TW201936262A - 沼氣脫硫系統 - Google Patents
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Abstract
本發明一種沼氣脫硫系統，包括：一接觸反應理槽，有吸附劑用以吸收硫化氫產生一產物；一第一溶劑儲存槽，有第一溶劑用以與接觸反應槽中的產物反應產生第一液體產物；一第一液體產物處理槽，用以接收第一液體產物進行冷卻分離產生第一溶劑產物與固態硫產物，被分離第一溶劑產物可流回至第一溶劑儲存槽；一固態硫回收槽用以回收儲存被分離的固態硫產物；一第二溶劑儲存槽，有第二溶劑用以與接觸反應槽中殘留的第一溶劑反應產生第二液體產物；以及一第二液體產物處理槽，有加熱裝置用以將接收的第二液體產物進行加熱分離，產生第一溶劑產物及第二溶劑產物，第一溶劑產物可回流至第一液體產物處理槽，被蒸發的第二溶劑產物則回流至第二溶劑儲存槽中；據此，透過將吸附劑進行循環再生，使吸附劑能夠重複使用，達到不需更換吸附劑的密閉循環再生的一種設計系統。
Description
本發明涉及一種去除硫化氫氣體之技術領域，特別指一種沼氣脫硫系統，該系統主要透過將吸附劑進行循環再生，使吸附劑能夠重複使用，達到不需更換吸附劑的密閉循環再生的一種設計系統。
畜牧場廢水中含有對環境污染的二價硫毒化物，當畜牧業者將這些排泄物任意排放到環境中，就會對環境造成汙染及傷害。目前畜牧場廢水主要透過行沼氣發電來處理這些排泄物，用此種方式雖然可以將畜牧廢水轉化成能源，但產出來的沼氣因含有其他對於金屬具腐蝕性之氣體(如硫化氫等)，因此沼氣必須經脫硫設備進行純化處理。
沼氣主成份為甲烷(約佔60~80%)、二氧化碳(約佔20%)及其他氣體(包括硫化氫、氧化亞氮、揮發性有機酸等)。其中甲烷、二氧化碳及氧化亞氮為主要之溫室氣體指標，因此若能將沼氣中硫化氫以經濟有效之方式予以去除，將可以大幅提昇沼氣之利用，同時可以降低溫室氣體的排放，兼具環保價值。
一般從沼氣中去除硫化氫處理方法有：物理吸附法、水洗滌法和生物處理法。
物理吸附法：利用吸附劑(如：活性碳或氧化鐵)來進行吸附氣體成份，將污染物由氣相轉為固相，不同之吸附劑其吸附硫化氫之效果可達50~70%，但當吸附到達飽和時即失去吸附效果，須更換吸附劑，產生
吸附劑回收再生和增加成本的問題。
水洗滌法：利用洗滌塔，由氣-液二相接觸，使氣相中之氣體成分轉移至液相。雖吸收速率快，但由於洗滌塔必須耗費大量之電力能源與洗滌水，以維持在洗滌塔內重複循環，並且需要定期更換循環水，保持其欲去除沼氣中硫化氫之效果，因此成本昂貴，經濟性差，而且，更換後之大量洗滌水，必須先經過處理才能排放，否則也會產生環境污染等問題。洗滌法為進行污染物相之變化，將硫化氫毒氣問題轉為廢水問題，而非真正去除硫化氫氣體。
生物處理法：將硫化氫污染物通過生物處理系統，藉由微生物菌之分解、氧化、轉化後，將污染物完全分解氧化成硫酸根(SO4 2-)、二氧化碳(CO2)、水(H2O)等無害性之物質。雖然該生物處理法具有無二次污染之特性，但由於在處理效能(如：處理時間與處理濃度)上不具優勢，且需控制環境條件(如：濕度、酸鹼(pH)值與含氧濃度)，亦限制其發展性。
本發明一種沼氣脫硫系統之主要目的在於：提供一種將吸附劑進行循環再生，使吸附劑能夠重複使用，達到不需更換吸附劑的密閉循環再生的一種設計系統。
