CN111632485A - 一种基于生物脱硫技术的沼气净化装置及其净化方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于生物脱硫技术的沼气净化装置及其净化方法，属于可再生能源利用技术领域。主要包括一级脱硫装置、二级脱硫装置、硫反应器、混匀抽液元件、智能元件、电源，沼气出口一处设有气体缓冲分散箱；通过在气体缓冲分散箱内设置两种结构不同的沼气分散缓冲元件，使进入二级脱硫装置内的沼气均匀分散，充分与水平填料架接触，增加沼气的脱硫效果，在分散的过程中，还对沼气压力进行检测，避免气体缓冲分散箱憋压，存在安全隐患，安全可靠、净化高效；通过设置方便拆除或安装结构的水平填料架，便于定期清理或更换填料，增加了沼气净化效果。
Description
技术领域
本发明属于可再生能源利用技术领域，具体涉及一种基于生物脱硫技术的沼气净化装置及其净化方法。
背景技术
沼气是一种具有巨大发展潜力的、宝贵的绿色能源，是有机物质在厌氧条件下，经过微生物的发酵作用而生成的一种混合气体，沼气产生于不同的环境，如垃圾填埋场、污水污泥和生物废料中有机物质的厌氧发酵都可产生沼气，此外，农村产沼气的资源也十分丰富。沼气是可燃的混合气体，主要成分是CH4、CO2，少量的H2S、H2、O2、CO、N2等。
沼气的净化主要是对沼气中的H2S、H2O、CO2和卤化混合的去除，其中，硫化氢具有毒性且会腐蚀厌氧消化及沼气利用装备，其存在不仅限制了沼气利用，而且间接阻碍了厌氧消化规模化应用，因而沼气在使用前必须进行脱硫处理，沼气生物脱硫，又称沼气生物催化脱硫，是一种利用脱硫微生物催化沼气中的硫化氢，通过控制氧气的浓度的大小，将硫化氢选择性转化成硫酸或单质硫的生物代谢过程。
目前国内主要沼气脱硫工艺为物理法、化学法和生物法。其中，化学法中湿法和干法脱硫技术都存在一次性投资高、运行管理复杂及脱硫成本高的缺点。生物脱硫是指通过硫氧化细菌的代谢去除沼气中的硫化氢，根据供氧量的不同使得脱硫产物为硫单质或硫酸盐。该法具有高效率、低能耗、设备简单的优点，不需要催化剂，且产生的污泥量较少，并可将硫以硫单质的形式回收。
现有的对沼气进行生物脱硫技术存在对进入脱硫装置内部的沼气不能均匀的分散，使营养液与沼气不能充分混合反应，同时，利用填料进行脱硫时，不具备送料元件，且填料架清洗不方便，容易造成填料架堵塞后板结，影响沼气通过，造成对沼气脱硫效果差。
发明内容
针对现有的技术问题，本发明提供一种高效净化、安全可靠的基于生物脱硫技术的沼气净化装置及其净化方法。
本发明的技术方案是：一种基于生物脱硫技术的沼气净化装置，主要包括底端设有沼气进口和排液口一以及上端设有沼气出口一的一级脱硫装置、底端与所述沼气出口一连接且内部由下至上分别设有水平填料架和喷淋装置以及底端设有排液口二的二级脱硫装置、与排液口一和排液口二产生的混合液进行排硫处理的硫反应器、为各个电气元件供电的电源；
一级脱硫装置通过连接管连接有液体处理箱，所述液体处理箱内部设有曝气元件，一级脱硫装置与液体处理箱连接处以及沼气进口处均设有单向阀，所述沼气出口与二级脱硫装置连接处设有气体缓冲分散箱，所述气体缓冲分散箱前侧面设有均匀设有多个竖直插槽，且每个所述竖直插槽内分别插接有分散缓冲网板；
所述喷淋装置与外部盛放有碱性溶液的容器连接，所述二级脱硫装置侧壁左右两侧贯穿设有盛放腔，每个所述盛放腔和二级脱硫装置前后侧壁沿水平方向分别设有相互贯通的滑动横槽，二级脱硫装置内且位于水平填料架上端处设有松料元件，所述松料元件包括沿宽度方向设于二级脱硫装置内且前后两端均设有滑动圆套以及侧壁均匀设有多个送料齿的松料辊、设于所述滑动横槽内且与滑动圆套螺纹连接的螺纹转动杆、设于二级脱硫装置外且与所述螺纹转动杆连接的驱动电机。
进一步地，还包括混匀抽液元件，所述混匀抽液元件包括设于一级脱硫装置内部上端且外壁与一级脱硫装置内壁贴合以及底端均匀设有多个抽吸口的混料抽液箱、设于所述混料抽液箱内且可沿混料抽液箱内壁上下滑动的抽吸活塞板、贯穿混料抽液箱并延伸至混料抽液箱内部且底端与所述抽吸活塞板上端中心位置固定连接的抽吸液压杆，通过抽吸液压杆驱动抽吸活塞板在混料抽液箱内上下滑动，并将一级脱硫装置内的含有脱硫好氧微生物的处理液和沼气通过抽吸口抽入混料抽液箱内，然后再排出去，通过上述重复操作，完成水平填料架和沼气的充分混合接触，增加沼气的脱硫效果。
