CN113583726A - 一种沼气的生物精脱硫处理系统 - Google Patents

Abstract

一种沼气的生物精脱硫处理系统，包括脱硫洗涤塔、再生反应器、硫沉淀器，精炼洗涤塔和精炼洗涤液循环罐；所述脱硫洗涤塔的排气管道与精炼洗涤塔连通，脱硫洗涤塔的入液管道与再生反应器连通，脱硫洗涤塔的富液出料管道与再生反应器连通；所述再生反应器的硫出料管道与硫沉淀器连通，所述硫沉淀器的排液管道与再生反应器连通；所述精炼洗涤液循环罐分别与精炼洗涤塔、再生反应器连通。本发明实现了高效、低成本脱硫的的同时达到进一步提纯效果，利用嗜盐脱硫杆菌处理失效的洗涤液参与循环，用更好的物化条件提升洗涤液进一步去除硫化氢的净化能力。

Description

一种沼气的生物精脱硫处理系统

技术领域

本发明涉及沼气的脱硫技术领域，更具体的说是涉及一种沼气的生物精脱硫处理系统。

背景技术

生物脱硫是近几年发展起来的一项新的环保技术，是生物技术在环境保护和再生能源利用领域中的具体应用，它具有成本低、脱硫效果好、不需要添加昂贵的化学催化剂和高温高压等等的条件，因而现在在工业、农业、畜牧业、城市餐厨废料处理、垃圾填埋处理中被广泛利用。

目前，生物脱硫技术中存在部分问题，其生成的是单质硫，其供电子来源是利用鼓风通入空气中的氧来提供，但在供氧的过程中不能避免的是会导致过度的氧化—产生部分的硫酸H₂SO₄，如果不加控制脱硫会由于SO₄根的累积升高而很快失效，反映在控制数据上就是电导率(盐分)的不断升高。如果超过了生物菌的耐盐程度，脱硫效果就会丧失，所以在失效的洗涤液体再生的过程中需要通过控制电位来制约氧化值，控制的过程需要产生了一个正弦波一样的电位图，当电位低时，供电子不充分会留有一些硫化氢未处理干净。

由于需要严格控制电导率的原因，同时也由于盐分的制约，pH与投加碱量必须控制，洗涤液的状态是受限的，现有工艺不能形成非常完美的脱硫条件和脱硫的环境。

此外，随着国家环保对大气污染的要求越来越严，企业对沼气及其他含硫气体的处理达标要求是：如制成天然气要达到天然气的指标，硫化氢含量：≤10mg/l；即相当于要求≤7ppm；同样以再生沼气为原料经脱硫脱碳制成车用天然气(CNG项目)或进入居民使用的管道燃气项目，其对硫化氢含量的指标要求也是同样的。对含硫气体排放同样是比这更严格的指标要求，现有的生物脱硫工艺难以达到这样的要求，以至于需要追加其他的方法，比如再用固体化学脱硫串联等。但固体化学脱硫使用周期很短，很快就又不能达标。这是因为固体脱硫有众多弊端：a效率不高，非常容易饱和；b更换脱硫剂成本高、劳动强度大、更换工作中有粉尘、自燃爆炸的危险，工作环境恶劣。

因此，提供一种沼气的生物精脱硫处理系统，是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种沼气的生物精脱硫处理系统，本发明通过在原生物脱硫系统：脱硫洗涤塔、再生反应器、硫沉淀器的后面设置精炼洗涤塔和精炼洗涤液循环罐，实现了高效、低成本脱硫的效果的同时进一步提纯了气体，同时不向沼气引入空气、维持沼气的热值，采用分离式脱硫工艺，可在极大的硫化氢浓度环境下平稳进行脱硫，利用嗜盐脱硫杆菌处理失效的洗涤液回收循环，利用精炼洗涤液循环罐更好的物化条件提升洗涤液去除硫化物的净化能力。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种沼气的生物精脱硫处理系统，包括脱硫洗涤塔、再生反应器、硫沉淀器，其特征在于，还包括：精炼洗涤塔和精炼洗涤液循环罐；