為達上述目的，本發明提供一種沼氣脫硫系統，包括：一接觸反應槽，內部填充吸附劑，用以吸收氣體中的硫化氫而產生一產物；一第一溶劑儲存槽，內部填充第一溶劑，該第一溶劑可與接觸反應槽中的產物接觸反應產生一第一液體產物；一第一液體產物處理槽，用以接收來自接觸反應槽中產生的第一液體產物，並將該第一液體產物進行冷卻過濾分離處理，產生第一溶劑產物與固態硫產物，該被分離的第一溶劑產物可流
回至第一溶劑儲存槽中，提供下次操作使用；一固態硫回收槽，用以回收儲存第一液體產物處理槽中被分離的固態硫產物；一第二溶劑儲存槽，內部填充有第二溶劑，該第二溶劑可與接觸反應槽中與殘留的第一溶劑接觸反應產生一第二液體產物；以及一第二液體產物處理槽，具有第二加熱裝置，用以將接收來自接觸反應槽中產生的第二液體產物，並經第二加熱裝置進行加熱蒸發過濾分離處理，而產生第一溶劑產物與第二溶劑產物，該被分離的第一溶劑產物可回流至第一液體產物處理槽中再被進行冷卻過濾分離處理，該被蒸發的第二溶劑產物則回流至第二溶劑儲存槽中被儲存，提供下次操作使用。
於上述本發明一種沼氣脫硫系統中，該氣體為沼氣。
於上述本發明一種沼氣脫硫系統中，該吸附劑11可以選自於氧化鐵、羥基氧化鐵及鈷-羥基氧化鐵中之一種；羥基氧化鐵由於有數目眾多孔徑小的孔隙，而具有較大的比表面積，因而有更高的脫硫活性，因此，較佳選擇為羥基氧化鐵。
於上述本發明一種沼氣脫硫系統中，該第一溶劑選自於極性溶劑，較佳選擇為二丙二醇甲醚。
於上述本發明一種沼氣脫硫系統中，該第二溶劑選自於乙醇。
於上述本發明一種沼氣脫硫系統中，更包括有一輸送泵浦，該輸送泵浦可以分別輸送第一溶劑儲存槽中的第一溶劑或第二溶劑儲存槽中的第二溶劑進入該接觸反應槽中與吸附劑進行第一次及第二次洗滌處理。
於上述本發明一種沼氣脫硫系統中，該第一溶劑儲存槽更包含有一第一加熱裝置，用以提供對第一溶劑進行加熱，使第一溶劑能夠充
分與吸附劑進行混合反應。
於上述本發明一種沼氣脫硫系統中，該第一溶劑儲存槽中第一加熱裝置之熱源可選自於回收熱或電熱，因電熱需使用額外電力，故較佳選擇為回收熱。
於上述本發明一種沼氣脫硫系統中，該第二液體產物處理槽中第二加熱裝置之熱源可選自於回收熱或電熱，，因電熱需使用額外電力，故較佳選擇為回收熱。
於上述本發明一種沼氣脫硫系統中，該第一液體產物處理槽30可以用自然冷卻或冷凝器進行冷卻過濾分離處理，因冷凝器必須使用額外電力，故較佳選擇為自然冷卻。
於上述本發明一種沼氣脫硫系統中，更包括：一氣體儲存槽，用以儲存來自厭氧反應產生的氣體，並可將該氣體輸入接觸反應槽內部，使體氣中的硫化氫被吸附劑吸收進行轉化反應；一緩衝儲氣槽，用以接收儲存來自接觸反應槽處理後的除硫氣體；以及一發電裝置，用以接收來自緩衝儲氣槽的氣體進行燃燒發電，而該燃燒發電的尾氣可提供第一溶劑儲存槽的第一加熱裝置及第二液體產物處理槽之第二加熱裝置使用。
本發明沼氣脫硫系統，主要用接觸反應槽中的吸附劑將沼氣中硫化氫吸附產生一產物；接著以一第一溶劑(二丙二醇甲醚)將該產物進行洗滌與分離處理，使硫化氫被轉化成固態硫而可被回收；再以一第二溶劑將殘留在接觸反應槽內部的第一溶劑進行洗滌與分離處理，使觸反應槽中的吸附劑回復原有吸附效率；據此，透過將吸附劑進行循環再生，使吸附劑能夠重複使用，達到不需更換吸附劑的密閉循環再生的一種設計系統。
上述本發明沼氣脫硫系統，具有下述優點：
一、本發明先利用接觸反應槽中的吸附劑將沼氣中硫化氫反應產生一產物