进一步地，所述二级脱硫装置内部中心处设有竖直插接柱，二级脱硫装置上端设有放置口，二级脱硫装置内壁左右两侧且位于滑动横槽下端处对称设有插接板，所述水平填料架包括可套接于竖直插接柱外部的安装套筒、对称设于所述安装套筒两侧且相对侧转动连接以及分别与插接板卡接的两个填料盛放板、套设于竖直插接柱外部且上端设有卡接在放置口上端的卡接板以及分别与两个填料盛放板上端通过绳索连接的滑动套筒，所述卡接板上端设有提拉环，当填料盛放板需要清理时，外部起吊设备通过勾住提拉环将滑动套筒从放置口中垂直取出，在滑动套筒向上升起的同时，绳索带动两个填料盛放板上升，当两个填料盛放板从插接板中取出时，两个填料盛放板相互靠近，随着上升过程的继续进行，填料盛放板逐渐由水平方向变为竖直方向分布，当安装套筒从竖直插接柱上取下时，将整个水平填料架从二级脱硫装置中取出进行清理，上述过程操作简单，清理方便，易于使用。
进一步地，所述卡接板与放置口的扣接处设有密封圈，通过密封圈增加卡接板与放置口之间的密封性，避免内部沼气泄露，产生危险事故。
进一步地，两个插接板相对侧分别设有插接竖槽，且所述插接竖槽底端设有缓冲弹簧，且所述缓冲弹簧上端设有缓冲板，两个填料盛放板靠近插接板一侧均设有可安装于插接竖槽内的安装卡柱，通过将安装卡柱插入对应的插接竖槽内对填料盛放板固定安装于二级脱硫装置内，通过缓冲弹簧缓冲填料盛放板落下时的冲击力，避免冲击力过大将填料盛放板上的填料抖落，影响沼气净化效果。
进一步地，所述缓冲分散箱内靠近一级脱硫装置一侧设有平压缓冲罐，缓冲分散箱内靠近二级脱硫装置一侧设有安装板，安装板与缓冲分散箱之间相互贯穿设有多个通气管，平压缓冲罐侧壁设有多个平压孔，沼气进入平压缓冲罐内，通过多个平压孔进入缓冲分散箱内，然后通过各个通气管进入二级脱硫装置内，使沼气均匀分散在水平填料架，与水平填料架上的填料充分接触，使沼气中的硫化氢充分去除，增加沼气净化效果，在上述结构中，通过平压缓冲罐的缓冲作用，避免沼气进入各个通气管前发生气流密集，造成沼气压力增加，造成不安全事故。
更进一步地，还包括智能元件，所述智能元件包括控制各个电气元件正常运行的控制器、与所述控制器通过无线信号连接的遥控器、设于液体处理箱内且对液体处理箱内的含氧量进行检测的测氧仪、设于平压缓冲罐内测压仪、与各个电气元件连接的故障检测模块、故障报警器，通过遥控器操控装置的运行，通过测氧仪测定一级脱硫装置内的含有脱硫好氧微生物的处理液的含氧量，避免过量的氧气与沼气的混合，存在爆炸隐患，通过测压仪检测缓冲分散箱内沼气的压力，当压力过大时，关闭沼气进口处的单向阀，避免憋压存在安全隐患，通过故障检测模块检测各个电气元件的工作状态，当发生故障时，通过故障报警器进行故障报警，提醒工作人员修理，通过智能元件增加整个净化装置的智能性，运行稳定、工作可靠。
利用本发明的装置对沼气进行净化时，主要包括以下步骤：
(1)沼气好氧脱硫：首先，向液体处理箱内添加含有脱硫好氧微生物的处理液，并通过曝气元件对上述处理液进行曝气处理，提供好氧微生物所需的溶解氧，其次，通过沼气进口将待净化的沼气通入一级脱硫装置内，同时，将液体处理箱内的处理液通入一级脱硫装置内，启动抽吸液压杆，通过抽吸液压杆驱动抽吸活塞板在混料抽液箱内上下滑动，并将一级脱硫装置内的含有脱硫好氧微生物的处理液和沼气通过抽吸口抽入混料抽液箱内，然后再排出去，通过上述重复操作，完成处理液和沼气的充分混合接触，使沼气中的硫化氢在脱硫微生物的作用下转化为单质硫，最后，处理后沼气通过沼气出口一进入气体缓冲分散箱，反应后的混合液经排液口一进入硫反应器内；
(2)沼气缓冲分散处理：当沼气进入气体缓冲分散箱后，依次通过各个分散缓冲网板，通过分散缓冲网板将沼气分散，使沼气均匀分布于进入二级脱硫装置内，或者沼气进入平压缓冲罐内，通过多个平压孔进入缓冲分散箱内，避免沼气进入各个通气管前发生气流密集，然后通过各个通气管将沼气均匀的分散，分散后的沼气进入二级脱硫装置内，此时，通过喷淋装置将外部容器中盛放的碱性溶液喷洒至含有厌氧脱硫微生物的水平填料架，沼气通过水平填料架时，未处理彻底的硫化氢气体溶于碱性溶液，同时通过厌氧脱硫微生物的作用，使硫化氢转化为单质硫，待沼气通过水平填料架处理干净后，排出备用，而反应后的碱性混合液通过排液口二排入硫反应器；
(3)硫单质回收：通过上述过程产生的混合液进入硫反应器内达到回收单质硫的目的；