所述脱硫洗涤塔的排气管道与精炼洗涤塔连通，脱硫洗涤塔的入液管道与再生反应器连通，脱硫洗涤塔的富液出料管道与再生反应器连通；

所述再生反应器的硫出料管道与硫沉淀器连通，所述硫沉淀器的排液管道与再生反应器连通；

所述精炼洗涤液循环罐分别与精炼洗涤塔、再生反应器连通。

优选的，所述脱硫洗涤塔设置沼气进气管道。

优选的，所述精炼洗涤塔设置精制气体排气管道。

优选的，所述精炼洗涤液循环罐设置补充液入液口。

优选的，所述精炼洗涤液循环罐和再生反应器均设置供应电子空气进气口。

一种沼气的生物精脱硫处理系统的处理方法，具体步骤为：

S1，脱硫洗涤塔顶部喷淋碱性的生物洗涤液，脱硫洗涤塔的沼气进气管道通入含硫化合物的沼气，沼气从脱硫洗涤塔的底部逆流向上与生物洗涤液接触，生物洗涤液吸收沼气中的硫化氢，处理结束含有硫化物的富液通过富液出料管道流入再生反应器，物液传输过程隔绝空气，经过处理的沼气通过脱硫洗涤塔的排气管道进入精炼洗涤塔，气体传输过程隔绝空气；

S2，进入精炼洗涤塔中的沼气经过精炼洗涤液循环罐的生物洗涤液处理进一步提纯脱硫，得到精制沼气通过精制气体排气管道排出；

S3，再生反应器在供应电子空气进气口充入空气氧提供电子的条件下对富液进行脱硫杆菌的生物处理，富液中的硫化合物被还原为硫单质，使洗涤液重新具有洗涤吸收硫化氢的效果，硫单质与部分生物洗涤液通过再生反应器的硫出料管道进入硫沉淀器，经硫沉淀器沉淀后固液分离，硫单质分离出来从硫沉淀器的排硫口排出，生物洗涤液通过硫沉淀器的排液管道流回再生反应器；

S4，精炼洗涤液循环罐的补充液入液口加入补充的水、碱液、营养盐，再生反应器中的生物洗涤液通过第一管道流入精炼洗涤液循环罐中，精炼洗涤液循环罐的供应电子空气进气口充入空气氧提供电子，对精炼洗涤的富液和补充的生物洗涤液进行脱硫杆菌的生物处理，混合洗涤液中的硫化合物被还原为硫单质，提纯脱除气体中的硫化氢，使洗涤液重新具有洗涤吸收硫化氢的效果，经过泵，通过第二管道再泵入精练洗涤塔中处理，再通过第三管道流入精炼洗涤液循环罐中回流循环，得到恢复碱性的生物洗涤液，所得恢复碱性的生物洗涤液的余液经过第四管道流回再生反应器；

S5，再生反应器将恢复碱性的生物洗涤液经过泵，泵入脱硫洗涤塔顶部喷淋，生物洗涤液循环使用。

优选的，所述系统中的脱硫杆菌为嗜盐脱硫杆菌，所述嗜盐脱硫杆菌是在脱硫过程中自身繁殖均衡的。

优选的，所述碱性的生物洗涤液的pH值为8～9.5。

经由上述技术方案可知，与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

本发明提供了一种沼气的生物精脱硫处理系统，其增加于原有的生物脱硫工艺，属于分离式生物脱硫工艺，脱硫过程被处理气体中不引进空气等外源性气体，沼气的热值保持不变，用于硫化氢的清除，采用嗜盐脱硫杆菌，其脱硫效率可高于98.5％，脱硫产物为高纯度的单质硫，可用于制造硫酸、化肥等。能承受极大的硫化氢浓度，硫化氢浓度在100～50000ppm范围内，仍能保证平稳进行脱硫处理。本发明在原有生物脱硫工艺上利用嗜盐脱硫杆菌在更好的物化条件下提升生物洗涤液去除硫化物的净化能力，再次提纯气体。