及除硫氣體，當吸附劑到達飽和時(吸附劑用量可以設計使用30日或利用檢測器量測硫化氫濃度值)，再利用第一溶劑(二丙二醇甲醚)將該產物進行洗滌反應產生第一液體產物，該第一液體產物再經冷卻分離處理產生一第一溶劑產物與固態硫產物，第一溶劑產物可以回收提供循環使用，固態硫則可以被安全回收，而接觸反應理槽中的吸附劑就可回復原有吸附效率，達到吸附劑循環再生、重複使用及不需更換的目的。
二、本發明可以使用兩組或多組接觸反應槽以串聯或並聯使用，當接觸反應槽操作使用30日後，可使用第一溶劑(二丙二醇甲醚)進行洗滌一次，一次洗滌時間約一天，洗滌只需使用一組輸送泵浦電力，因此不需使用大量電力；此外，一組接觸反應槽洗滌時，其他組接觸反應槽可以不中斷進行脫硫處理操作。又濃度高達2,000ppm以上時可以增加第一溶劑洗滌頻率(降低為20日或15日請洗一次)，因此本發明可以自由設定控制洗滌次數、時間及頻率，達到快速處理高濃度硫化氫的目的。
三、本發明第一次反應洗滌出的第一液體產物，可被第一產物處理槽進行冷卻過濾分離出第一溶劑產物及固態硫產物，第一溶劑產物可以回流到第一溶劑儲存槽中儲存，提供下次操作使用，固態硫則可以被安全回收儲存，因此，第一產物處理槽進行冷卻過濾分離處理不需使用任何電力就可完成。
四、本發明利用第二溶劑(乙醇)將殘留於接觸反應處理槽中的第一溶劑進行洗滌，使吸附劑吸附硫化氫污染物之吸附效率回復，而該第二溶劑(酒精)與第一溶劑接觸反應產生的一第二液體產物，再經加熱蒸發分離出一第一溶劑產物及第二溶劑產物，加熱蒸發分離使用之熱源為燃燒發電裝置之燃燒尾氣回收熱，因此，本系統不須使用外來電力加熱，第一溶劑產物可以回流到第一溶劑產物處理槽中，再經冷卻分離回收使用，而蒸發的第二溶劑(酒精)產物則可回流到第二溶劑儲存槽中儲存，提供下次操作使用，同
樣也不需使用電力。
五、本發明可以透過一控制器自動偵測氣體濃度，來進行自動洗滌處理，也可以透過控制器進行操作設定洗滌次數及時間，因此可以快速處理高濃度(2000ppm以上)含硫化氫H2S氣體之目的。
由上可知，使用本發明之沼氣脫硫系統，不僅可以重複再生吸附劑，也不需更換及處理回收吸附劑，且系統操作程序簡單，同時不必耗費大量之電力能源與水資源，因此，本發明可以改善畜牧場(或是其他污水處理廠)有機廢水排放對環境之污染，並提昇沼氣之利用性，達到資源再利用及環保之目標。
10、10a、10b‧‧‧接觸反應槽
11、11a、11b‧‧‧吸附劑
20‧‧‧第一溶劑儲存槽
21‧‧‧第一加熱裝置
30‧‧‧第一液體產物處理槽
31‧‧‧冷凝器
40‧‧‧固態硫回收槽
50‧‧‧第二溶劑儲存槽
60‧‧‧第二液體產物處理槽
61‧‧‧第二加熱裝置
70‧‧‧氣體儲存槽
71、72、73、74、75、76、77、78‧‧‧控制閥
80‧‧‧緩衝儲氣槽
90‧‧‧發電裝置
100‧‧‧輸送泵浦
101、102、103‧‧‧檢測器
200‧‧‧控制盤
201‧‧‧偵測線路
202‧‧‧控制線路
第1圖為本發明第一實施例的系統示意圖。
第2圖為本發明第二實施例的第一液體產物處理槽利用冷凝器進行冷卻分離的系統示意圖。
第3圖為本發明第三實施例的第二液體產物處理槽分離之第一溶劑產物回流至第一溶劑儲存槽的系統示意圖。
第4圖為本發明使用二組接觸反應槽串聯進行脫硫運作的系統示意圖。
第5圖為本發明第一接觸反應槽進行第一次及第二次洗滌運作(去除內部吸附之產物)，第二接觸反應槽進行脫硫運作的系統示意圖。
第6圖為本發明第二接觸反應槽進行第一次及第二次洗滌運作(去除內部吸附之產物)，第一接觸反應槽進行脫硫運作的系統示意圖。
第7圖為本發明使用二組接觸反應槽並聯進行脫硫運作的系統示意圖。