(4)水平填料架清洗：当填料盛放板需要清理时，外部起吊设备通过勾住提拉环将滑动套筒从放置口中垂直取出，在滑动套筒向上升起的同时，绳索带动两个填料盛放板上升，当两个填料盛放板从插接板中取出时，两个填料盛放板相互靠近，随着上升过程的继续进行，填料盛放板逐渐由水平方向变为竖直方向分布，当安装套筒从竖直插接柱上取下时，将整个水平填料架从二级脱硫装置中取出进行清理。
(5)水平填料架松料：当水平填料架上的填料发生板结堵塞沼气通过时，启动驱动电机，通过驱动电机带动螺纹转动杆转动，此时，滑动圆套在螺纹转动杆沿左右方向来回移动，从而带动松料辊在水平填料架上左右移动，通过送料齿对填料进行松料，当松料结束后，滑动圆套在螺纹转动杆上移动至盛放腔内，将松料辊也移动至盛放腔内暂存。
本发明的有益效果是：本发明提供一种基于生物脱硫技术的沼气净化装置及其净化方法，具备以下的优点：
(1)通过在气体缓冲分散箱内设置两种结构不同的沼气分散缓冲元件，使进入二级脱硫装置内的沼气均匀分散，充分与水平填料架接触，增加沼气的脱硫效果，在分散的过程中，还对沼气压力进行检测，避免气体缓冲分散箱憋压，存在安全隐患，安全可靠、净化高效。
(2)通过设置松料元件对水平填料架上的填料进行定期松动，避免水平填料架上的填料发生板结阻塞通孔，阻止沼气通过，一方面，影响沼气净化过程的正常进行，另一方面，容易造成憋压，发生爆炸等不安全事故。
(3)通过设置方便拆除或安装结构的水平填料架，便于定期清理或更换填料，避免手工更换填料不易操作的问题，缩短了更换密封填料的时间，降低了工人的劳动强度，杜绝了更换密封填料时的安全隐患，同时，增加了沼气净化效果。
(4)通过设置混匀抽液元件，使一级脱硫装置内的含有脱硫好氧微生物的处理液和沼气通过抽吸口抽入混料抽液箱内，然后再排出去，通过上述重复操作，完成水平填料架和沼气的充分混合接触，增加沼气的脱硫效果。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的气体缓冲分散箱第一种内部结构示意图；
图3为本发明的气体缓冲分散箱第二种内部结构示意图；
图4为本发明的松料元件的第一种工作状态结构示意图；
图5为本发明的松料元件的第二种工作状态结构示意图；
图6为本发明的填料盛放板与竖直插接柱的安装俯视图；
图7为本发明的插接板的结构示意图；
图8为本发明的滑动圆套与螺纹转动杆的连接示意图；
图9为本发明的电气连接图。
其中，1-一级脱硫装置、10-沼气进口、12-沼气出口一、120-气体缓冲分散箱、1200-竖直插槽、1201-分散缓冲网板、1202-平压缓冲罐、1203-安装板、1204-通气管、1205-平压孔、13-液体处理箱、130-曝气元件、14-单向阀、2-二级脱硫装置、20-水平填料架、200-安装套筒、201-填料盛放板、2010-安装卡柱、202-滑动套筒、2020-卡接板、2021-提拉环、2022-密封圈、21-喷淋装置、22-排液口二、23-盛放腔、24-滑动横槽、25-松料元件、250-松料辊、2500-滑动圆套、2501-送料齿、251-螺纹转动杆、252-驱动电机、26-竖直插接柱、27-放置口、28-插接板、280-插接竖槽、2800-缓冲弹簧、2801-缓冲板、3-硫反应器、4-混匀抽液元件、40-混料抽液箱、400-抽吸口、41-抽吸活塞板、42-抽吸液压杆、5-智能元件、50-控制器、51-遥控器、52-测氧仪、53-测压仪、54-故障检测模块、55-故障报警器。
具体实施方式
实施例1：如图1所示的一种基于生物脱硫技术的沼气净化装置，主要包括底端设有沼气进口10和排液口一11以及上端设有沼气出口一12的一级脱硫装置1、底端与沼气出口一12连接且内部由下至上分别设有水平填料架20和喷淋装置21以及底端设有排液口二22的二级脱硫装置2、与排液口一11和排液口二22产生的混合液进行排硫处理的硫反应器3、混匀抽液元件4、智能元件5、为各个电气元件供电的电源；
如图2所示，一级脱硫装置1通过连接管连接有液体处理箱13，液体处理箱13内部设有曝气元件130，一级脱硫装置1与液体处理箱13连接处以及沼气进口10处均设有单向阀14，沼气出口一12与二级脱硫装置2连接处设有气体缓冲分散箱120，气体缓冲分散箱120前侧面设有均匀设有三个竖直插槽1200，且每个竖直插槽1200内分别插接有分散缓冲网板1201；
