CN111019725A - 贮气罐系统的脱硫装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种贮气罐系统的脱硫装置，包括储气柜、鼓风机、气水分离器以及脱硫罐，所述储气柜中的气体通过出气管经气水分离器进入脱硫罐，所述鼓风机设置在出气管上，脱硫罐内部设置有多层脱硫层，相邻的脱硫层之间设置有间隙，一方面保证沼气在脱硫罐中与脱硫剂充分接触，保证脱硫效果；另一方面，减少沼气在脱硫罐中流动的阻力；通过凝水器、气水分离器两级除水，有效降低了沼气中水的含量，有效避免了游离水造成脱硫剂的泥化现象，同时本发明中的除硫设备设置为两套且并联设置，减少非计划停车，降低了生产成本，结构简单，设置合理，有利于提高开车率，降低了生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及气体净化领域，具体地，涉及一种贮气罐系统的脱硫装置。
背景技术
沼气，顾名思义就是沼泽里的气体。人们经常看到，在沼泽地、污水沟或粪池里，有气泡冒出来，如果我们划着火柴，可把它点燃，这就是自然界天然发生的沼气。沼气，是各种有机物质，在隔绝空气并在适宜的温度、湿度下，经过微生物的发酵作用产生的一种可燃烧气体。沼气在厌氧发酵过程中会产生大量硫化氢有毒气体，尽管H2S含量因为发酵原料的不同有所变化，但在沼气利用前必须予以去除，硫化氢与沼气中的水分结合，会形成腐蚀性的还原性酸，严重腐蚀管道、设备、流量计等；同时，沼气中的硫化氢在燃烧后生成二氧化硫对大气造成污染，影响人体健康；因此沼气净化脱硫化氢工艺的研究开发显得尤为迫切和重要。
专利文献CN110106004A公开了一种沼气脱硫器、脱硫方法及提纯工艺，首先，以甘油为脱硫剂，将甘油加入到沼气中从而吸收沼气的硫化氢杂质，然后高压水洗脱硫后的沼气以吸收其中的二氧化碳，气液分离后，再以甘油做干燥剂去除水分即得纯净沼气，但该设计结构不合理。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种贮气罐系统的脱硫装置。
根据本发明提供的一种贮气罐系统的脱硫装置，包括储气柜、鼓风机、气水分离器以及脱硫罐；
所述储气柜中的气体通过出气管101经气水分离器进入脱硫罐；
所述鼓风机设置在出气管101上。
优选地，所述储气柜与鼓风机之间的出气管101的下部连接有凝水器20；
所述凝水器20与鼓风机之间设置有流量计30；
所述凝水器20的顶部设置有凝水器进口21；
所述凝水器20的底部设置有排污口22；
所述凝水器20的侧面设置有凝水器液位计23。
优选地，所述气水分离器上设置有分离器放水口1、分离器液位计2、分离器出料口3、分离器进气口4、分离器进料口5以及分离器出气口6；
所述气水分离器的内部设置有填料。
优选地，所述脱硫罐包括脱硫罐排水阀11、脱硫罐进气口12、脱硫罐卸料口13、脱硫罐视镜14、脱硫罐压力表15、脱硫罐装料口16以及脱硫罐出气口17；
所述脱硫罐排水阀11安装在脱硫罐的底部，所述脱硫罐压力表15、脱硫罐装料口16都安装在脱硫罐的顶部；
所述脱硫罐进气口12、脱硫罐出气口17分别安装在脱硫罐的两侧且脱硫罐进气口12的安装位置设置在脱硫罐出气口17的下方；
所述脱硫罐视镜14、脱硫罐卸料口13从上到下依次设置在脱硫罐的侧面。
优选地，脱硫罐内部安装有支撑架、第一筛网以及第二筛网；
所述第二筛网、第一筛网从上到下依次安装在支撑架上；
所述脱硫罐内还填充有焦炭和脱硫剂；
所述焦炭填充在第一筛网和第二筛网之间，所述脱硫剂铺设在第二筛网的上面。
优选地，所述脱硫罐内部的支撑架、第一筛网以及第二筛网形成脱硫层；
所述脱硫罐内设置有多层脱硫层；
所述安装在脱硫罐内最上面的一层脱硫层的顶部离脱硫罐出气口17的底部不小于5㎝。
优选地，所述脱硫罐上的脱硫罐出气口17相连的出口管路上设置有取样口或者安装有硫化氢在线检测仪
优选地，所述脱硫层的数量不少于两层；
所述焦炭的填充厚度为10-30㎝；
所述脱硫剂采用氧化铁，为圆柱形颗粒，直径为4-5.5㎜，长度为5-15㎜；
