CN202823165U - 一种设置了气泡挡板的曝气式生物脱硫装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种设置了气泡挡板的曝气式生物脱硫装置，包括脱硫塔和生物再生反应器，脱硫塔的吸收液进液管的管口与生物再生反应器的再生液进液管的管口均设有气泡挡板。本实用新型优点是构造简单、成本低廉，易于操作、脱硫效率高、运行稳定等，适合沼气、天然气、工业废气等气体中硫化氢的脱除。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种曝气式生物脱硫装置，适用于沼气、工业废气、天然气等含有硫化氢气体的脱硫处理，属于环保装置技术领域。
背景技术
在沼气、天然气、工业废气、废水中含有大量具有臭味的硫化氢气体，这些硫化氢气体如果不加处理就排放不仅对生态环境造成巨大破坏，而且严重威胁居民的身体健康，当硫化氢浓度大于2×10-5g/m3时属于危险值，当达到2×10-5g/m3时，能使嗅觉神经完全麻痹，浓度大于(7～10)×10-4g/m3时，人会立即发生昏迷和因呼吸麻痹而迅速死亡。
目前，运用较多的策略是湿法脱除硫化氢，这种脱硫方法虽然可获得较好的脱硫效果，但存在设备投资额和运行费用较高、脱硫剂硫容小、设备易腐蚀等缺陷。此外，另一种常用的方法是常温连续再生氧化铁法，但这种方法存在脱硫剂再生能力差，易产生二次污染等问题。
近年来，生物脱硫已经成为硫化氢脱除技术发展的新热点。生物脱硫由于具有反应条件温和、不易产生二次污染的优点，因此倍受关注。在目前的脱硫工艺中，生物脱硫技术日趋完善，并且有些已经用于工业生产，并取得了较好的效果，但是由于内部构造不完善，因此限制了这项技术在某些领域的应用。
中国专利文献CN201817453U公开了一种“外曝气沼气生物脱硫装置”。它的主体设备是一个脱硫塔，内部设置填料，正常工作时，脱硫塔顶部喷嘴喷淋吸收液，吸收液与硫化氢接触脱除硫化氢，吸收液再流入反应水箱完成再循环过程。但该装置存在以下不足：
1、在曝气循环过程中，当溶液中存在气泡时，循环泵在运行过程中不能带动液体循环，因而会使循环泵空转，不但影响装置的稳定运行，还减少循环泵的使用寿命。
2、生物再生反应器中通常未安装温度调节装置，无法克服传统反应器受环境影响过大的缺点，限制了该脱硫装置的广泛应用。
3、由于这种装置是采用游离微生物直接进行硫化氢脱除的，所以当硫化氢浓度较高时会对微生物产生严重的毒害作用，使得该装置的脱硫效率降低，增加了运行成本。
发明内容
本实用新型的目的是对现有生物脱硫装置进行改进，弥补上述缺点，使得曝气式生物脱硫装置易于推广、方便、稳定的运行。
本实用新型通过在进液管管口处设置气泡挡板，解决了在曝气过程中气泡的存在会导致循环泵无法正常吸收液体，缩短泵的使用寿命等技术问题。
本实用新型需要解决的另一个问题是，克服脱硫装置中温度不能控制的缺点。
本实用新型是一种设置了气泡挡板的曝气式生物脱硫装置，包含脱硫塔1、生物再生反应器2，脱硫塔1设有进气口3和出气口4，进气口3与气嘴7相连，脱硫塔1内放置填料5，填料5上方设有喷淋头6；生物再生反应器2内放置细胞固定填料18，细胞固定填料18上固定有铁氧化细菌；生物再生反应器2通过再生液进液管15、液体泵10、再生液出液管9与喷淋头6相连通，脱硫塔1内的吸收液进液管8与液体泵10连接，液体泵10的出口通过吸收液出液管13与生物再生反应器2连通；生物再生反应器2底部设有曝气管12，曝气管12通过输气管17与气泵14连接，其中，脱硫塔1的吸收液进液管8的管口与生物再生反应器2的再生液进液管15的管口均设有气泡挡板11。
本实用新型一种设置了气泡挡板的曝气式生物脱硫装置，其中，生物再生反应器2内的细胞固定填料18为琼脂或角叉莱胶、海藻酸钙、海藻酸钠、聚丙烯酰铵凝胶、聚乙烯醇凝胶、纤维素、硅胶、镍合金纤维等。
