为-180到-210之间；所述脱硫塔1的顶部设有沼气出口管道2，脱硫塔1的底部设置有沼气入口管道14，沼气入口管道14上设置有第二风机15；所述脱硫塔1的下端连接有循环进口管道3的一端，循环进口管道3的另一端设置在再生槽6的下端并与其相通，循环进口管道3上设置有循环进口管道阀门4和第一循环泵5；所述再生槽6的顶部设置有空气进口管道7，空气进口管道7上设置有第一风机8，再生槽6的底部通过沉淀管道17连接有沉淀池9，所述沉淀管道17为从上到下半径逐渐变小的的锥形管道；所述沉淀池9位于再生槽6的正下方;所述沉淀池9的底部连接脱硫进液管道10的一端，脱硫进液管道10的另一端连接板框压滤机11的进口端，板框压滤机11的出口端连接脱硫出液管道12的一端，脱硫出液管道12的另一端连接再生槽6的顶部并与其相通；所述再生槽6的侧面连接循环出口管道13的一端，循环出口管道13的另一端连接脱硫塔1的底部并与其相通，循环出口管道13上设置有循环出口管道阀门18和第二循环泵16。作为优选的，循环进口管阀门4和循环出口管道阀门18为球阀，本发明通过脱硫塔1，再生槽6、沉淀池9、循环泵、板框压滤机11以及连接管线形成了可以采用络合铁脱硫法进行除硫的装置。其具体工作原理分为脱硫过程、再生槽氧化还原过程、单质硫的提取过程和溶液的回收利用过程：
一，脱硫过程：关闭循环进口管道阀门4，沼气经过沼气入口管道14并通过第二风机15的加压进入脱硫塔1，沼气从脱硫塔1的底部进入脱硫塔，以鼓泡的方式与络合铁溶液充分混合，沼气中的硫化氢气体在碱性、低电位的络合铁溶液电解反应生成硫氢根离子，通过络合铁中三价铁离子与硫氢根离子反应，高价铁离子还原成低价铁离子，并生成单质硫，悬浮于溶液中。
二，再生槽氧化还原过程：打开循环进口管道阀门4，利用第一循环泵5将脱硫塔1中反应后的溶液提升到再生槽6中，利用第一风机鼓入空气，使脱硫后液体与氧气发生还原反应，重新生成三价铁离子，并形成氢氧根离子，同时，再生槽6中脱硫液中的单质硫经过沉淀进入沉淀池。
三，单质硫的提取过程：利用第一循环泵5将沉淀池9内的液体压入板框压滤机11，通过压滤机11压出单质硫，液体回流重新进入再生槽。
四，溶液的回收利用过程：关闭循环进口管道阀门4，打开循环出口管道阀门18，通过第二循环泵16可将再生槽6中的液体吸入脱硫塔1内重复利用进行脱硫。采用本装置进行脱硫实现了耗能低，耗碱量少，且脱硫效率高的效果。采用本装置进行脱硫无二次废弃物产生，唯一的副产品是单质硫，但单质硫可回收利用，实现了资源回收再利用。采用本装置进行脱硫相比PDS法所用的脱硫装置来说，总的占地面积小，对于硫化氢含量低，气量小的处理项目来说，可以实现微型脱硫装置。
该反应过程可用以下化学式进行描述：
电解反应式 H2S=H++HS－
H2S+OH－=HS－+H2O
沉淀反应式 HS-+2Fe 3+L→H+ +S↓+2Fe 2+L(L＝螯合剂)
再生反应式 1/2O2+H2O+2Fe2+L→2OH- +2Fe3+L
为了保证脱硫塔内络合铁溶液的氧化能力最佳，以及更好的对H2S进行电解，所述的脱硫塔1上还设置有电控器，在脱硫塔1内设置有电位测定仪和PH计，电控器分别与电位测定仪和第二风机15相连接。电位检测仪实时监测溶液的电位信息，并将其传递至电控器，而电控器中设置电位低限报警和低限联锁，其信号可联锁启动或关闭第二风机15，当脱硫塔1内溶液电位高于-180时，第二风机停止，风机进气量减少，减低络合铁的过氧化，减少络合铁损耗。当脱硫塔1内溶液电位低于-210，第二风机启动，进气量增加，提高络合铁的氧化能力。
为了保证再生槽6内溶液的还原能力最佳，所述的再生槽6上还设置有电控器，在再生槽6内设置有电位测定仪，电控器分别与电位测定仪和第一风机8相连接。在生槽6内溶液电位高于-160时，电控器控制第一风机8进气量减少，减低络合铁的过还原，减少络合铁损耗；在电位低于-185时，电控器控制第一风机8进气量增加，提高络合铁的还原能力。从而使再生槽内溶液的电位和氧化还原能力始终处于最佳状态。