喷淋装置21与外部盛放有碱性溶液的容器连接，二级脱硫装置2侧壁左右两侧贯穿设有盛放腔23，每个盛放腔23和二级脱硫装置2前后侧壁沿水平方向分别设有相互贯通的滑动横槽24，如图4、5、8所示，二级脱硫装置2内且位于水平填料架20上端处设有松料元件25，松料元件25包括沿宽度方向设于二级脱硫装置2内且前后两端均设有滑动圆套2500以及侧壁均匀设有二十个送料齿2501的松料辊250、设于滑动横槽24内且与滑动圆套2500螺纹连接的螺纹转动杆251、设于二级脱硫装置2外且与螺纹转动杆251连接的驱动电机252，二级脱硫装置2内部中心处设有竖直插接柱26，二级脱硫装置2上端设有放置口27，二级脱硫装置2内壁左右两侧且位于滑动横槽24下端处对称设有插接板28，水平填料架20包括可套接于竖直插接柱26外部的安装套筒200、对称设于安装套筒200两侧且相对侧转动连接以及分别与插接板28卡接的两个填料盛放板201、套设于竖直插接柱26外部且上端设有卡接在放置口27上端的卡接板2020以及分别与两个填料盛放板201上端通过绳索连接的滑动套筒202，卡接板2020上端设有提拉环2021，卡接板2020与放置口27的扣接处设有密封圈2022，通过密封圈2022增加卡接板2020与放置口27之间的密封性，避免内部沼气泄露，产生危险事故，当填料盛放板201需要清理时，外部起吊设备通过勾住提拉环2021将滑动套筒202从放置口27中垂直取出，在滑动套筒202向上升起的同时，绳索带动两个填料盛放板201上升，当两个填料盛放板201从插接板28中取出时，两个填料盛放板201相互靠近，随着上升过程的继续进行，填料盛放板201逐渐由水平方向变为竖直方向分布，当安装套筒200从竖直插接柱26上取下时，将整个水平填料架20从二级脱硫装置2中取出进行清理，上述过程操作简单，清理方便，易于使用，如图7所示，两个插接板28相对侧分别设有插接竖槽280，且插接竖槽280底端设有缓冲弹簧2800，且缓冲弹簧2800上端设有缓冲板2801，如图6所示，两个填料盛放板201靠近插接板28一侧均设有可安装于插接竖槽280内的安装卡柱2010，通过将安装卡柱2010插入对应的插接竖槽280内对填料盛放板201固定安装于二级脱硫装置2内，通过缓冲弹簧2800缓冲填料盛放板201落下时的冲击力，避免冲击力过大将填料盛放板201上的填料抖落，影响沼气净化效果；
如图1所示，混匀抽液元件4包括设于一级脱硫装置1内部上端且外壁与一级脱硫装置1内壁贴合以及底端均匀设有十五个抽吸口400的混料抽液箱40、设于混料抽液箱40内且可沿混料抽液箱40内壁上下滑动的抽吸活塞板41、贯穿混料抽液箱40并延伸至混料抽液箱40内部且底端与抽吸活塞板41上端中心位置固定连接的抽吸液压杆42，通过抽吸液压杆42驱动抽吸活塞板41在混料抽液箱40内上下滑动，并将一级脱硫装置1内的含有脱硫好氧微生物的处理液和沼气通过抽吸口400抽入混料抽液箱40内，然后再排出去，通过上述重复操作，完成水平填料架和沼气的充分混合接触，增加沼气的脱硫效果；
如图9所示，智能元件5包括控制各个电气元件正常运行的控制器50、与控制器50通过无线信号连接的遥控器51、设于液体处理箱13内且对液体处理箱13内的含氧量进行检测的测氧仪52、设于平压缓冲罐1202内测压仪53、与各个电气元件连接的故障检测模块54、故障报警器55，通过遥控器51操控装置的运行，通过测氧仪52测定一级脱硫装置1内的含有脱硫好氧微生物的处理液的含氧量，避免过量的氧气与沼气的混合，存在爆炸隐患，通过测压仪53检测缓冲分散箱120内沼气的压力，当压力过大时，关闭沼气进口10处的单向阀14，避免憋压存在安全隐患，通过故障检测模块54检测各个电气元件的工作状态，当发生故障时，通过故障报警器55进行故障报警，提醒工作人员修理，通过智能元件5增加整个净化装置的智能性，运行稳定、工作可靠，其中，各个电气元件均为市售。
利用上述装置对沼气进行净化是，主要包括以下步骤：