以下係藉由特定的具體實施例說明本發明之實施方式，使熟
習此技藝之人士可由本說明書所揭示之內容了解本發明之優點與功效。本發明亦可藉由其他不同的具體實施例加以施行或應用，於本說明書中的各項細節亦可基於不同觀點與應用，在不悖離本發明之精神下進行各種修飾與變更。
在本發明之實施例中之圖式均為簡化之示意圖。惟該等圖示僅顯示與本發明有關之元件，其所顯示之元件非為實際實施時之態樣，其實際實施時之元件數目、形狀、比例及元件佈局型態可為需求選擇性設計。以下以一組接觸反應槽及二組接觸反應槽的運作模式來具體敘述說明本發明實施方式。
請參閱第1圖本發明第一實施例系統示意圖所示，一種沼氣脫硫系統，包括：一接觸反應槽10、一第一溶劑儲存槽20、一第一液體產物處理槽30、一固態硫回收槽40、一第二溶劑儲存槽50及一第二液體產物處理槽60；其中該接觸反應槽10內部填充有吸附劑11，該吸附劑11可選自於顆粒狀或塊狀之氧化鐵、羥基氧化鐵及鈷-羥基氧化鐵，本實施例使用鈷-羥基氧化鐵；該第一溶劑儲存槽20具有第一加熱裝置21，該第二溶劑儲存槽60具有第二加熱裝置61；其中，如第4圖所示，該第一加熱裝置21使用燃燒發電裝置90的尾氣餘熱作為熱源，該第二加熱裝置61也使用燃燒發電裝置90的尾氣餘熱作為熱源。
本發明透過上述系統，令氣體(含硫化氫之沼氣)輸入接觸反應槽10內，該硫化氫被吸附劑11吸附反應而產生一產物，達到去除氣體中硫化氫的目的，一般氧化鐵去除率可以達95%以上，脫硫氣體可以輸出提供發電裝置燃燒發電。
又，該第一溶劑儲存槽20內部填充有第一溶劑，該第一溶劑選自於二丙二醇甲醚，第一溶劑儲存槽20內部設有第一加熱裝置21，第一
加熱裝置21透過燃燒發電裝置的尾氣餘熱作為熱源，可以對第一溶劑儲存槽20內部的第一溶劑加溫加溫至60~70℃，再透過一輸送泵浦100將第一溶劑輸入該接觸反應槽10內部與該產物(硫化氫被吸附劑11吸附而產生一產物)接觸反應而產生一第一液體產物，而該第一液體產物再流入第一液體產物處理槽30中，使接觸反應槽10內部的吸附劑11可以重複再生。
接著，流入第一液體產物處理槽30中的第一液體產物，再經進行25~30℃常溫自然冷卻過濾分離處理，而產生一第一溶劑產物及固態硫產物，該被分離的第一溶劑產物可回流到第一溶劑儲存槽20中儲存，提供下次循環使用，該被分離的固態硫則被回收儲存到一固態硫回收槽40中；藉此，可以達到硫回收儲存及第一溶劑重複回收使用目的。
前述第一液體產物處理槽30也可如第2圖所示，其揭示本發明第二實施例的第一液體產物處理槽30利用冷凝器31進行冷卻分離的系統示意圖，圖示中該冷凝器31配置在該第一液體產物處理槽30上方，冷凝器31可以先將第一液體產物進行冷卻，再進行過濾分離處理。
又，前述用第一溶劑沖洗接觸反應槽10內部的吸附劑11時，接觸反應槽10內部會殘留部分第一溶劑，通常會殘留5%以下；因此，透過上述本發明系統設計，令一第二溶劑儲存槽50內部填充第二溶劑，該第二溶劑為乙醇，再用一輸送泵浦100將該第二溶劑輸入接觸反應槽10內部與殘留之第一溶劑接觸反應而產生一第二液體產物，而該產生之第二液體產物再流入第二液體產物處理槽60中，使接觸反應槽10內部殘留之第一溶劑幾乎完全被去除，通常去除率可以達95%以上(內部殘留5%再被去除95%剩下0.25%)，使吸附劑11可以接近完全再生的效能，提供重複使用；此外，該流入第二溶劑回收處理槽60中之第二液體產物可透過第二加熱裝置61以70~80℃之間溫度進行加熱蒸發過濾分離處理，而產生一第一溶劑產物及第
