CN2870960Y - 一种沼气生物脱硫设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种利用生物法除去沼气中硫化氢的装置——沼气生物脱硫装置，它由一个生物脱硫塔、一个用管道与此生物脱硫塔相连接的除酸循环装置和设在所述管道上的循环泵组成。沼气从沼气入口进入，与从空气入口进入的空气按比例混合后，通过生物脱硫塔底部的布气装置均匀进入生物脱硫塔内，先后通过由多孔隔板隔成的液体层与填料层，与从生物脱硫塔顶部布水装置喷出的吸收液逆向接触。沼气中的硫化氢气体分别被这两层中的液体与微生物吸附、吸收；酸化的液体与污泥从底部排液口排出，经过除酸循环装置的进液口进入除酸筒，经钙盐或钡盐中和后进入循环池中。该装置具有结构与操作简单、处理效率高、运行稳定、成本低、应用范围广等优点。

Description

一种沼气生物脱硫设备

技术领域：

本实用新型涉及一种沼气生物脱硫装置，可以用于大中型沼气工程的沼气脱硫，也可以用于天然气等含有硫化氢的气体脱硫。

技术背景：

目前，沼气脱硫技术主要是利用物化法进行脱硫，尤以三氧化二铁法最为普遍。物化法脱硫技术基本成熟，但具有后期脱硫效率下降、使用周期短、成本高、有二次污染等缺点。国内外有许多科研人员与公司都通过改进化学脱硫剂，添加催化剂等手段来提高化学脱硫剂的效率与寿命，如美国的Maria研制的cu-zsm催化剂、钒酸盐氧化剂、德国通过添加无机沉淀剂和絮凝剂来提高沼气脱硫效率等；我国农业部沼科所用加催化剂于高含硫酸根的废水中来减少H₂S气体的产生，北京合百意生态能源科技开发有限公司等公司开发了农村户用多功能脱硫器，以降低脱硫剂的成本、提高脱硫效率、延长使用时间。

鉴于物化脱硫的一些弊端，国内外的科研人员陆续将硫化氢的生物去除技术引进沼气脱硫中来。由于生物脱硫具有工艺简单，操作压力和温度低，运行成本低、没有二次污染等优点，因而成为沼气脱硫的一个新趋势，并取得了一定的成果，具有广阔的前景。

近几年，国内外利用从不同生境中分离到的脱硫微生物进行沼气脱硫，包括光合硫细菌、硫杆菌等，最成熟的代表菌是T.f菌(氧化亚铁硫杆菌)。荷兰、德国、日本、美国等国在这方面取得了一些成功，已有几个生物脱硫专利。已有专利如下：1)荷兰Paques公司开发的“气体脱硫方法”与“生物脱出硫化物的方法”可将气流中的硫化氢转化为元素硫并分离出去，从而脱硫；2)荷兰的斯托克工程师和承包人公司开发的“用于气态废物脱硫的方法”，可以从水蒸气含量至少20％的气态废物中除去硫化氢的方法；3)日本的KATO REIHO等发明的“沼气生物脱硫系统”通过硝化液与沼气逆向接触，吸收、氧化沼气中的硫化氢；4)日本的Fukuda Kazumi等开发的“消化气脱硫装置与脱硫方法”将沼气与水从上端同向导入脱硫塔内，硫化氢被吸收后在固定了微生物的合成树脂层被转化而被排出；5)日本的Suzuki Tsuneo等开发的“脱硫方法与脱硫装置”将沼液导入生物脱硫塔内，并放入载体固定硫细菌从而去除沼气中的硫化氢；6)Takeuchi Kazuhisa等开发的“生物脱硫设备与脱硫”将含硫化氢的气体引入微生物处理槽内，通过微生物作用转变成硫酸，同时监测液体pH值，到硫酸累积到一定值后就排出部分液体与碳酸钙中和后再回流入装置中；7)Ike Take开发的“生物脱硫装置”将好氧曝气污泥喷入脱硫塔内与含硫气体逆向接触脱硫，脱硫污泥回流入曝气池中进行再生活化；8)青岛建工学院发明的“生物氧化催化脱硫装置”利用生物填料装置脱硫，含硫液体进入另外的再生活化装置中曝气活化。