(1)沼气好氧脱硫：首先，通过遥控器51控制各个电气元件运行，并向液体处理箱13内添加含有总数为3.5×109CFU/g的脱硫好氧微生物的处理液，通过曝气元件130对上述处理液进行曝气处理，并通过测氧仪52测定处理液的含氧量，当氧含量达到预设值时，控制器50控制曝气元件130关闭，其次，通过沼气进口10将待净化的沼气通入一级脱硫装置1内，同时，将液体处理箱13内的处理液通入一级脱硫装置1内，启动抽吸液压杆42，通过抽吸液压杆42驱动抽吸活塞板41在混料抽液箱40内上下滑动，并将一级脱硫装置1内的含有脱硫好氧微生物的处理液和沼气通过抽吸口400抽入混料抽液箱40内，然后再排出去，通过上述重复操作，完成处理液和沼气的充分混合接触，使沼气中的硫化氢在脱硫微生物的作用下转化为单质硫，最后，处理后沼气通过沼气出口一12进入气体缓冲分散箱120，反应后的混合液经排液口一11进入硫反应器3内；
(2)沼气缓冲分散处理：当沼气进入气体缓冲分散箱120后，依次通过各个分散缓冲网板1201，通过分散缓冲网板1201将沼气分散，使沼气均匀分布于进入二级脱硫装置2内，通过测压仪53检测缓冲分散箱120内沼气的压力，当压力过大时，关闭沼气进口10处的单向阀14，此时，通过喷淋装置21将外部容器中盛放的碱性溶液喷洒至含有厌氧脱硫微生物的水平填料架20，沼气通过水平填料架20时，未处理彻底的硫化氢气体溶于碱性溶液，同时通过厌氧脱硫微生物的作用，使硫化氢转化为单质硫，待沼气通过水平填料架20处理干净后，排出备用，而反应后的碱性混合液通过排液口二22排入硫反应器3；
(3)硫单质回收：通过上述过程产生的混合液进入硫反应器3内达到回收单质硫的目的；
(4)水平填料架清洗：当填料盛放板201需要清理时，外部起吊设备通过勾住提拉环2021将滑动套筒202从放置口27中垂直取出，在滑动套筒202向上升起的同时，绳索带动两个填料盛放板201上升，当两个填料盛放板201从插接板28中取出时，两个填料盛放板201相互靠近，随着上升过程的继续进行，填料盛放板201逐渐由水平方向变为竖直方向分布，当安装套筒200从竖直插接柱26上取下时，将整个水平填料架20从二级脱硫装置2中取出进行清理。
(5)水平填料架松料：当水平填料架20上的填料发生板结堵塞沼气通过时，启动驱动电机252，通过驱动电机252带动螺纹转动杆251转动，此时，滑动圆套2500在螺纹转动杆251沿左右方向来回移动，从而带动松料辊250在水平填料架20上左右移动，通过送料齿2501对填料进行松料，当松料结束后，滑动圆套2500在螺纹转动杆251上移动至盛放腔23内，将松料辊250也移动至盛放腔23内暂存。
实施例2：如图1所示的一种基于生物脱硫技术的沼气净化装置，主要包括底端设有沼气进口10和排液口一11以及上端设有沼气出口一12的一级脱硫装置1、底端与沼气出口一12连接且内部由下至上分别设有水平填料架20和喷淋装置21以及底端设有排液口二22的二级脱硫装置2、与排液口一11和排液口二22产生的混合液进行排硫处理的硫反应器3、混匀抽液元件4、智能元件5、为各个电气元件供电的电源；
如图3所示，一级脱硫装置1通过连接管连接有液体处理箱13，液体处理箱13内部设有曝气元件130，一级脱硫装置1与液体处理箱13连接处以及沼气进口10处均设有单向阀14，沼气出口一12与二级脱硫装置2连接处设有气体缓冲分散箱120，缓冲分散箱120内靠近一级脱硫装置1一侧设有平压缓冲罐1202，缓冲分散箱120内靠近二级脱硫装置2一侧设有安装板1203，安装板1203与缓冲分散箱120之间相互贯穿设有十五个通气管1204，平压缓冲罐1202侧壁设有二十五个平压孔1205，沼气进入平压缓冲罐1202内，通过平压孔1205进入缓冲分散箱120内，然后通过各个通气管1204进入二级脱硫装置2内，使沼气均匀分散在水平填料架20，与水平填料架20上的填料充分接触，使沼气中的硫化氢充分去除，增加沼气净化效果，在上述结构中，通过平压缓冲罐1202的缓冲作用，避免沼气进入各个通气管1204前发生气流密集，造成沼气压力增加，造成不安全事故；
喷淋装置21与外部盛放有碱性溶液的容器连接，二级脱硫装置2侧壁左右两侧贯穿设有盛放腔23，每个盛放腔23和二级脱硫装置2前后侧壁沿水平方向分别设有相互贯通的滑动横槽24，如图4、5、8所示，二级脱硫装置2内且位于水平填料架20上端处设有松料元件25，松料元件25包括沿宽度方向设于二级脱硫装置2内且前后两端均设有滑动圆套2500以及侧壁均匀设有二十个送料齿2501的松料辊250、设于滑动横槽24内且与滑动圆套2500螺纹连接的螺纹转动杆251、设于二级脱硫装置2外且与螺纹转动杆251连接的驱动电机252，二级脱硫装置2内部中心处设有竖直插接柱26，二级脱硫装置2上端设有放置口27，二级脱硫装置2内壁左右两侧且位于滑动横