CN108192678A - 一种沼气生物脱硫工艺 - Google Patents

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    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L3/00—Gaseous fuels; Natural gas; Synthetic natural gas obtained by processes not covered by subclass C10G, C10K; Liquefied petroleum gas
    • C10L3/06—Natural gas; Synthetic natural gas obtained by processes not covered by C10G, C10K3/02 or C10K3/04
    • C10L3/10—Working-up natural gas or synthetic natural gas
    • C10L3/101—Removal of contaminants
    • C10L3/102—Removal of contaminants of acid contaminants
    • C10L3/103—Sulfur containing contaminants

Abstract

本发明公开了一种沼气生物脱硫工艺，包括沼气单元、脱硫塔、生物反应池、沉淀池、污泥处理装置、净化气单元，所述脱硫塔设有沼气流量计、生物填料装置、喷淋装置、沼气分析仪；所述生物反应池设有曝气装置、碱液装置、营养液装置、沼液补充装置、循环泵，所述曝气装置设有曝气风机、曝气管道，所述曝气风机设有溶氧仪，所述曝气管道上设有流量计以及压力计；所述沉淀池设有循环液外排装置；所述污泥处理装置设有污泥泵、污泥干燥装置、污泥压缩打包装置。本发明沼气生物脱硫工艺设有喷淋装置、曝气装置、流量计、传感器以及溶氧仪，结构设计合理，操作简单，耗能小，运行成本低，延长了的设备的使用年限，提高了沼气的脱硫效率。