在精脱洗涤液循环罐中先加入的全部或部分补充量的水、碱、营养盐，提升了生物洗涤液的碱度、pH等，解决了在生物处理过程中由于排出单质硫等原因，损失的水、碱、营养盐，并且使精脱洗涤液更新较快，无需考虑氧化带来的硫酸根、盐度的负面影响，使所得的生物洗涤液具有更强的洗涤力，经精脱提纯气体后部分余液再回流至再生反应器，由此产生了精脱及更好的处理气体的提纯效果。又由于总体的用碱用水都没有增加，作为生物催化剂的多硫酸盐的回流也更有利于反应器的处理效果。在工程实例中体现为：原始沼气硫化氢浓度为10000ppm、15000ppm、20000ppm、22000ppm等经过本发明的沼气的生物精脱硫处理系统，能够达到个位数PPm级的生物气净化指标要求。

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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1附图为本发明沼气的生物精脱硫处理系统的结构示意图；

图中，1-脱硫洗涤塔、2-再生反应器、3-硫沉淀器、4-精炼洗涤塔、5-精炼洗涤液循环罐、6-排气管道、7-入液管道、8-富液出料管道、9-硫出料管道、10-硫沉淀器的排液管道、11-沼气进气管道、12-精制气体排气管道、13-补充液入液口、14-供应电子空气进气口、15-第一管道、16-第二管道、17-第三管道、18-第四管道、19-排硫口。

具体实施方式

下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例

本发明实施例公开了一种沼气的生物精脱硫处理系统，采用的技术方案如下：

一种沼气的生物精脱硫处理系统，包括脱硫洗涤塔1、再生反应器2、硫沉淀器3，其特征在于，还包括：精炼洗涤塔4和精炼洗涤液循环罐5；

所述脱硫洗涤塔1的排气管道6与精炼洗涤塔4连通，脱硫洗涤塔1的入液管道7与再生反应器2连通，脱硫洗涤塔1的富液出料管道8与再生反应器2连通；

所述再生反应器2的硫出料管道9与硫沉淀器3连通，所述硫沉淀器的排液管道10与再生反应器2连通；

所述精炼洗涤液循环罐5分别与精炼洗涤塔4、再生反应器2连通。

为了进一步优化上述技术方案，所述脱硫洗涤塔1设置沼气进气管道11。

为了进一步优化上述技术方案，所述精炼洗涤塔4设置精制气体排气管道12。

为了进一步优化上述技术方案，所述精炼洗涤液循环罐5设置补充液入液口13。

为了进一步优化上述技术方案，所述精炼洗涤液循环罐5和再生反应器2均设置供应电子空气进气口14。

一种沼气的生物精脱硫处理系统的处理方法，具体步骤为：

S1，脱硫洗涤塔1顶部喷淋碱性的生物洗涤液，脱硫洗涤塔1的沼气进气管道11通入含硫化合物的沼气，沼气从脱硫洗涤塔1的底部逆流向上与生物洗涤液接触，生物洗涤液吸收沼气中的硫化氢，处理结束含有硫化物的富液通过富液出料管道8流入再生反应器2，物液传输过程隔绝空气，经过处理的沼气通过脱硫洗涤塔1的排气管道6进入精炼洗涤塔4，气体传输过程隔绝空气；

S2，进入精炼洗涤塔4中的沼气经过精炼洗涤液循环罐5的生物洗涤液处理进一步提纯脱硫，得到精制沼气通过精制气体排气管道12排出；

S3，再生反应器2在供应电子空气进气口14-2充入空气氧提供电子的条件下对富液进行脱硫杆菌的生物处理，富液中的硫化合物被还原为硫单质，使洗涤液重新具有洗涤吸收硫化氢的效果，硫单质与部分生物洗涤液通过再生反应器的硫出料管道9进入硫沉淀器3，经硫沉淀器3沉淀后固液分离，硫单质分离出来从硫沉淀器的排硫口19排出，生物洗涤液通过硫沉淀器的排液管道10流回再生反应器2；

S4，精炼洗涤液循环罐5的补充液入液口13加入补充的水、碱液、营养盐，再生反应器2中的生物洗涤液通过第一管道15流入精炼洗涤液循环罐5中，精炼洗涤液循环罐5的供应电子空气进气口14-1充入空气氧提供电子，对精炼洗涤的富液和补充的生物洗涤液进行脱硫杆菌的生物处理，混合洗涤液中的硫化合物被还原为硫单质，提纯脱除气体中的硫化氢，使洗涤液重新具有洗涤吸收硫化氢的效果，经过泵，通过第二管道16再泵入精练洗涤塔4中处理，再通过第三管道17流入精炼洗涤液循环罐5中回流循环，得到恢复碱性的生物洗涤液，所得恢复碱性的生物洗涤液的余液经过第四管道18流回再生反应器2；