发明内容：

鉴于生物脱硫优势与沼气脱硫的趋势，本实用新型的目的是开发一种简单实用、运行稳定高效、用途广泛的沼气生物脱硫装置。

本实用新型沼气生物脱硫装置，其特征在于由一个生物脱硫塔、一个用管道与此生物脱硫塔相连接的除酸循环装置和设在所述的管道上的循环泵组成，

所述的生物脱硫塔有一个塔体，此塔体下端一侧设有一沼气进气口和空气进气口，这两个进气口合并后与设在塔体底部的布气装置相连接，塔体内中部设有一多孔隔板及其支撑垫，多孔隔板下方形成液体层，多孔隔板上方为充填有带有微生物膜的填实的填料层，此填料层的上方所设的顶部布水装置和循环泵管道相连接，在填料层之上，布水装置之下的塔体壁上设有反冲洗出口，塔体下端另一侧设有排液口，塔体上端设有沼气出口，

所述的除酸循环装置包括设在其下端的通过管道与生物脱硫塔排液口相连接的进液口，设在此装置内并与此进液口相连接的除酸筒，和循环池，此循环池通过管道和循环泵相连接，在与进液口相对的位置设排污口。

所述的塔体底部设有维护孔，中间设有长条形观察孔。

所述的混合进气管上设有进口硫化氢浓度检测口，在沼气出口上设有出口硫化氢浓度检测口。

所述的填料层内的填料为轻质多孔沸石或轻质多孔陶粒，填料表面及其内部孔隙附有微生物膜。

所述的微生物膜内的微生物为高效脱硫菌S-2菌。

所述的空气进口的空气进口量体积为沼气进口的沼气进口量体积的3％～5％。

所述的除酸筒内装有钙盐或钡盐。(按标准体积计算)。

本实用新型的优点是：具有硫化氢的吸收、转化在同一装置内进行；硫化氢先后经过液体层、填料层进行两次脱出，以确保脱硫效果；通过限量通入空气，既满足微生物脱硫对氧气的需求，又能将沼气中残留氧量控制在安全值内，保证沼气安全利用等特点。

附图说明：

图1为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式：

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。

如图1所示，沼气生物脱硫装置，其特征在于由一个生物脱硫塔、一个用管道与此生物脱硫塔相连接的除酸循环装置15和设在所述的管道上的循环泵14组成，

所述的生物脱硫塔有一个塔体13，此塔体13下端一侧设有一沼气进气口1和空气进气口23，这两个进气口合并后与设在塔体13底部的布气装置3相连接，塔体13内中部设有一多孔隔板6及其支撑垫5，多孔隔板6下方形成液体层4，多孔隔板6上方为充填有带有微生物膜的填实的填料层7，此填料层7的上方所设的顶部布水装置12和循环泵管道相连接，在填料层7之上，布水装置12之下的塔体壁上设有反冲洗出口9，塔体13下端另一侧设有排液口21，塔体13上端设有沼气出口10，

所述的除酸循环装置15包括设在其下端的通过管道20与生物脱硫塔排液口21相连接的进液口19，设在此装置内并与此进液口19相连接的除酸筒18，和循环池17，此循环池17通过管道和循环泵14相连接，在与进液口19相对的位置设排污口16。

所述的塔体13底部设有维护孔22，中间设有长条形观察孔8。

所述的混合进气管上设有进口硫化氢浓度检测口2，在沼气出口10上设有出口硫化氢浓度检测口11。

所述的填料层内的填料为轻质多孔沸石或轻质多孔陶粒，填料表面及其内部孔隙附有微生物膜。

所述的微生物膜内的微生物为高效脱硫菌S-2菌。

S-2菌菌体呈杆状，0.9×0.2um，成对排列，显微镜观察无泳动现象。菌落无色，表面光滑。其生理生化特征为：革兰氏染色阴性，接触酶阳性，氧化酶阴性，葡萄糖发酵阴性。根据其形态、生理生化特征等，将该菌初步鉴定为不动杆菌属(Acinetobacter)。S-2的培养基为：牛肉膏3g，蛋白胨5g，酵母膏3g，Na₂HPO₄·12H₂O：2g，NaCl：3g，Na₂S·12H₂O：2g，pH：7.0。