本实用新型一种设置了气泡挡板的曝气式生物脱硫装置，其中，脱硫塔1内填料5为三Y环或拉西环、十字隔板环、鲍尔环、矩鞍环、异鞍环、共轭环、扁环等。
本实用新型一种设置了气泡挡板的曝气式生物脱硫装置，其中，生物再生反应器2内细胞固定填料18上的铁氧化细菌为铁氧化钩端螺菌、嗜酸硫杆菌属、脂环酸芽孢杆菌属中的一种或多种。
本实用新型一种设置了气泡挡板的曝气式生物脱硫装置，其中，气泵14出口处设有气体加热器16。
本实用新型一种设置了气泡挡板的曝气式生物脱硫装置，其中，生物再生反应器2内的温度为30±5℃。
本实用新型的理论基础是利用Fe3+离子不断的氧化还原循环实现硫化氢的脱除。铁氧化细菌例如氧化亚铁硫杆菌氧化Fe2+的速度是Fe2+自然氧化速度的500000倍，比单独化学氧化速度至少快200000倍，这方面的优势使得这种脱硫装置具有快速、高效的脱硫效率，而且成本低、易操作、无二次污染。
本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果：一、由于本实用新型在脱硫塔和生物再生反应器培养液出口处设有气泡挡板，用来阻拦气泡通过进液管进入液体泵，避免了液体泵空转现象，保证了脱硫装置能正常、稳定的循环运行；二、在生物再生反应器的曝气管进气口处设有气体加热器，保证了生物再生反应器内部温度保持稳定，维持微生物生长。
本实用新型运行条件是在常温和常压下，无需昂贵的催化剂和化学试剂就能够达到高效的脱硫效率，当硫化氢含量为500～10000ppm时，脱硫效率可达到98％以上，为脱除硫化氢问题提供了非常适合的解决方案。
由此可见，本实用新型已经解决了现有脱硫装置存在诸多的技术缺陷，并且具有构造简单、成本低廉，易于操作、脱硫效率高等优点，适合沼气、天然气、工业废气等气体中硫化氢的脱除。
附图说明
图1为本实用新型结构示意图。
图中：1脱硫塔、2生物再生反应器、3进气口、4出气口、5填料、6喷淋头、7气嘴、8吸收液进液管、9再生液出液管、10液体泵、11气泡挡板、12曝气管、13吸收液出液管、14气泵、15再生液进液管、16气体加热器、17输气管、18细胞固定填料。
具体实施方式
本实用新型中所指的脱硫工艺是指：在生物再生反应器中通过生物方式将Fe2+氧化为Fe3+，在脱硫塔中利用Fe3+与H2S的反应将硫化氢脱除，生成物Fe2+重新被生物再生反应器利用，达到循环脱硫目的。
在以下实施例中所采用的生物方式为：利用铁氧化细菌例如嗜酸硫杆菌属的嗜酸氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans)将Fe2+通过生物氧化变成Fe3+。
实施例1
本实用新型一种设置了气泡挡板的曝气式生物脱硫装置，包含脱硫塔1、生物再生反应器2，脱硫塔1设有进气口3和出气口4，进气口3与气嘴7相连，脱硫塔1内放置填料5，填料5上方设有喷淋头6；生物再生反应器2内放置细胞固定填料18，细胞固定填料18上固定有铁氧化细菌；生物再生反应器2通过再生液进液管15、液体泵10、再生液出液管9与喷淋头6相连通，脱硫塔1内的吸收液进液管8与液体泵10连接，液体泵10的出口通过吸收液出液管13与生物再生反应器2连通；生物再生反应器2底部设有曝气管12，曝气管12通过输气管17与气泵14连接，其中，脱硫塔1的吸收液进液管8的管口与生物再生反应器2的再生液进液管15的管口均设有气泡挡板11，气泡挡板11的形状可以是合页形、球形、筒形等。
本实用新型一种设置了气泡挡板的曝气式生物脱硫装置，其中，生物再生反应器2内的细胞固定填料18为琼脂或角叉莱胶、海藻酸钙、海藻酸钠、聚丙烯酰铵凝胶、聚乙烯醇凝胶、纤维素、硅胶、镍合金纤维等。
