CN203075821U - 一种连接有溢流管的硫化氢脱除装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种硫化氢脱除装置，包括化学反应器和生物反应器，生物反应器和化学反应器近液面处连通有溢流管，溢流管中部设有溢流管阀门。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硫化氢脱除装置，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鸡蛋味的硫化氢气体，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。对此，国家对硫化氢气体排放制订了严格的标准，例如中国工业企业设计卫生标准中国(TJ36-79)规定：
①车间空气中有害物质的最高容许浓度不得超过10mg/m3，
②居住区大气中有害物质的最高容许浓度不超过0.01mg/m3(一次值)。
石油、燃气炼制、化工制造、沼气生物质能源等行业是我国的重要支柱产业，它们导致的硫化氢排放而造成的危害和污染是一个非常严峻的问题，因此，研制能够有效脱除硫化氢的技术和设备，就具有了非常重要的意义。
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，生物脱硫技术已经成为硫化氢脱除技术发展的新热点。生物脱硫技术由于具有反应条件温和、不易产生二次污染等优点而倍受关注。但与传统的物理化学方法相比，目前的生物脱硫技术还存在着反应速率较慢、效率不高、不适应中高规模以上的脱硫处理等缺陷。而且生物脱硫主要是依靠微生物的还原能力将硫化物还原为硫酸盐来达到脱硫的目的。由于这种脱硫技术需要在厌氧条件下运行，因此所需设备工艺较复杂、投资成本也很高，限制了其深入研究和实际应用。
中国专利文献CN2710731公开了一种“生物催化氧化脱硫装置”。它的主体设备是由两部分组成，包括生物填料装置和再生活化装置。这种脱硫装置的脱硫工艺是依靠微生物自身代谢作用得以运行的，但这种装置有如下不足：
1、未解决过高浓度硫化物对游离微生物的毒性问题。
2、装置运行过程中，需要生物和化学两级反应器循环运行，但是由于在实际应用中很难保证进出液流速相对恒定，这就会使得两个反应器在运行过程中液位发生变化，存在液体溢出问题，同时也会影响其处理硫化氢的能力。
实用新型内容
针对现有技术的缺陷，本实用新型的目的是提供一种成本低廉、控制简单方便的硫化氢脱除装置。
一种连接有溢流管的硫化氢脱除装置，包括化学反应器1和生物反应器2，化学反应器1设有进气口3和出气口4，化学反应器1内放置填料5，填料5上方设有喷淋头7；生物反应器2内装有生物固定填料17，生物固定填料17上固定有铁氧化细菌；生物反应器2通过再生液进液管8与再生液运转泵15连接，再生液运转泵15经液体流量计14和再生液出液管11与化学反应器1顶端的喷淋头7连接；化学反应器1通过吸收液进液管6与吸收液运转泵16连接，吸收液运转泵16经液体流量计14和吸收液出液管12连接到生物反应器2上；气泵18经气体流量计20通过管路连接到生物反应器2底端曝气管21上，其中，化学反应器1和生物反应器2近液面处连通有溢流管9，溢流管9中部设有溢流管阀门10。
一种连接有溢流管的硫化氢脱除装置，其中，生物反应器2进气口设有气体加热器19。
一种连接有溢流管的硫化氢脱除装置，其中，生物反应器2内的生物固定填料17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。
一种连接有溢流管的硫化氢脱除装置，其中，生物反应器2内生物固定填料17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。
一种连接有溢流管的硫化氢脱除装置，其中，生物反应器2内温度为30±5℃。
一种连接有溢流管的硫化氢脱除装置，其中，生物反应器2内再生液的pH为2.0±0.5。
一种连接有溢流管的硫化氢脱除装置，其中，距离化学反应器1和生物反应器2顶部1/4处，底部1/4处均设有筛板13。
一种连接有溢流管的硫化氢脱除装置，其中，化学反应器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。
本实用新型是一种由生物反应器与化学反应器共同组成的硫化氢脱除装置，其中，生物反应器以固定化铁氧化钩端螺菌(Leptospirillum ferrooxidans)、嗜酸硫杆菌属(Aidithiobacillus)、脂环酸芽孢杆菌属(Alicyclobacillus)等铁氧化细菌和铁离子复合体系为基础，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；化学反应器以Fe3+吸收硫化氢体系为基础、在达到高效的脱硫效果同时无需耗费昂贵的催化剂和化学试剂、易操作、无二次污染。
在生物反应器和化学反应器之间安装溢流管保证了两个反应器中的液体在循环的过程中不会因为流速的差异出现液位差，从而保证脱硫装置稳定的运行。
在生物反应器中，通过微生物固定化的方法，解决了过高浓度硫化物对游离微生物的毒性问题。
生物反应器进气口处安装的气体加热器，保证生物反应器内部温度保持稳定，维持微生物生长。
在生物反应器和化学反应器上下两端设置筛板，使填料能固定在脱硫装置中，而不会随着装置的运行发生转移，保证了该装置的稳定运行。
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目前存在的脱硫装置的技术缺陷，并且存在构造简单、成本低廉，容易操作，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为本实用新型平面结构示意图。
图中：1化学反应器、2生物反应器、3进气口、4出气口、5填料 6吸收液进液管、7喷淋头、8再生液进液管、9溢流管、10溢流管阀门、11再生液出液管、12吸收液出液管、13筛板、14液体流量计、15再生液运转泵、16吸收液运转泵、17生物固定填料、18气泵、19气体加热器、20气体流量计、21曝气管。