Description

一种沼气生物脱硫工艺
技术领域
本发明涉及沼气脱硫技术领域，尤其是一种沼气生物脱硫工艺。
背景技术
目前，在全球能源紧缺的大环境下，新能源的开发利用对国民经济的可持续发展具有重要的意义。沼气资源作为一项极具应用前景的可再生能源，具有资源量丰富、燃烧热效率高、使用清洁卫生等特点，在解决能源危机、环境压力以及推动社会可持续发展方面发挥重要作用。
餐厨垃圾是指家庭、学校、机关、公共食堂以及餐饮行业的食物废料、餐饮剩余物、食品加工废料及不可再食用的动植物油脂和各类油水混合物，是城市生活垃圾的一部分。目前，我国餐厨垃圾处理方式主要是以填埋、焚烧处理为主，填埋处理方式会降低填埋场的使用年限，而对于焚烧处理方式，我国仅有深圳等少数发达城市采用了垃圾焚烧技术，且对焚烧所产生的二恶英、氮氧化物、二氧化硫等有害气体、粉尘、废水等还未能有效控制。为了实现资源的可持续发展，必须寻找更有效的处理方式，实现餐厨垃圾的有效资源化，对我国的经济与环境发展产生重大的意义。
餐厨垃圾转化生成的沼气中含有大量的H2S(硫化氢)。H2S作为一种剧毒的有害气体不仅强烈腐蚀管道、仪表及设备，泄漏在空气中污染大气的同时还严重危害人体健康。因此，为了保护人体健康，延长设备的使用寿命，必须采取强有力的措施对沼气进行脱硫。我国环保标准严格规定：利用沼气能源时，沼气气体中H2S的含量不得超过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。故而，H2S的脱除成为沼气使用过程中必不可少的一个环节。
沼气中H2S的脱除方法主要有物理化学法和生物法。物理化学法脱硫过程基本上是以吸附剂(如：砷基化合物、铁螯合物、三氯化铁等)或者脱硫剂(如：铁系、锌系、铜系、钙系化合物等)吸附H2S或与H2S反应生成硫化物，再以O2为电子受体将H2S(硫化物)氧化成单质S，使吸附剂或者脱硫剂再生。但是物理化学脱硫方法存在能耗高、处理费用昂贵，污泥处置难等缺点，近年来高效低耗的脱硫技术，生物脱硫法受到了普遍青睐。生物脱硫是指利用微生物的氧化作用将沼气中的H2S转化为单质S，进一步氧化成亚硫酸和硫酸，从而将S从沼气中脱除的工艺。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，如：脱硫效率低、运行条件难以控制、运行成本较高。
发明内容
为了克服现有技术中沼气生物脱硫过程中脱硫效率低、易堵塞、反应难以控制、运行成本较高等缺陷，本发明提供一种沼气生物脱硫工艺。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种沼气生物脱硫工艺，包括沼气单元、脱硫塔、生物反应池、沉淀池、污泥处理装置、净化气单元，所述沼气单元与脱硫塔之间设有稳压装置，所述脱硫塔设有沼气流量计、生物填料装置、喷淋装置、沼气分析仪，所述喷淋装置设有喷淋器、热交换器、微孔喷头，所述生物填料装置分层设置，保证了循环水与沼气均匀接触；所述生物反应池设有曝气装置、碱液装置、营养液装置、沼液补充装置、循环泵，所述曝气装置设有曝气风机、曝气管道，所述曝气风机设有探测氧气浓度的溶氧仪，所述曝气管道上设有探测风量的流量计以及探测风压的压力计，所述碱液装置设有pH传感器，所述营养液装置设有温度传感器、加热装置、pH传感器，所述生物反应池与脱硫塔通过回流管进行连接，所述回流管上设有SS传感器，所述循环泵设于回流管上，所述生物反应池的循环液在循环泵提供动力下由回流管流入脱硫塔的喷淋装置；所述沉淀池设有循环液外排装置，所述循环液外排装置设有SS传感器，所述沉淀池通过沉淀之后的上清液由循环液外排装置流入脱硫塔的喷淋装置，所述污泥流入污泥处理装置；所述污泥处理装置设有污泥泵、污泥干燥装置、污泥压缩打包装置。
上述的一种沼气生物脱硫工艺，所述沼气单元的沼气由脱硫塔的底部的沼气进气管进入，所述脱硫后的净化气由脱硫塔顶端的沼气出气管排出。
上述的一种沼气生物脱硫工艺，所述脱硫塔设有溶解氧探头。
上述的一种沼气生物脱硫工艺，所述生物填料装置采用塑料网或直径为12～18mm的塑料阶梯填料或者立体弹性填料。
上述的一种沼气生物脱硫工艺，所述生物填料装置设于喷淋装置和沼气进气管之间。
上述的一种沼气生物脱硫工艺，所述营养液装置内的营养液通过氮源、磷源、钾源以及营养盐加入水配制而成，所述营养液的温度通过控温系统控制在28～32℃，所述控温系统包括温度传感器和加热装置，所述温度传感器与加热装置间电连接。
上述的一种沼气生物脱硫工艺，所述碱液装置里面的碱液为质量分数为1％的NaOH溶液，所述营养液装置中的营养液通过NaOH碱液将pH值维持在7.2～8.0之间。
与现有技术相比本发明具有以下优点和突出性效果：
本发明的有益效果是，本发明沼气生物脱硫工艺设有喷淋装置、曝气装置、流量计、传感器以及溶氧仪，有效地消除了传统沼气生物脱硫过程中脱硫效率低、易堵塞、反应难以控制、运行成本较高的缺陷。本沼气生物脱硫工艺设计合理，操作简单，耗能小，延长了的设备的使用年限，提高了沼气的脱硫效率。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1为本发明示意图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明的具体结构、工作原理的内容，下面结合附图对本发明做进一步的说明，但是以下实施例仅用于说明本发明，不用来限制本发明的范围。对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，根据此附图和实施例获得其他的实施例，都属于本发明的保护范围。
