本发明专利技术涉及一种生物脱硫装置及工艺，特别是一种沼气生物脱硫装置及脱硫工艺。包括脱硫塔，生物氧化反应器，硫分离器，脱硫塔的底部与生物氧化反应器的底部连接，生物氧化反应器上设置有与硫分离器连接的管路，生物氧化反应器与脱硫塔上部通过管路连接；生物氧化反应器上设置有通压缩空气的出、入口。本实施例的生物脱硫工艺的优势是：生物法脱硫工艺无二次污染，生物法脱硫工艺中沼气热值保持不变，生物法脱硫工艺控制系统简单。
Biogas biological desulfurizing device and desulfurizing process
The invention relates to a biological desulfurization device and a process, in particular to a biogas biological desulfurization device and a desulfurizing process. Including desulfurization tower, biological oxidation reactor, sulfur separator, and the bottom of the bio oxidation reactor is connected with the bottom of the desulfurization tower, biological oxidation reactor is provided with a pipeline connected with the sulfur separator, biological oxidation reactor and desulfurization tower connected by pipeline; bio oxidation reactor is provided with a through compressed air, entrance. The advantages of the biological desulfurization process in the embodiment of the invention are as follows: the biological desulfurization process has no two pollution, and the calorific value of the biogas in the biological desulfurization process remains unchanged.
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种生物脱硫装置及工艺，特别是一种沼气生物脱硫装置及脱硫工艺。
技术介绍
沼气是生物质能源，属于可再生能源。沼气中由于含有H2S，在湿热条件下，对金属管道、储气柜和用气设备具有很强的腐蚀性。而且在沼气燃烧时，H2S还会转化为SO2，不仅会污染环境，而且还会腐蚀设备，所以沼气在使用前需要去除其中含有的H2S。目前的沼气脱硫技术主要有以下三种方式：干法脱硫：在干式脱硫塔中，通过氧化铁脱硫剂与H2S的反应去除沼气中的H2S。但脱硫剂在反复使用后会失效，产生的废料会造成二次污染。湿法脱硫：在湿式脱硫塔中，通过碱性液体吸收沼气中的H2S。其第一步采用PH为12.5的NaOH溶液洗涤沼气，H2S的去除率为80%。第二步采用PH为9.5的NaCO3和NaOH溶液洗涤，经过二步处理后的H2S的去除率达到99%以上。但这种方法碱液在循环过程中很快结晶，堵塞水泵、管道等。生物脱硫：是利用脱硫细菌例如光合硫细菌、硫杆菌、无色硫细菌等将H2S转化，可以有两种反应式，为：H2S+2O2→H2SO4H2S+O2→S+H2O生物脱硫每立方米沼气处理成本低于0.1元，远低于干法脱硫和湿法脱硫。目前的生物脱硫，大部分是用污泥经过充分曝气后，培养驯化得到的含脱硫细菌的溶液作为吸收液，在吸收塔内与沼气接触进行反应。虽然理论上来说，通过控制参与反应的氧含量可以控制反应是有利于生成H2SO4还是生成单质S，但是由于反应的复杂性，如何对反应进行有效控制使其生成单质S还未见公开。通常，由于吸收液要经过曝气使其中溶解氧以作为除H2S的氧化剂，一般是充分曝气使氧饱和，这样曝气容易控制。吸收液一般为中性或酸性，例如吸收液初始PH值为8.0，随着反应的进行逐渐降为2.5-3.0，这种生物脱硫技术是将H2S转化为H2SO4。通常经过酸性生物脱硫后，还不能达到沼气脱硫所要求的脱除效果，还要进一步经过干法脱硫，工艺复杂。另生成的PH为2.5-3.0的酸性吸收液对设备具有较强的腐蚀性，对脱硫设备的耐腐蚀性要求较高，还需要经常换吸收液。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种能耗低、脱硫率高的沼气生物脱硫装置的脱硫方法。本专利技术的沼气生物脱硫装置采用如下技术方案：一种沼气生物脱硫装置，包括脱硫塔，生物反应器，硫分离器，脱硫塔的底部与生物反应器的底部连接，生物反应器上设置有与硫分离器连接的管路，生物反应器与脱硫塔上部通过管路连接，生物反应器上设置有通空气的出、入口。脱硫工艺采用如下技术方案：沼气生物脱硫装置的脱硫方法，按如下步骤进行：碱液在脱硫塔内吸收硫化氢，微生物在生物氧化反应器内将吸收硫化氢后的脱硫液再生，并产生单质硫。