为了可以实时监测再生槽6内的液面，进而可以避免再生槽6液体溢出，以及把握回收再生槽6内液面的时机，所述的再生槽6的侧面设置有液位管19，液位管19为透明材质，所述液位管19的一端设置在再生槽6的侧面上端并与其相通，液位管19的另一端设置在沉淀管道17的侧面上端并与其相通。液位管19相当于再生槽6和沉淀管道17的连通管，因此通过液位管19内液位的高度判断再生槽6内液面的高度。
作为优选，所述的第二风机15为罗茨风机。所述的第一风机8为曝气风机。
当然，上述说明也并不仅限于上述举例，本发明未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述；以上实施例仅用于说明本发明的技术方案并非是对本发明的限制，参照优选的实施方式对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换都不脱离本发明的宗旨，也应属于本发明的权利要求保护范围。

Claims (6)

1.一种沼气脱硫净化装置，包括脱硫塔（1）、沼气出口管道（2）、循环进口管道（3）、循环进口管道阀门（4）、第一循环泵（5）、再生槽（6）、空气进口管道（7）、第一风机（8）、沉淀池（9）、脱硫进液管道（10）、板框压滤机（11）、脱硫出液管道（12）、循环出口管道（13）、沼气入口管道（14）、第二风机（15）、第二循环泵（16）、沉淀管道（17）和循环出口管道阀门（18），其特征在于：所述脱硫塔（1）内填装有络合铁溶液，所述络合铁溶液为碱性溶液，其电位为-180到-210之间；所述脱硫塔（1）的顶部设有沼气出口管道（2），脱硫塔（1）的底部设置有沼气入口管道（14），沼气入口管道（14）上设置有第二风机（15）；所述脱硫塔（1）的下端连接有循环进口管道（3）的一端，循环进口管道（3）的另一端设置在再生槽（6）的下端并与其相通，循环进口管道（3）上设置有循环进口管道阀门（4）和第一循环泵（5）；所述再生槽（6）的顶部设置有空气进口管道（7），空气进口管道（7）上设置有第一风机（8），再生槽（6）的底部通过沉淀管道（17）连接有沉淀池（9），所述沉淀管道（17）为从上到下半径逐渐变小的的锥形管道；所述沉淀池（9）位于再生槽（6）的正下方;所述沉淀池（9）的底部连接脱硫进液管道（10）的一端，脱硫进液管道（10）的另一端连接板框压滤机（11）的进口端，板框压滤机（11）的出口端连接脱硫出液管道（12）的一端，脱硫出液管道（12）的另一端连接再生槽（6）的顶部并与其相通；所述再生槽（6）的侧面连接循环出口管道（13）的一端，循环出口管道（13）的另一端连接脱硫塔（1）的底部并与其相通，循环出口管道（13）上设置有循环出口管道阀门（18）和第二循环泵（16）。
2.根据权利要求1所述的一种沼气脱硫净化装置，其特征在于：所述的脱硫塔（1）上还设置有电控器，在脱硫塔（1）内设置有电位测定仪和PH计，电控器分别与电位测定仪和第二风机（15）相连接。
3.根据权利要求1所述的一种沼气脱硫净化装置，其特征在于：所述的再生槽（6）上还设置有电控器，在再生槽（6）内设置有电位测定仪，电控器分别与电位测定仪和第一风机（8）相连接。
4.根据权利要求1或2或3所述的一种沼气脱硫净化装置，其特征在于：所述的再生槽（6）的侧面设置有液位管（19），液位管（19）为透明材质，所述液位管（19）的一端设置在再生槽（6）的侧面上端并与其相通，液位管（19）的另一端设置在沉淀管道（17）的侧面上端并与其相通。
5.根据权利要求4所述的一种沼气脱硫净化装置，其特征在于：所述的第二风机（15）为罗茨风机。
6.根据权利要求4所述的一种沼气脱硫净化装置，其特征在于：所述的第一风机（8）为曝气风机。
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