槽24下端处对称设有插接板28，水平填料架20包括可套接于竖直插接柱26外部的安装套筒200、对称设于安装套筒200两侧且相对侧转动连接以及分别与插接板28卡接的两个填料盛放板201、套设于竖直插接柱26外部且上端设有卡接在放置口27上端的卡接板2020以及分别与两个填料盛放板201上端通过绳索连接的滑动套筒202，卡接板2020上端设有提拉环2021，卡接板2020与放置口27的扣接处设有密封圈2022，通过密封圈2022增加卡接板2020与放置口27之间的密封性，避免内部沼气泄露，产生危险事故，当填料盛放板201需要清理时，外部起吊设备通过勾住提拉环2021将滑动套筒202从放置口27中垂直取出，在滑动套筒202向上升起的同时，绳索带动两个填料盛放板201上升，当两个填料盛放板201从插接板28中取出时，两个填料盛放板201相互靠近，随着上升过程的继续进行，填料盛放板201逐渐由水平方向变为竖直方向分布，当安装套筒200从竖直插接柱26上取下时，将整个水平填料架20从二级脱硫装置2中取出进行清理，上述过程操作简单，清理方便，易于使用，如图7所示，两个插接板28相对侧分别设有插接竖槽280，且插接竖槽280底端设有缓冲弹簧2800，且缓冲弹簧2800上端设有缓冲板2801，如图6所示，两个填料盛放板201靠近插接板28一侧均设有可安装于插接竖槽280内的安装卡柱2010，通过将安装卡柱2010插入对应的插接竖槽280内对填料盛放板201固定安装于二级脱硫装置2内，通过缓冲弹簧2800缓冲填料盛放板201落下时的冲击力，避免冲击力过大将填料盛放板201上的填料抖落，影响沼气净化效果；
如图1所示，混匀抽液元件4包括设于一级脱硫装置1内部上端且外壁与一级脱硫装置1内壁贴合以及底端均匀设有十五个抽吸口400的混料抽液箱40、设于混料抽液箱40内且可沿混料抽液箱40内壁上下滑动的抽吸活塞板41、贯穿混料抽液箱40并延伸至混料抽液箱40内部且底端与抽吸活塞板41上端中心位置固定连接的抽吸液压杆42，通过抽吸液压杆42驱动抽吸活塞板41在混料抽液箱40内上下滑动，并将一级脱硫装置1内的含有脱硫好氧微生物的处理液和沼气通过抽吸口400抽入混料抽液箱40内，然后再排出去，通过上述重复操作，完成水平填料架和沼气的充分混合接触，增加沼气的脱硫效果；
如图9所示，智能元件5包括控制各个电气元件正常运行的控制器50、与控制器50通过无线信号连接的遥控器51、设于液体处理箱13内且对液体处理箱13内的含氧量进行检测的测氧仪52、设于平压缓冲罐1202内测压仪53、与各个电气元件连接的故障检测模块54、故障报警器55，通过遥控器51操控装置的运行，通过测氧仪52测定一级脱硫装置1内的含有脱硫好氧微生物的处理液的含氧量，避免过量的氧气与沼气的混合，存在爆炸隐患，通过测压仪53检测缓冲分散箱120内沼气的压力，当压力过大时，关闭沼气进口10处的单向阀14，避免憋压存在安全隐患，通过故障检测模块54检测各个电气元件的工作状态，当发生故障时，通过故障报警器55进行故障报警，提醒工作人员修理，通过智能元件5增加整个净化装置的智能性，运行稳定、工作可靠，其中，各个电气元件均为市售。
利用上述装置对沼气进行净化是，主要包括以下步骤：
(1)沼气好氧脱硫：首先，通过遥控器51控制各个电气元件运行，并向液体处理箱13内添加含有总数为3.5×109CFU/g的脱硫好氧微生物的处理液，通过曝气元件130对上述处理液进行曝气处理，并通过测氧仪52测定处理液的含氧量，当氧含量达到预设值时，控制器50控制曝气元件130关闭，其次，通过沼气进口10将待净化的沼气通入一级脱硫装置1内，同时，将液体处理箱13内的处理液通入一级脱硫装置1内，启动抽吸液压杆42，通过抽吸液压杆42驱动抽吸活塞板41在混料抽液箱40内上下滑动，并将一级脱硫装置1内的含有脱硫好氧微生物的处理液和沼气通过抽吸口400抽入混料抽液箱40内，然后再排出去，通过上述重复操作，完成处理液和沼气的充分混合接触，使沼气中的硫化氢在脱硫微生物的作用下转化为单质硫，最后，处理后沼气通过沼气出口一12进入气体缓冲分散箱120，反应后的混合液经排液口一11进入硫反应器3内；