二溶劑產物，該第二溶劑(乙醇)產物是被蒸發而分離，再回流到第二溶劑儲存槽50中被儲存，提供下次操作使用；該被分離之第一溶劑產物則可回流到第一液體產物處理槽30中，再次被重複進行冷卻過濾分離處理。
前述該被分離之第一溶劑產物也可直接回流到第一溶劑儲存槽20中被儲存，提供下次操作使用，如第3圖所示，該第3圖揭示本發明第三實施例的第二液體產物處理槽60分離之第一溶劑產物回流至第一溶劑儲存槽20的系統示意圖。
一般接觸反應槽10內部之吸附劑11的去除率約為達95~97%之間，因此，為了增加硫化氫的去除率，本發明沼氣脫硫系統亦可以有其他實施態樣變化，例如：第4圖及第7圖所示，其中第4圖揭示本發明較佳實施例使用二組接觸反應槽串連進行脫硫運作的系統示意圖；第7圖揭示本發明較佳實施例使用二組接觸反應槽並聯進行脫硫運作的系統示意圖；因此，本發明並不只侷限於此二組接觸反應槽串聯與並聯運作系統。
請再參閱第4圖所示，第4圖揭示本發明使用二組接觸反應槽串聯進行脫硫運作的系統示意圖，在圖示中，本發明沼氣脫硫系統，包括：第一接觸反應槽10a、第二接觸反應槽10b、一第一溶劑儲存槽20、一第一液體產物處理槽30、一固態硫回收槽40、一第二溶劑儲存槽50、一第二液體產物處理槽60、一氣體儲存槽70、一緩衝儲氣槽80及一發電裝置90；其中該第一接觸反應槽10a內部填充有吸附劑11a，該吸附劑11a選自於顆粒狀羥基氧化鐵；該第二接觸反應槽10b內部填充有吸附劑11b，該吸附劑11b也選自於顆粒狀羥基氧化鐵；該第一溶劑儲存槽20設有一第一加熱裝置21，內部填充有第一溶劑，該第一溶劑使用二丙二醇甲醚，該第一加熱裝置21可以接收來自發電裝置90燃燒發電的尾氣餘熱作為熱源；該第二溶劑儲存槽50內部填充有第二溶劑，該第二溶劑使用乙醇；該第二液體產物處
理槽60設有一第二加熱裝置61，該第二加熱裝置61可以接收發電裝置90燃燒發電的尾氣餘熱作為熱源。
上述本發明之系統運作的流程步驟如下所述，其中：步驟1~3：為第4圖本發明使用二組接觸反應槽串聯進行脫硫運作的系統示意圖。步驟4~6：為第5圖本發明第一接觸反應槽10a進行第一次及第二次洗滌運作(去除內部吸附之產物)，第二接觸反應槽10b進行脫硫運作的系統示意圖；以及第6圖本發明第二接觸反應槽10b進行第一次及第二次洗滌運作(去除內部吸附之產物)，第一接觸反應槽10a進行脫硫運作的系統示意圖。
步驟1：如第4圖所示，將該氣體儲存槽70接收儲存來自厭氧反應產生的氣體，並可將該氣體透過開啟控制閥71進入第一接觸反應槽10a內部與吸附劑11a接觸反應而產生一產物及氣體，其中該產物被吸附於吸附劑11a上，該氣體可以排出第一接觸反應槽10a；本系統可於第一接觸反應槽10a入口端控制閥71前端設置一檢測器101，可以提供量測輸入氣體所含硫化氫濃度，檢測器101也可以設置為一提供人工採樣的檢測口。
步驟2：如第4圖所示，將該排出第一接觸反應槽10a的氣體再透開啟控制閥73及72進入第二接觸反應槽10b內部與吸附劑11b接觸反應產生一產物及氣體，其中該產物為被吸附於吸附劑11b上，該氣體可以排出第二接觸反應槽10b；該第一接觸反應槽10a的控制閥73前端設置一檢測器102，可以提供量測第一接觸反應槽10a輸出之氣體所含硫化氫濃度。