所述氧化铁的填充厚度为10-20㎝。
优选地，所述气水分离器、脱硫罐组成一套脱硫系统；
所述的脱硫系统包括多套且多套脱硫系统并联设置；
所述的多套脱硫系统能够分别单独供气或者同时供气。
优选地，所述鼓风机采用防爆通风机；
所述鼓风机安装有变频调速器；
所述鼓风机的出口设置有现场压力表和/或压力传感器。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、本发明脱硫罐内部设置有多层脱硫层，相邻的脱硫层之间设置有间隙，通过脱硫罐内部结构的设计，一方面保证沼气在脱硫罐与脱硫剂充分接触，保证脱硫效果；另一方面，减少沼气在脱硫罐中流动的阻力，脱硫工艺简单，操作方便，结构合理，脱硫剂成本低廉，成本优势明显。
2、流量计30不但对脱硫操作起到了指导作用，而且还有利于检修计划的安排，设置合理，实用性强。
3、通过将两台鼓风机的进出口都设置有阀门且设置为并联，两台鼓风机可以相互作为备用，在不影响正常生产的前提下可以对其中的一台拆卸检修，结构简单，设置合理，有利于提高开车率，减少非计划停车，降低了生产成本。
4、本发明通过两级除水，有效降低了沼气中水的含量，有效避免了游离水造成脱硫剂的泥化现象，提高了脱硫效率。
5、鼓风机、气水分离器、脱硫罐数量及连接方式的设置有效的减少非计划停车，结构简单，设置合理，有利于提高开车率，降低了生产成本。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明的设备流程示意图；
图2为气水分离器的结构示意图；
图3为脱硫罐的结构示意图；
图4为凝水器20的结构示意图。
图中示出：
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
根据本发明提供的一种贮气罐系统的脱硫装置，如图1所示，包括储气柜、鼓风机、气水分离器以及脱硫罐，所述储气柜中的气体通过出气管101经气水分离器进入脱硫罐，所述鼓风机设置在出气管101上，应该说明的是，此处所说的气体优选的为沼气。
进一步地，由于沼气中含有游离的水，对氧化铁脱硫剂脱硫会产生不利影响，游离水会造成脱硫剂泥化现象，气体发生偏流，脱硫剂会很快失效，因此脱硫之前需先脱水。在一个优选例中，所述储气柜与鼓风机之间的出气管101的下部连接有凝水器20，如图4所示，所述凝水器20的顶部设置有凝水器进口21，所述凝水器20的底部设置有排污口22，所述凝水器20的侧面设置有凝水器液位计23，从储气柜中输出的沼气经过出气管101时，沼气中的水分由于重力作用通过凝水器进口21流入凝水器20中，凝水器20中的水通过凝水器液位计23能够显示出液位，因此根据液位的高低选择是否打开排污口22放水，通过设置凝水器20实现了对气体中的水分去除，完成了本发明的一级除水。
具体地，如图2所示，所述气水分离器上设置有分离器放水口1、分离器液位计2、分离器出料口3、分离器进气口4、分离器进料口5以及分离器出气口6，所述气水分离器的内部设置有填料，所述气水分离器采用重力法将水分去除，当沼气从分离器进气口4进入气水分离器后经过填料时，把气液两相分散成许多细小的气泡、液滴或液膜，增大了气液两相的接触面积，更加高效的脱去沼气中的水分，同时填料具有良好的化学稳定性，不被气体或液体腐蚀，而且具有一定的阻火效果，适宜的孔隙率减小了气体的阻力，气水分离器中的填料可以采用多种材质和结构的填料，例如，聚丙烯制作的阶梯环，再例如拉西环，还例如，悬浮球填料等；通过气水分离器完成了本发明的二级除水。
进一步地，如图1所示，所述凝水器20与鼓风机之间设置有流量计30，通过设置流量计30可以对沼气输送的总量或瞬时流量进行计量，首先可以统计脱硫罐中的脱硫剂处理的气体总量，根据脱硫剂脱硫的体积来合理安排检修计划，更换脱硫剂；其次，生产的沼气作为商业使用，可以通过流量计30的统计与用户进行结算；再次，通过流量计30的瞬时流量能够及时监控沼气的瞬时流量，从而能够指导工作人员调节输送负荷，特别是在超负荷的条件下，会影响脱硫效果，给环境和设备造成不良的影响，因此，流量计30不但对脱硫操作起到了指导作用，而且还有利于检修计划的安排，设置合理，实用性强。