所述的空气进口23的空气进口量体积为沼气进口1的沼气进口量体积的3％～5％。

所述的除酸筒内装有钙盐或钡盐。(按标准体积计算)。

从消化池产生的沼气从沼气入口1进入，与从空气入口23进入的空气按比例(空气标准体积为沼气标准体积的3％～5％)混合后，从生物脱硫塔底部的布气装置3均匀进入生物脱硫塔，先后通过由多孔隔板6隔成的液体层4与填料层7，与从生物脱硫塔顶部布水装置12喷出的吸收液逆向接触。沼气中的部分硫化氢首先被液体层吸收，并被其中的微生物转化、利用，生成硫酸盐；未被吸收的连同液体中游离出的硫化氢随着沼气上升，通过多孔隔板均匀进入填料层，再被填料层的微生物膜与填料吸附、吸收，最终被微生物同化、转化，生成菌体物质和硫酸盐，最终将硫化氢从沼气中去除，硫化氢的去除率可达90％以上，净化后的沼气从生物脱硫塔的顶部排出，经过干法辅助脱硫达标后利用。填料层的水落入液体层中，超过一定高度时，液体自动经排液口21排出，经过除酸循环装置15的进水口19进入除酸筒18，液体中的硫酸与钙盐或钡盐中和从液体中除去，酸度恢复正常的液体再进入循环池17中，最后经循环泵14送到生物脱硫塔的顶部，经环形布水器从上向下喷入填料层，与沼气逆向接触，吸收沼气中的硫化氢，并补充填料层滴入液体层的水分。每隔一段时间在循环池中添加微生物营养物质，以维持微生物的持续稳定运行。

Claims (7)

1、一种沼气生物脱硫装置，其特征在于由一个生物脱硫塔、一个用管道与此生物脱硫塔相连接的除酸循环装置(15)和设在所述的管道上的循环泵(14)组成，

所述的生物脱硫塔有一个塔体(13)，此塔体(13)下端一侧设有一沼气进气口(1)和空气进气口(23)，这两个进气口合并后与设在塔体(13)底部的布气装置(3)相连接，塔体(13)内中部设有一多孔隔板(6)及其支撑垫(5)，多孔隔板(6)下方形成液体层(4)，多孔隔板(6)上方为充填有带有微生物膜的填实的填料层(7)，此填料层(7)的上方所设的顶部布水装置(12)和循环泵管道相连接，在填料层(7)之上，布水装置(12)之下的塔体壁上设有反冲洗出口(9)，塔体(13)下端另一侧设有排液口(21)，塔体(13)上端设有沼气出口(10)，

所述的除酸循环装置(15)包括设在其下端的通过管道(20)与生物脱硫塔排液口(21)相连接的进液口(19)，设在此装置内并与此进液口(19)相连接的除酸筒(18)，和循环池(17)，此循环池(17)通过管道和循环泵(14)相连接，在与进液口(19)相对的位置设排污口(16)。

2、根据权利要求1所述的沼气生物脱硫装置，其特征在于所述的塔体(13)底部设有维护孔(22)，中间设有长条形观察孔(8)。

3、根据权利要求1所述的沼气生物脱硫装置，其特征在于所述的混合进气管上设有进口硫化氢浓度检测口(2)，在沼气出口(10)上设有出口硫化氢浓度检测口(11)。

4、根据权利要求1所述的沼气生物脱硫装置，其特征在于所述的填料层内的填料为轻质多孔沸石或轻质多孔陶粒，填料表面及其内部孔隙附有微生物膜。

5、根据权利要求1或4所述的沼气生物脱硫装置，其特征在于所述的微生物膜内的微生物为高效脱硫菌S-2菌。

6、根据权利要求1所述的沼气生物脱硫装置，其特征在于所述的空气进口(23)的空气进口量体积为沼气进口(1)的沼气进口量体积的3％～5％。

7、根据权利要求1所述的沼气生物脱硫装置，其特征在于所述的除酸筒内装有钙盐或钡盐。