具体实施方式
本实用新型中所指的脱硫工艺是指：在生物反应器中通过生物方式将Fe2+氧化为Fe3+，在化学反应器中利用Fe3+与H2S的反应将硫化氢脱除，生成物Fe2+重新被生物反应器利用，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氧化亚铁硫杆菌将Fe2+通过生物氧化变成Fe3+。
实施例1
一种连接有溢流管的硫化氢脱除装置，包括化学反应器1和生物反应器2，化学反应器1设有进气口3和出气口4，化学反应器1内放置填料5，填料5上方设有喷淋头7；生物反应器2内装有生物固定填料17，生物固定填料17上固定有铁氧化细菌；生物反应器2通过再生液进液管8与再生液运转泵15连接，再生液运转泵15经液体流量计14和再生液出液管11与化学反应器1顶端的喷淋头7连接；化学反应器1通过吸收液进液管6与吸收液运转泵16连接，吸收液运转泵16经液体流量计14和吸收液出液管12连接到生物反应器2上；气泵18经气体流量计20通过管路连接到生物反应器2底端曝气管21上，其中，化学反应器1和生物反应器2近液面处连通有溢流管9，溢流管9中部设有溢流管阀门10。
一种连接有溢流管的硫化氢脱除装置，其中，生物反应器2进气口设有气体加热器19。
一种连接有溢流管的硫化氢脱除装置，其中，生物反应器2内的生物固定填料17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。
一种连接有溢流管的硫化氢脱除装置，其中，生物反应器2内生物固定填料17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。
一种连接有溢流管的硫化氢脱除装置，其中，生物反应器2内温度为30±5℃。
一种连接有溢流管的硫化氢脱除装置，其中，生物反应器2内再生液的pH为2.0±0.5。
一种连接有溢流管的硫化氢脱除装置，其中，距离化学反应器1和生物反应器2顶部1/4处，底部1/4处均设有筛板13。
一种连接有溢流管的硫化氢脱除装置，其中，化学反应器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。
实施例2
本实用新型工作原理：
2Fe3++H2S→2Fe2++S↓+2H+②(化学反应器)
硫化氢气体由进气口3进入化学反应器1内，在穿越填料5时与微生物培养液{9K培养液，基本组成为(NH4)2SO4，K2HPO4，MgSO4·7H2O，KCl，Ca(NO3)2，FeSO4·7H2O}中的Fe3+反应形成单质硫和Fe2+，为了叙述方便，将此时化学反应器1中的培养液称为吸收液。启动吸收液运转泵16，将化学反应器1中吸收了硫化氢的液体通过吸收液运转泵16经过管路输送到生物反应器2中，生物反应器2利用填料中固定化的氧化亚铁硫杆菌来完成吸收液的再生，即将吸收液中的Fe2+氧化为Fe3+，此时将生物反应器2中的培养液称为再生液；启动再生液运转泵15，再生液运转泵15通过管路将再生液输送到化学反应器1顶端的喷淋头7内，喷淋头7将再生液喷洒至化学反应器1中，来吸收硫化氢气体。
气泵18通过气体加热器19、气体流量计20与生物反应器2底端曝气管21连接，当鼓入空气进行曝气时，能有效控制生物反应器2的液体温度为25～35℃；
在脱硫装置运行的过程中打开溢流管9中间的溢流管阀门10，通过利用生物反应器2和化学反应器1之间连接的溢流管9来调节两个反应器在运行过程中的液位面，避免了流速不稳定而导致的液体溢出现象，保证脱硫装置的正常运行。
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 (8)
1.一种连接有溢流管的硫化氢脱除装置，包括化学反应器(1)和生物反应器(2)，化学反应器(1)设有进气口(3)和出气口(4)，化学反应器(1)内放置填料(5)，填料(5)上方设有喷淋头(7)；生物反应器(2)内装有生物固定填料(17)，生物固定填料(17)上固定有铁氧化细菌；生物反应器(2)通过再生液进液管(8)与再生液运转泵(15)连接，再生液运转泵(15)经液体流量计(14)和再生液出液管(11)与化学反应器(1)顶端的喷淋头(7)连接；化学反应器(1)通过吸收液进液管(6)与吸收液运转泵(16)连接，吸收液运转泵(16)经液体流量计(14)和吸收液出液管(12)连接到生物反应器(2)上；气泵(18)经气体流量计(20)通过管路连接到生物反应器(2)底端曝气管(21)上，其特征在于，化学反应器(1)和生物反应器(2)近液面处连通有溢流管(9)，溢流管(9)中部设有溢流管阀门(10)。
2.根据权利要求1所述的连接有溢流管的硫化氢脱除装置，其特征在于，生物反应器(2)进气口设有气体加热器(19)。
3.根据权利要求1所述的连接有溢流管的硫化氢脱除装置，其特征在于，生物反应器(2)内的生物固定填料(17)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。
4.根据权利要求1所述的连接有溢流管的硫化氢脱除装置，其特征在于，生物反应器(2)内生物固定填料(17)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所述的连接有溢流管的硫化氢脱除装置，其特征在于，生物反应器(2)内温度为30±5℃。
6.根据权利要求1所述的连接有溢流管的硫化氢脱除装置，其特征在于，生物反应器(2)内再生液的pH为2.0±0.5。
7.根据权利要求1所述的连接有溢流管的硫化氢脱除装置，其特征在于，距离化学反应器(1)和生物反应器(2)顶部1/4处，底部1/4处均设有筛板(13)。
8.根据权利要求1所述的连接有溢流管的硫化氢脱除装置，其特征在于，化学反应器(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。
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