步驟3：如第4圖所示，將該排出第二接觸反應槽10b的氣體透過開啟控制閥74進入緩衝儲氣槽80儲存，而該儲存於緩衝儲氣槽80中的氣體再透過開啟控制閥75進入發電裝置90提供燃燒發電，發電裝置90燃燒發電的尾氣餘熱可以透過開啟控制閥77及78進入第一溶劑儲存槽20之第一
加熱裝置21與第二液體產物處理槽60之第二加熱裝置61，該第一加熱裝置21可以將第一溶劑儲存槽20內的第一溶劑加熱至較佳操作溫度(約60~70℃)，該第二加熱裝置61可以將硫入到第二液體產物處理槽60內的第二液體產物進行加熱(約70~80℃)，該第二接觸反應槽10b的控制閥74前端設置一檢測器103，可以提供量測第二接觸反應槽10b輸出氣體所含硫化氫濃度。
步驟4：如第5圖所示，當第一接觸反應槽10a運作30日時或檢測器102量測輸出氣體含硫化氫濃度過高時，可將關閉控制閥71，另行開啟控制閥72，使該氣體儲存槽70的氣體由控制閥72進入第二接觸反應槽10b，由第二接觸反應槽10b單獨進行脫硫運作。
步驟5：第一接觸反應槽10a第一次洗滌運作，如第5圖所示，將第一溶劑儲存槽20內的第一溶劑加熱至較佳操作溫度(約60~70℃)，再用一輸送泵浦100先將第一溶劑(二丙二醇甲醚)輸送進入第一接觸反應槽10a中與被吸附於吸附劑11a上的產物接觸反應產生一第一液體產物，而該第一液體產物則可流入第一液體產物處理槽30中，再將該第一液體產物利用自然冷卻方式沉澱過濾分離出一第一溶劑產物(二丙二醇甲醚)與固態硫產物，該固態硫產物可被回收儲存於固態硫收集槽40，而該第一溶劑產物(二丙二醇甲醚)可回流到第一溶劑儲存槽20被儲存，提供下次操作使用。
步驟6：第一接觸反應槽10a第二次洗滌運作，如第5圖所示，利用一輸送泵浦100將儲存於第二溶劑儲存槽50中的第二溶劑(乙醇)輸送進入第一接觸反應槽10a中與第一次洗滌運作殘留的第一溶劑接觸反應產生一第二液體產物，並將該第二液體產物流入到第二液體產物處理槽60中，再以一第二加熱裝置61將第二液體產物加熱蒸發分離出一第一溶劑產物(二丙二醇甲醚)與第二溶劑產物(乙醇)，該第二溶劑產物(乙醇)是被蒸
發而分離回流到第二溶劑儲存槽50中被降溫至常溫(約30℃)儲存，提供下次操作使用；該被分離之第一溶劑產物(二丙二醇甲醚)則可回流到第一液體產物處理槽30中，再次被進行冷卻沉澱過濾分離處理
請再參閱第6圖所示，圖示中揭示本發明以第二接觸反應槽10b進行第一次及第二次洗滌運作(去除內部吸附之產物)，第一接觸反應槽10a進行脫硫運作的系統示意圖。
請再參閱第7圖所示，圖示中揭示本發明使用二組接觸反應槽10a、10b並聯進行脫硫運作的系統示意圖。圖示中本系統可關閉控制閥73，另行開啟控制閥71及72，再將氣體儲存槽70的氣體由控制閥71及72同時進入第一接觸反應槽10a及第二接觸反應槽10b，由第一接觸反應槽10a及第二接觸反應槽10b同時進行脫硫運作，該第一接觸反應槽10a處理後的氣體可透過開啟控制閥76輸出，而該第二接觸反應槽10b處理後的氣體可透過開啟控制閥74輸出進入緩衝儲氣槽80儲存，而該儲存於緩衝儲氣槽80中的氣體可再透過開啟控制閥75進入發電裝置90提供燃燒發電。此外，第7圖並聯進行脫硫運作系統之第一次及第二次進行洗滌運作的操作方式與第4圖所示串聯方式相同。
在上述各種實施例中，以串連方式實施本系統時，當其第一組接觸反應處理槽之氣體出口的檢測器量測出硫化氫濃度過高時，可以開啟第二接觸反應處理槽進行脫硫處理，如果第二接觸反應槽檢測濃度也未符合排放標準或設定標準時，可以再開啟第三接觸反應槽進行脫硫處理，以此類推，直到處理後排出之氣體含硫化氫濃度符合設定(排放)標準時，就可使該氣體儲存於緩衝儲氣槽，再提供發電裝置燃燒發電，因此，本發明之沼氣脫硫系統並不限定接觸反應處理槽之數量，可以多數組進行串聯、並聯或串並聯組接使用。