具体地，如图3所示，所述脱硫罐包括脱硫罐排水阀11、脱硫罐进气口12、脱硫罐卸料口13、脱硫罐视镜14、脱硫罐压力表15、脱硫罐装料口16以及脱硫罐出气口17，所述脱硫罐排水阀11安装在脱硫罐的底部，所述脱硫罐压力表15、脱硫罐装料口16都安装在脱硫罐的顶部，所述脱硫罐进气口12、脱硫罐出气口17分别安装在脱硫罐的两侧且脱硫罐进气口12的安装位置设置在脱硫罐出气口17的下方，所述脱硫罐视镜14、脱硫罐卸料口13从上到下依次设置在脱硫罐的侧面，在一个优选例中，脱硫罐内部安装有支撑架、第一筛网以及第二筛网，所述第二筛网、第一筛网从上到下依次安装在支撑架上，所述脱硫罐内还填充有焦炭和氧化铁，所述焦炭填充在第一筛网和第二筛网之间，所述氧化铁铺设在第二筛网的上面。
进一步地，所述焦炭的填充厚度为10-30㎝，所述氧化铁的填充厚度为10-20㎝；经脱硫罐脱硫后的沼气中硫化氢的含量能够控制在100ppm以下，脱硫效果好，沼气质量稳定，实用性强。
更进一步地，所述脱硫罐内部的支撑架、第一筛网以及第二筛网形成脱硫层，所述脱硫层的数量不少于两层，在一个优选例中，脱硫层设置有4层，相邻的脱硫层之间设置有间隙，所述安装在脱硫罐内最上面的一层脱硫层的顶部离脱硫罐出气口17的底部不小于5㎝，通过脱硫罐内部结构的设计，一方面保证沼气在脱硫罐中经过脱硫剂并与脱硫剂充分接触，保证脱硫效果；另一方面，减少沼气在脱硫罐中流动的阻力，结构合理。
具体地，所述脱硫罐的脱硫罐出气口17相连的出口管路上设置有取样口或者安装有硫化氢在线检测仪。在一个优选例中，所述脱硫装置采用脱硫罐，脱硫罐出气口17上安装有硫化氢在线监测仪，能够实时显示沼气脱硫后沼气中的硫化氢含量；在一个变化例中，脱硫罐出气口17上设置有取样口，采用人工定期取样检测的方式获得脱硫后沼气中硫化氢的含量。通过检测沼气中的硫化氢含量能够及时了解脱硫罐中脱硫剂的脱硫效果，对于脱硫效果下降时能够及时的做出检修计划，保证了产品质量，有效的保护了环境。
具体地，如图1所示，硫酸罐的出口管线连接有厂区的一次水管线，在设备检修时有利于冲洗设备内部，有利于检修，提高检修效率；另一方面，在突发状况下，打开一次水能够灭火，能起到应急的作用。
具体地，所述气水分离器、脱硫罐组成一套脱硫系统；所述的脱硫系统包括多套且多套脱硫系统并联设置；所述的多套脱硫系统能够分别单独供气或者同时供气，在一个优选例中，脱硫系统为两套，并联设置，其中两套的分离器进气口4上、脱硫罐出气口17上都设置有阀门，当其中一套脱硫系统需要检修时只需将前后阀门关闭即可隔离，另一套脱硫系统运行，不影响正常的生产；当用户用气量大时可将两套脱硫系统都投入使用，确保脱硫效果；当用户用气量较小时可将使用其中的一套脱硫系统，灵活方便，结构合理。
具体地，鼓风机设置有两个，且并联设置，在一个优选例中，如图1所示，鼓风机包括两台分别为第一通风机201、第二通风机202，且第一通风机201、第二通风机202并联设置，两台鼓风机的进出口都设置有阀门，例如为蝶阀，两台鼓风机可以相互作为备用，当第一通风机201出现故障时，将第一通风机201两侧的阀门关闭，停止第一通风机201的运转，与此同时，将第二通风机202的两侧阀门打开，启动第二通风机202的运转，在不影响正常生产的前提下可以对第一通风机201拆卸检修，结构简单，设置合理，有利于提高开车率，减少非计划停车，降低了生产成本。
进一步地，所述鼓风机的出口设置有现场压力表和压力传感器，能够实时检测鼓风机的出口压力，在一个优选例中，鼓风机安装有变频调速器，能够根据鼓风机的出口压力的情况判断用户用气量的大小从而能够实现通过变频调速器调节鼓风机的转动速度，从而通过鼓风机合理调节供气压力。
具体地，所述鼓风机采用防爆通风机，由于沼气中的甲烷为可燃气体，因此采用防爆通风机，避免在风机的运行中产生火花，给燃烧或爆炸创造条件，有利于安全生产。
实施例：
沼气产气量15000m3/d，进口硫化氢含量：1000ppm，脱硫精度要求：出口硫化氢含量低于10ppm，采用的设备如下所示：