(2)沼气缓冲分散处理：当沼气进入气体缓冲分散箱120后，首先进入平压缓冲罐1202内，通过多个平压孔1205进入缓冲分散箱120内，避免沼气进入各个通气管1204前发生气流密集，然后通过各个通气管1204将沼气均匀的分散，分散后的沼气进入二级脱硫装置2内，通过测压仪53检测缓冲分散箱120内沼气的压力，当压力过大时，关闭沼气进口10处的单向阀14，此时，通过喷淋装置21将外部容器中盛放的碱性溶液喷洒至含有厌氧脱硫微生物的水平填料架20，沼气通过水平填料架20时，未处理彻底的硫化氢气体溶于碱性溶液，同时通过厌氧脱硫微生物的作用，使硫化氢转化为单质硫，待沼气通过水平填料架20处理干净后，排出备用，而反应后的碱性混合液通过排液口二22排入硫反应器3；
(3)硫单质回收：通过上述过程产生的混合液进入硫反应器3内达到回收单质硫的目的；
(4)水平填料架清洗：当填料盛放板201需要清理时，外部起吊设备通过勾住提拉环2021将滑动套筒202从放置口27中垂直取出，在滑动套筒202向上升起的同时，绳索带动两个填料盛放板201上升，当两个填料盛放板201从插接板28中取出时，两个填料盛放板201相互靠近，随着上升过程的继续进行，填料盛放板201逐渐由水平方向变为竖直方向分布，当安装套筒200从竖直插接柱26上取下时，将整个水平填料架20从二级脱硫装置2中取出进行清理。
(5)水平填料架松料：当水平填料架20上的填料发生板结堵塞沼气通过时，启动驱动电机252，通过驱动电机252带动螺纹转动杆251转动，此时，滑动圆套2500在螺纹转动杆251沿左右方向来回移动，从而带动松料辊250在水平填料架20上左右移动，通过送料齿2501对填料进行松料，当松料结束后，滑动圆套2500在螺纹转动杆251上移动至盛放腔23内，将松料辊250也移动至盛放腔23内暂存。
Claims (7)
1.一种基于生物脱硫技术的沼气净化装置，其特征在于，主要包括底端设有沼气进口(10)和排液口一(11)以及上端设有沼气出口一(12)的一级脱硫装置(1)、底端与所述沼气出口一(12)连接且内部由下至上分别设有水平填料架(20)和喷淋装置(21)以及底端设有排液口二(22)的二级脱硫装置(2)、与排液口一(11)和排液口二(22)产生的混合液进行排硫处理的硫反应器(3)、为各个电气元件供电的电源；
一级脱硫装置(1)通过连接管连接有液体处理箱(13)，所述液体处理箱(13)内部设有曝气元件(130)，一级脱硫装置(1)与液体处理箱(13)连接处以及沼气进口(10)处均设有单向阀(14)，所述沼气出口一(12)与二级脱硫装置(2)连接处设有气体缓冲分散箱(120)，所述气体缓冲分散箱(120)前侧面设有均匀设有多个竖直插槽(1200)，且每个所述竖直插槽(1200)内分别插接有分散缓冲网板(1201)；
所述喷淋装置(21)与外部盛放有碱性溶液的容器连接，所述二级脱硫装置(2)侧壁左右两侧贯穿设有盛放腔(23)，每个所述盛放腔(23)和二级脱硫装置(2)前后侧壁沿水平方向分别设有相互贯通的滑动横槽(24)，二级脱硫装置(2)内且位于水平填料架(20)上端处设有松料元件(25)，所述松料元件(25)包括沿宽度方向设于二级脱硫装置(2)内且前后两端均设有滑动圆套(2500)以及侧壁均匀设有多个送料齿(2501)的松料辊(250)、设于所述滑动横槽(24)内且与滑动圆套(2500)螺纹连接的螺纹转动杆(251)、设于二级脱硫装置(2)外且与所述螺纹转动杆(251)连接的驱动电机(252)。
2.根据权利要求1所述的一种基于生物脱硫技术的沼气净化装置，其特征在于，还包括混匀抽液元件(4)，所述混匀抽液元件(4)包括设于一级脱硫装置(1)内部上端且外壁与一级脱硫装置(1)内壁贴合以及底端均匀设有多个抽吸口(400)的混料抽液箱(40)、设于所述混料抽液箱(40)内且可沿混料抽液箱(40)内壁上下滑动的抽吸活塞板(41)、贯穿混料抽液箱(40)并延伸至混料抽液箱(40)内部且底端与所述抽吸活塞板(41)上端中心位置固定连接的抽吸液压杆(42)。
3.根据权利要求1所述的一种基于生物脱硫技术的沼气净化装置，其特征在于，所述二级脱硫装置(2)内部中心处设有竖直插接柱(26)，二级脱硫装置(2)上端设有放置口(27)，二级脱硫装置(2)内壁左右两侧且位于滑动横槽(24)下端处对称设有插接板(28)，所述水平填料架(20)包括可套接于竖直插接柱(26)外部的安装套筒(200)、对称设于所述安装套筒(200)两侧且相对侧转动连接以及分别与插接板(28)卡接的两个填料盛放板(201)、套设于竖直插接柱(26)外部且上端设有卡接在放置口(27)上端的卡接板(2020)以及分别与两个填料盛放板(201)上端通过绳索连接的滑动套筒(202)，所述卡接板(2020)上端设有提拉环(2021)。