由以上之各種具體態樣及實例之圖示說明，可顯示本發明之沼氣脫硫系統，能夠有效將沼氣中之硫化氫濃度減低，並將該去除之硫轉換為固態硫而被安全回收，同時可以將吸附劑進行循環再生，使吸附劑能夠重複使用，並且不需更換及處理回收吸附劑，其系統操作程序簡單，同時不必耗費大量之電力能源與水資源，因此，本發明可以改善畜牧場(或是其他污水處理廠)有機廢水排放對環境之污染，並提昇沼氣之利用性，達到資源再利用及環保之目標。
Claims (10)
- 一種沼氣脫硫系統，包括：一接觸反應槽，內部填充吸附劑，用以吸收氣體中硫化氫而產生一產物；一第一溶劑儲存槽，內部填充第一溶劑，該第一溶劑可與接觸反應槽中的產物接觸反應產生一第一液體產物；一第一液體產物處理槽，用以接收來自接觸反應槽中產生的第一液體產物，並將該第一液體產物進行冷卻過濾分離處理，而產生一第一溶劑產物與固態硫產物，該被分離的第一溶劑產物可流回至第一溶劑儲存槽中，提供下次操作使用；一固態硫回收槽，用以回收儲存第一液體產物處理槽中被分離的固態硫產物；一第二溶劑儲存槽，內部填充有第二溶劑，該第二溶劑可與接觸反應槽中與殘留的第一溶劑接觸反應產生一第二液體產物；以及一第二液體產物處理槽，具有加熱裝置，用以將接收來自接觸反應槽中產生的第二液體產物，並經加熱裝置進行加熱蒸發過濾分離處理，而產生一第一溶劑產物與第二溶劑產物，該被分離的第一溶劑產物可回流至第一液體產物處理槽中再被進行冷卻過濾分離處理，該被蒸發的第二溶劑產物則回流至第二溶劑儲存槽中被儲存，提供下次操作使用。
- 依據申請專利範圍第1項所述之沼氣脫硫系統，其中，該吸附劑選自於氧化鐵、羥基氧化鐵及及鈷-羥基氧化鐵中之一種。
- 依據申請專利範圍第1項所述之沼氣脫硫系統，其中，該第一溶劑選自於二丙二醇甲醚。
- 依據申請專利範圍第1項所述之沼氣脫硫系統，其中，該第二溶劑選自於乙醇。
- 依據申請專利範圍第1項所述之沼氣脫硫系統，其中，更包括有一輸送泵浦，該輸送泵浦可以輸送第一溶劑儲存槽中的第一溶劑及第二溶劑儲存槽中的第二溶劑進入該接觸反應槽中。
- 依據申請專利範圍第1項所述之沼氣脫硫系統，其中，該第一溶劑儲存槽更包含有一加熱裝置。
- 依據申請專利範圍第1項所述之沼氣脫硫系統，其中，該第一液體產物處理槽之冷卻過濾分離處理為自然冷卻及冷凝器冷卻中之一種。
- 依據申請專利範圍第1項所述之沼氣脫硫系統，其中，更包括：一氣體儲存槽，用以儲存來自厭氧反應產生的氣體，並可將該氣體輸入接觸反應槽內部，使體氣中的硫化氫被吸附劑吸收進行轉化反應；一緩衝儲氣槽，用以接收儲存來自接觸反應槽處理後的除硫氣體；以及一發電裝置，用以接收來自緩衝儲氣槽的氣體進行燃燒發電，而該燃燒發電的尾氣可提供第一溶劑儲存槽的加熱裝置及第二液體產物處理槽之加熱裝置使用。
- 依據申請專利範圍第1項所述之沼氣脫硫系統，其中，該接觸反應槽之氣體入口及出口設有一檢測器。
- 依據申請專利範圍第1至9項所述之沼氣脫硫系統，其中，更包括有一控制盤，可以控制接觸反應槽、第一溶劑儲存槽、加熱裝置、第一液體處理槽、第二溶劑儲存槽、第二液體產物處理槽、加熱裝置、氣體儲存槽、緩衝儲氣槽及發電裝置之作動。
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