一种沼气生物脱硫工艺，包括沼气单元、脱硫塔、生物反应池、沉淀池、污泥处理装置、净化气单元，所述沼气单元与脱硫塔之间设有稳压装置，所述脱硫塔设有沼气流量计、生物填料装置、喷淋装置、沼气分析仪，所述喷淋装置设有喷淋器、热交换器、微孔喷头，所述生物填料装置分层设置，保证了循环水与沼气均匀接触；所述生物反应池设有曝气装置、碱液装置、营养液装置、沼液补充装置、循环泵，所述曝气装置设有曝气风机、曝气管道，所述曝气风机设有探测氧气浓度的溶氧仪，所述曝气管道上设有探测风量的流量计以及探测风压的压力计，所述碱液装置设有pH传感器，所述营养液装置设有温度传感器、加热装置、pH传感器，所述生物反应池与脱硫塔通过回流管进行连接，所述回流管上设有SS传感器，所述循环泵设于回流管上，所述生物反应池的循环液在循环泵提供动力下由回流管流入脱硫塔的喷淋装置；所述沉淀池设有循环液外排装置，所述循环液外排装置设有SS传感器，所述沉淀池通过沉淀之后的上清液由循环液外排装置流入脱硫塔的喷淋装置，所述污泥流入污泥处理装置；所述污泥处理装置设有污泥泵、污泥干燥装置、污泥压缩打包装置。
所述沼气单元的沼气由脱硫塔的底部的沼气进气管进入，所述脱硫后的净化气由脱硫塔顶端的沼气出气管排出；所述脱硫塔设有溶解氧探头；所述生物填料装置采用塑料网和直径为16mm的塑料阶梯填料；所述生物填料装置设于喷淋装置和沼气进气管之间；所述营养液装置内的营养液通过氮源、磷源、钾源以及营养盐加入水配制而成，所述营养液的温度通过控温系统控制在30℃，所述控温系统包括温度传感器和加热装置，所述温度传感器与加热装置间电连接；所述碱液装置里面的碱液为质量分数为1％的NaOH溶液，所述营养液装置中的营养液通过NaOH碱液将pH值维持在7.5。
本发明工作时，沼气由脱硫塔的底部的沼气进气管进入脱硫塔，将沼气中含有的H2S由气相转化成液相；沼气穿过生物填料装置，循环液从脱硫塔喷淋装置进入，经过热交换器将循环液的温度控制在30℃，然后通过微孔喷头将循环液打散，自由落体穿过生物填料装置，填料可以使沼气与循环液均匀接触，提高洗涤效果；所述处理后的净化气由脱硫塔顶端的沼气出气管排出；含有HS-的循环液从脱硫塔底部进入生物反应池，完成循环液中HS-被氧化的过程，生物反应池内创造循环液中脱硫微生物的生存环境，营养液的温度通过控温系统控制在30℃，营养液中的氮源、磷源、钾源以及营养盐给微生物提供所需的营养；曝气装置中的曝气风机给循环液提供氧气，保证循环液适当的溶解氧，生物反应池中的脱硫微生物将H2S转化为S，上清液通过回流管流入脱硫塔的喷淋装置；富含S的底液经过沉淀池沉淀，上清液回到脱硫塔的喷淋装置，含硫的污泥由污泥处理装置的污泥泵吸入，经过污泥干燥装置、污泥压缩打包装置处理，排出。
以上实施例仅为本发明的示例性实施例，不用于限制本发明，本发明的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种沼气生物脱硫工艺，包括沼气单元、脱硫塔、生物反应池、沉淀池、污泥处理装置、净化气单元，其特征在于：所述沼气单元与脱硫塔之间设有稳压装置，所述脱硫塔设有沼气流量计、生物填料装置、喷淋装置、沼气分析仪，所述喷淋装置设有喷淋器、热交换器、微孔喷头，所述生物填料装置分层设置，保证了循环水与沼气均匀接触；所述生物反应池设有曝气装置、碱液装置、营养液装置、沼液补充装置、循环泵，所述曝气装置设有曝气风机、曝气管道，所述曝气风机设有探测氧气浓度的溶氧仪，所述曝气管道上设有探测风量的流量计以及探测风压的压力计，所述碱液装置设有pH传感器，所述营养液装置设有温度传感器、加热装置、pH传感器，所述生物反应池与脱硫塔通过回流管进行连接，所述回流管上设有SS传感器(污泥浓度传感器)，所述循环泵设于回流管上，所述生物反应池的循环液在循环泵提供动力下由回流管流入脱硫塔的喷淋装置；所述沉淀池设有循环液外排装置，所述循环液外排装置设有SS传感器，所述沉淀池通过沉淀之后的上清液由循环液外排装置流入脱硫塔的喷淋装置，所述污泥流入污泥处理装置；所述污泥处理装置设有污泥泵、污泥干燥装置、污泥压缩打包装置。
2.根据权利要求1所述的一种沼气生物脱硫工艺，其特征在于，所述沼气单元的沼气由脱硫塔的底部的沼气进气管进入，所述脱硫后的净化气由脱硫塔顶端的沼气出气管排出。
3.根据权利要求1所述的一种沼气生物脱硫工艺，其特征在于，所述脱硫塔设有溶解氧探头。
4.根据权利要求1所述的一种沼气生物脱硫工艺，其特征在于，所述生物填料装置采用塑料网或直径为12～18mm的塑料阶梯填料或者立体弹性填料。
5.根据权利要求1或4所述的一种沼气生物脱硫工艺，其特征在于，所述生物填料装置设于喷淋装置和沼气进气管之间。
6.根据权利要求1所述的一种沼气生物脱硫工艺，其特征在于，所述营养液装置内的营养液通过氮源、磷源、钾源以及营养盐加入水配制而成，所述营养液的温度通过控温系统控制在28～32℃，所述控温系统包括温度传感器和加热装置，所述温度传感器与加热装置间电连接。
7.根据权利要求1所述的一种沼气生物脱硫工艺，其特征在于，所述碱液装置里面的碱液为质量分数为1％的NaOH溶液，所述营养液装置中的营养液通过NaOH碱液将pH值维持在7.2～8.0之间。
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