4.根据权利要求3所述的一种基于生物脱硫技术的沼气净化装置，其特征在于，所述卡接板(2020)与放置口(27)的扣接处设有密封圈(2022)。
5.根据权利要求3所述的一种基于生物脱硫技术的沼气净化装置，其特征在于，两个插接板(28)相对侧分别设有插接竖槽(280)，且所述插接竖槽(280)底端设有缓冲弹簧(2800)，且所述缓冲弹簧(2800)上端设有缓冲板(2801)，两个填料盛放板(201)靠近插接板(28)一侧均设有可安装于插接竖槽(280)内的安装卡柱(2010)。
6.根据权利要求1所述的一种基于生物脱硫技术的沼气净化装置，其特征在于，所述缓冲分散箱(120)内靠近一级脱硫装置(1)一侧设有平压缓冲罐(1202)，缓冲分散箱(120)内靠近二级脱硫装置(2)一侧设有安装板(1203)，安装板(1203)与缓冲分散箱(120)之间相互贯穿设有多个通气管(1204)，平压缓冲罐(1202)侧壁设有多个平压孔(1205)。
7.根据权利要求1-6任意一项所述的沼气净化装置的净化方法，其特征在于，主要包括以下步骤：
(1)沼气好氧脱硫：首先，向液体处理箱(13)内添加含有脱硫好氧微生物的处理液，并通过曝气元件(130)对上述处理液进行曝气处理，提供好氧微生物所需的溶解氧，其次，通过沼气进口(10)将待净化的沼气通入一级脱硫装置(1)内，同时，将液体处理箱(13)内的处理液通入一级脱硫装置(1)内，启动抽吸液压杆(42)，通过抽吸液压杆(42)驱动抽吸活塞板(41)在混料抽液箱(40)内上下滑动，并将一级脱硫装置(1)内的含有脱硫好氧微生物的处理液和沼气通过抽吸口(400)抽入混料抽液箱(40)内，然后再排出去，通过上述重复操作，完成处理液和沼气的充分混合接触，使沼气中的硫化氢在脱硫微生物的作用下转化为单质硫，最后，处理后沼气通过沼气出口一(12)进入气体缓冲分散箱(120)，反应后的混合液经排液口一(11)进入硫反应器(3)内；
(2)沼气缓冲分散处理：当沼气进入气体缓冲分散箱(120)后，依次通过各个分散缓冲网板(1201)，通过分散缓冲网板(1201)将沼气分散，是沼气均匀分布于进入二级脱硫装置(2)内，或者沼气进入平压缓冲罐(1202)内，通过多个平压孔(1204)进入缓冲分散箱(120)内，避免沼气进入各个通气管(1203)前发生气流密集，然后通过各个通气管(1203)将沼气均匀的分散，分散后的沼气进入二级脱硫装置(2)内，此时，通过喷淋装置(21)将外部容器中盛放的碱性溶液喷洒至含有厌氧脱硫微生物的水平填料架(20)，沼气通过水平填料架(20)时，未处理彻底的硫化氢气体溶于碱性溶液，同时通过厌氧脱硫微生物的作用，使硫化氢转化为单质硫，待沼气通过水平填料架(20)处理干净后，排出备用，而反应后的碱性混合液通过排液口二(22)排入硫反应器(3)；
(3)硫单质回收：通过上述过程产生的混合液进入硫反应器(3)内达到回收单质硫的目的；
(4)水平填料架清洗：当填料盛放板(201)需要清理时，外部起吊设备通过勾住提拉环(2021)将滑动套筒(202)从放置口(27)中垂直取出，在滑动套筒(202)向上升起的同时，绳索带动两个填料盛放板(201)上升，当两个填料盛放板(201)从插接板(28)中取出时，两个填料盛放板(201)相互靠近，随着上升过程的继续进行，填料盛放板(201)逐渐由水平方向变为竖直方向分布，当安装套筒(200)从竖直插接柱(26)上取下时，将整个水平填料架(20)从二级脱硫装置(2)中取出进行清理。
(5)水平填料架松料：当水平填料架(20)上的填料发生板结堵塞沼气通过时，启动驱动电机(252)，通过驱动电机(252)带动螺纹转动杆(251)转动，此时，滑动圆套(2500)在螺纹转动杆(251)沿左右方向来回移动，从而带动松料辊(250)在水平填料架(20)上左右移动，通过送料齿(2501)对填料进行松料，当松料结束后，滑动圆套(2500)在螺纹转动杆(251)上移动至盛放腔(23)内，将松料辊(250)也移动至盛放腔(23)内暂存。
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