本实用新型一种设置了气泡挡板的曝气式生物脱硫装置，其中，脱硫塔1内填料5为三Y环或拉西环、十字隔板环、鲍尔环、矩鞍环、异鞍环、共轭环、扁环等。
本实用新型一种设置了气泡挡板的曝气式生物脱硫装置，其中生物再生反应器2内细胞固定填料18上的铁氧化细菌为铁氧化钩端螺菌、嗜酸小杆菌属、硫化杆菌属中的一种或多种。
本实用新型一种设置了气泡挡板的曝气式生物脱硫装置，其中，气泵14出口处设有气体加热器16。
本实用新型一种设置了气泡挡板的曝气式生物脱硫装置，其中，生物再生反应器2内的温度为30±5℃。
实施例2
本实用新型工作原理：
2FeSO4+1/2O2+H2SO4→Fe2(SO4)3+H2O①(生物再生反应器)
H2S+Fe2(SO4)3→2FeSO4+H2SO4+S↓②(脱硫塔)
使用本装置时，当待处理的硫化氢气体由进气口3进入脱硫塔1中，在通过填料5的过程中，含有硫化氢的气体与含有Fe3+离子的吸收液发生化学氧化作用而得到脱除和转化，净化后的气体经出气口4排出，(如方程式2所表示)。与硫化氢气体反应后的吸收液通过液体泵10返回到生物再生反应器2内，在生物再生反应器2内，固定在细胞固定填料18上的氧化亚铁硫杆菌作用下完成吸收液的再生，(如方程式1所表示)。再生溶液通过液体泵10重新返回脱硫塔1内来进行硫化氢气体的吸收。
在脱硫装置运行的过程中在进液管处设置气泡挡板11，该挡板能阻挡气泡进入管路内，避免因为气体的进入使得液体泵10无法正常运转，从而保证了脱硫装置能正常、稳定的循环运行。
以上通过示例性实施例的方式对本实用新型进行示例性的说明，但本实用新型并不局限于此。应该理解为，在不偏离本实用新型的构思和工作原理的情况下，以上实施例中的设备、材料、安装使用可通过本领域人员知道的其他替换或等同方法来替换。
Claims (6)
1.一种设置了气泡挡板的曝气式生物脱硫装置，包含脱硫塔(1)、生物再生反应器(2)，脱硫塔(1)设有进气口(3)和出气口(4)，进气口(3)与气嘴(7)相连，脱硫塔(1)内放置填料(5)，填料(5)上方设有喷淋头(6)；生物再生反应器(2)内放置细胞固定填料(18)，细胞固定填料(18)上固定有铁氧化细菌；生物再生反应器(2)通过再生液进液管(15)、液体泵(10)、再生液出液管(9)与喷淋头(6)相连通，脱硫塔(1)内的吸收液进液管(8)与液体泵(10)连接，液体泵(10)通过吸收液出液管(13)与生物再生反应器(2)连通；生物再生反应器(2)底部设有曝气管(12)，曝气管(12)通过输气管(17)与气泵(14)连接，其特征在于，脱硫塔(1)的吸收液进液管(8)的管口与生物再生反应器(2)的再生液进液管(15)的管口均设有气泡挡板(11)。
2.根据权利要求1所述的一种设置了气泡挡板的曝气式生物脱硫装置，其特征在于，生物再生反应器(2)内的细胞固定填料(18)为琼脂或角叉莱胶、海藻酸钙、海藻酸钠、聚丙烯酰铵凝胶、聚乙烯醇凝胶、纤维素、硅胶、镍合金纤维等。
3.根据权利要求1所述的一种设置了气泡挡板的曝气式生物脱硫装置，其特征在于，脱硫塔(1)内填料(5)为三Y环或拉西环、十字隔板环、鲍尔环、矩鞍环、异鞍环、共轭环、扁环等。
4.根据权利要求1所述的一种设置了气泡挡板的曝气式生物脱硫装置，其特征在于，生物再生反应器(2)内细胞固定填料(18)上的铁氧化细菌为铁氧化钩端螺菌、嗜酸硫杆菌属、脂环酸芽孢杆菌属中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的一种设置了气泡挡板的曝气式生物脱硫装置，其特征在于，气泵(14)出口处设有气体加热器(16)。
6.根据权利要求1所述的一种设置了气泡挡板的曝气式生物脱硫装置，其特征在于，生物再生反应器(2)内的温度为30±5℃。
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