在正常的操作中，要根据分离器液位计2的显示定期进行放水，避免内部因积水太多而影响脱水效果，也可以在气液分离器上安装液位传感器，底部安装远程控制调节阀进行远程调节控制，还可以通过液位传感器与调节阀设置联锁，实现自动化放水操作，安全准确。
进一步地，沼气从脱硫罐的下部进入，上部流出，采用低进高出，气体从脱硫罐的下部向上部流动的过程中经过筛网上的脱硫剂，从而除去沼气中的硫化氢气体，所述筛网上还填充有焦炭，所述焦炭填装在筛网和脱硫剂之间，焦炭能够吸收沼气中的杂质，有利于脱硫剂发挥更好的脱硫效果。
脱硫剂一次装入脱硫装置后，平时不需要维护，当检测到出口沼气的硫含量超标时，应更换脱硫剂。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。
Claims (10)
1.一种贮气罐系统的脱硫装置，其特征在于，包括储气柜、鼓风机、气水分离器以及脱硫罐；
所述储气柜中的气体通过出气管(101)经气水分离器进入脱硫罐；
所述鼓风机设置在出气管(101)上。
2.根据权利要求1所述的贮气罐系统的脱硫装置，其特征在于，所述储气柜与鼓风机之间的出气管(101)的下部连接有凝水器(20)；
所述凝水器(20)与鼓风机之间设置有流量计(30)；
所述凝水器(20)的顶部设置有凝水器进口(21)；
所述凝水器(20)的底部设置有排污口(22)；
所述凝水器(20)的侧面设置有凝水器液位计(23)。
3.根据权利要求1所述的贮气罐系统的脱硫装置，其特征在于，所述气水分离器上设置有分离器放水口(1)、分离器液位计(2)、分离器出料口(3)、分离器进气口(4)、分离器进料口(5)以及分离器出气口(6)；
所述气水分离器的内部设置有填料。
4.根据权利要求1所述的贮气罐系统的脱硫装置，其特征在于，所述脱硫罐包括脱硫罐排水阀(11)、脱硫罐进气口(12)、脱硫罐卸料口(13)、脱硫罐视镜(14)、脱硫罐压力表(15)、脱硫罐装料口(16)以及脱硫罐出气口(17)；
所述脱硫罐排水阀(11)安装在脱硫罐的底部，所述脱硫罐压力表(15)、脱硫罐装料口(16)都安装在脱硫罐的顶部；
所述脱硫罐进气口(12)、脱硫罐出气口(17)分别安装在脱硫罐的两侧且脱硫罐进气口(12)的安装位置设置在脱硫罐出气口(17)的下方；
所述脱硫罐视镜(14)、脱硫罐卸料口(13)从上到下依次设置在脱硫罐的侧面。
5.根据权利要求4所述的贮气罐系统的脱硫装置，其特征在于，脱硫罐内部安装有支撑架、第一筛网以及第二筛网；
所述第二筛网、第一筛网从上到下依次安装在支撑架上；
所述脱硫罐内还填充有焦炭和脱硫剂；
所述焦炭填充在第一筛网和第二筛网之间，所述脱硫剂铺设在第二筛网的上面。
6.根据权利要求5所述的贮气罐系统的脱硫装置，其特征在于，所述脱硫罐内部的支撑架、第一筛网以及第二筛网形成脱硫层；
所述脱硫罐内设置有多层脱硫层；
所述安装在脱硫罐内最上面的一层脱硫层的顶部离脱硫罐出气口(17)的底部不小于5㎝。
7.根据权利要求4所述的贮气罐系统的脱硫装置，其特征在于，所述脱硫罐上的脱硫罐出气口(17)相连的出口管路上设置有取样口或者安装有硫化氢在线检测仪。
8.根据权利要求6所述的贮气罐系统的脱硫装置，其特征在于，所述脱硫层的数量不少于两层；
所述焦炭的填充厚度为10-30㎝；
所述脱硫剂采用氧化铁，为圆柱形颗粒，直径为4-5.5㎜，长度为5-15㎜；
所述氧化铁的填充厚度为10-20㎝。
9.根据权利要求1所述的贮气罐系统的脱硫装置，其特征在于，所述气水分离器、脱硫罐组成一套脱硫系统；
所述的脱硫系统包括多套且多套脱硫系统并联设置；
所述的多套脱硫系统能够分别单独供气或者同时供气。
10.根据权利要求1所述的贮气罐系统的脱硫装置，其特征在于，所述鼓风机采用防爆通风机；
所述鼓风机安装有变频调速器；
所述鼓风机的出口设置有现场压力表和/或压力传感器。
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