S5，再生反应器2将恢复碱性的生物洗涤液经过泵，泵入脱硫洗涤塔1顶部喷淋，生物洗涤液循环使用。

为了进一步优化上述技术方案，所述系统中的脱硫杆菌为嗜盐脱硫杆菌，所述嗜盐脱硫杆菌是在脱硫过程中自身繁殖均衡的。

为了进一步优化上述技术方案，所述碱性的生物洗涤液的pH值为8～9.5。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理。

Claims (6)

1.一种沼气的生物精脱硫处理系统，包括脱硫洗涤塔、再生反应器、硫沉淀器，其特征在于，还包括：精炼洗涤塔和精炼洗涤液循环罐；

所述脱硫洗涤塔的排气管道与精炼洗涤塔连通，脱硫洗涤塔的入液管道与再生反应器连通，脱硫洗涤塔的富液出料管道与再生反应器连通；

所述再生反应器的硫出料管道与硫沉淀器连通，所述硫沉淀器的排液管道与再生反应器连通；

所述精炼洗涤液循环罐分别与精炼洗涤塔、再生反应器连通。

2.根据权利要求1所述的一种沼气的生物精脱硫处理系统，其特征在于，所述脱硫洗涤塔设置沼气进气管道。

3.根据权利要求1所述的一种沼气的生物精脱硫处理系统，其特征在于，所述精炼洗涤塔设置精制气体排气管道。

4.根据权利要求1所述的一种沼气的生物精脱硫处理系统，其特征在于，所述精炼洗涤液循环罐设置补充液入液口。

5.根据权利要求1所述的一种沼气的生物精脱硫处理系统，其特征在于，所述精炼洗涤液循环罐和再生反应器均设置供应电子空气进气口。

6.根据权利要求1-5任一项所述的一种沼气的生物精脱硫处理系统的处理方法，其特征在于，具体步骤为：

S1，脱硫洗涤塔顶部喷淋碱性的生物洗涤液，脱硫洗涤塔的沼气进气管道通入含硫化合物的沼气，沼气从脱硫洗涤塔的底部逆流向上与生物洗涤液接触，生物洗涤液吸收沼气中的硫化氢，处理结束含有硫化物的富液通过富液出料管道流入再生反应器，物液传输过程隔绝空气，经过处理的沼气通过脱硫洗涤塔的排气管道进入精炼洗涤塔，气体传输过程隔绝空气；

S2，进入精炼洗涤塔中的沼气经过精炼洗涤液循环罐的生物洗涤液处理进一步提纯脱硫，得到精制沼气通过精制气体排气管道排出；

S3，再生反应器在供应电子空气进气口充入空气氧提供电子的条件下对富液进行脱硫杆菌的生物处理，富液中的硫化合物被还原为硫单质，使洗涤液重新具有洗涤吸收硫化氢的效果，硫单质与部分生物洗涤液通过再生反应器的硫出料管道进入硫沉淀器，经硫沉淀器沉淀后固液分离，硫单质分离出来从硫沉淀器的排硫口排出，生物洗涤液通过硫沉淀器的排液管道流回再生反应器；

S4，精炼洗涤液循环罐的补充液入液口加入补充的水、碱液、营养盐，再生反应器中的生物洗涤液通过第一管道流入精炼洗涤液循环罐中，精炼洗涤液循环罐的供应电子空气进气口充入空气氧提供电子，对精炼洗涤的富液和补充的生物洗涤液进行脱硫杆菌的生物处理，混合洗涤液中的硫化合物被还原为硫单质，提纯脱除气体中的硫化氢，使洗涤液重新具有洗涤吸收硫化氢的效果，经过泵，通过第二管道再泵入精练洗涤塔中处理，再通过第三管道流入精炼洗涤液循环罐中回流循环，得到恢复碱性的生物洗涤液，所得恢复碱性的生物洗涤液的余液经过第四管道流回再生反应器；

S5，再生反应器将恢复碱性的生物洗涤液经过泵，泵入脱硫洗涤塔顶部喷淋，生物洗涤液循环使用。

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