脱硫方法的优选方案是：脱硫液经脱硫塔顶部的喷淋头喷淋而下，含硫化氢的沼气从脱硫塔下部的进气管吹入，在脱硫塔中部的填料中与循环液充分接触，循环液呈碱性，将硫化氢从沼气中选择性吸收出来，吸收硫化氢的脱硫液进入生物氧化反应器，反应器中存在脱硫微生物，通过氧化作用将脱硫液中的硫氢根离子氧化成单质硫。附图说明图1是本专利技术的脱硫装置结构示意图。具体实施方式下面结合附图及实施例详述本专利技术：1、生物脱硫工艺原理简介生物脱硫(BDS)是利用微生物和它所含的酶催化含硫化合物(H2S、有机硫)，将其所含硫有机物转化为单质硫S0-的过程。TS生物脱硫工艺采用新型脱硫菌种（氧化亚铁硫杆菌、氧化硫硫杆菌以及假单胞菌、不动杆菌等），其脱硫效率可高于99.5%，高于一般的生物脱硫技术。生物脱硫工艺属于分离式生物脱硫工艺，不引进空气、氧气等外源性气体，沼气的热值保持不变，可以用于生活垃圾、餐厨垃圾厌氧消化产生的沼气、天然气、工业废气中H2S的清除。脱硫产物为高纯度的单质硫，可用于制造硫酸、化肥等。生物脱硫工艺可分为三个单元：①脱硫塔②生物氧化反应器③硫分离器。在下面的流程图中；碱性的生物洗涤液（PH值为7～9的NaOH溶液）从脱硫塔顶部喷出，与从脱硫塔底部进入的含硫化物(主要H2S)的气源逆流接触，高效吸收H2S。吸收H2S含有硫化物的脱硫液从脱硫塔底部流入生物氧化反应器，通过脱硫微生物的生物处理，完成碱性的生物洗涤液再生。单质硫从硫分离器中以颗粒沉淀的方式分离出生物脱硫系统。在脱硫塔中，H2S被脱硫液吸收，主要化学反应如下：H2S的吸收：H2S+OH-=HS-+H2O；H2S+CO32-=HS-+HCO-CO2的吸收：CO2+OH-=HCO3–生物氧化反应器内主要化学反应如下：脱硫液的再生：HCO3-+OH-=CO32-+H2O2、生物脱硫工艺主要特点(1)脱硫效率高H2S去除率超高达到99.5%（以上），并可去除其它有机硫化物，如COS。(2)脱硫成本低生物脱硫工艺只需一定比例（0.5立方米/kg硫左右）的压缩空气以及补充少量营养液（NPK）、软化水（无钙镁离子的锅炉水）、碱液（NaOH溶液），无须添加昂贵化学试剂。与其它脱硫技术相比，运行成本超低，是传统湿法脱硫(碱液洗涤)、干法(化学氧化)1/10，乃至几十分之一。(3)脱硫终产品为高纯度（95%～98%）单质硫，无二次污染，无须再处理，可直接销售。(4)沼气热值保持不变脱硫塔与生物氧化反应器通过物理的方式（相当于水封作用，封住沼气不与外界相通）隔离，不会向沼气中引入空气或氧气，不会降低沼气的热值。不会给后续用户带来安全隐患。(5)抗负荷能力强H2S浓度100～20000ppm之间波动，对整个脱硫系统影响很小。(6)自动化程度高通过PLC和在线监测仪表对关键参数监控，全自动运行，无劳动强度。一种沼气生物脱硫装置，由脱硫塔1，生物氧化反应器2和硫分离器等组成，脱硫塔1的底部通过管路与生物氧化反应器2的底部连接，生物氧化反应器2上设置有与硫分离器3连接的管路，生物氧化反应器2与脱硫塔1上部通过管路连接，这样，生物氧化反应器2与脱硫塔1两个独立的设备之间通过管路连接成闭路循环模式（属于物理方式的隔离，不会向沼气中引入空气或氧气，不会降低沼气的热值），脱硫塔1的上部设置有排放脱除硫化氢以后的沼气管路，生物氧化反应器2上设置有通空气的出、入口。脱硫方法，碱液在脱硫塔内吸收硫化氢，微生物在生物氧化反应器内将吸收硫化氢后的脱硫液再生，并产生单质硫。脱硫液经脱硫塔顶部的喷淋头喷淋而下，含硫化氢的沼气从脱硫塔下部的进气管吹入，在脱硫塔中部的填料中与循环液充分接触，循环液呈碱性，将硫化氢从沼气中选择性吸收出来，吸收硫化氢的脱硫液进入生物氧化反应器，反应器中存在脱硫微生物，通过氧化作用将脱硫液中的硫氢根离子氧化成单质硫。3、本实施例的生物脱硫工艺的优势以山东某厂沼气处理工艺设计为例，沼气处理量为4000m3/h，设计沼气的压力为3KPa，硫化氢浓度5000ppm，要求脱硫后沼气含硫化氢量的浓度不大于100ppm。对各种脱硫工艺进行比较如下：3.1与传统脱硫工艺相比，生物脱硫工艺优势(1)生物法脱硫工艺运行成本低生物法脱硫工艺虽前期一次性投入较大，但运行不需要添加昂贵的化学试剂，运行成本仅为0.009元/m3，远低于传统脱硫工艺，经济效益十分可观。(2)生物法脱硫工艺运行非常稳定生物法脱硫工艺生产的单质硫水溶性非常好，不会堵塞管道。而传统干法脱硫工艺超大的弊端是经常性的堵塞。(3)生物法脱硫工艺无二次污染传统的湿法脱硫本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种沼气生物脱硫装置，包括脱硫塔，生物氧化反应器，硫分离器，其特征在于：脱硫塔的底部与生物氧化反应器的底部连接，生物氧化反应器上设置有与硫分离器连接的管路，生物氧化反应器与脱硫塔上部通过管路连接；生物氧化反应器上设置有通压缩空气的出、入口。
【技术特征摘要】
1.一种沼气生物脱硫装置，包括脱硫塔，生物氧化反应器，硫分离器，其特征在于：脱硫塔的底部与生物氧化反应器的底部连接，生物氧化反应器上设置有与硫分离器连接的管路，生物氧化反应器与脱硫塔上部通过管路连接；生物氧化反应器上设置有通压缩空气的出、入口。2.一种如权利要求1所述的沼气生物脱硫装置的脱硫方法，按如下步骤进行：碱液在脱硫塔内吸收硫化氢，微生物在生物氧化反应器内将吸收硫...
【专利技术属性】
技术研发人员：付金玲，李见，曹颖，吴莉香，陈同来，张艳鹏，
申请(专利权)人：唐山绿源环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：河北;13
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