本发明专利技术公开了一体化沼气生物脱硫装置，包括由相互隔离的上脱硫塔（３）和下脱硫塔（１６）组成的塔体以及喷淋系统和回流系统；在上脱硫塔（３）的顶部设置沼气出口（１），喷淋系统包括设置于上脱硫塔（３）内腔上半部的喷淋头（２）以及位于塔体外的输送管（２３），输送管（２３）的两端分别与上脱硫塔（３）内的喷淋头（２）以及与下脱硫塔（１６）的内腔相连通，在输送管（２３）上设有循环泵（１７）；回流系统包括位于塔体外的回流管（１９），回流管（１９）的两端分别与上脱硫塔（３）内腔的底部以及与下脱硫塔（１６）的内腔相连通。该一体化沼气生物脱硫装置具有安全、高效、工艺参数可实时监控等特点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种安全高效的一体化沼气生物脱硫装置，属于沼气脱硫工程技术领 域。
技术介绍
在养殖场粪污和作物秸秆等农业有机废弃物厌氧发酵产生的沼气中，除了主要含 有甲烷和二氧化碳外，还有微量的硫化氢气体。硫化氢是一种高刺激性剧毒气体，在有氧 和湿热条件下，不仅会引起设备和管路腐蚀，而且还会对大气环境造成污染，严重威胁人身 安全。因此，我国环保标准严格规定利用沼气能源时，沼气气体中硫化氢的含量不得超过 20mg/m3。未经处理的沼气中，硫化氢的浓度一般为1 12g/m3，远远高于我国环保标准的规 定，因此，硫化氢的脱除成为沼气使用过程，尤其是沼气发电工程中必不可少的一个环节。目前，沼气脱硫的方法有化学法、物化法和生物法等。传统的物理化学法存在运行 费用高、投资大、产生二次污染等缺点，难以大规模推广应用。而近几年兴起的生物法是通 过脱硫细菌的代谢作用将硫化氢转化为单质硫，因其不需催化剂和氧化剂(需氧气)，不需 处理化学污泥，少污染，低能耗，高效率，可回收单质硫等优点而更被关注。但生物脱硫法必 须给硫细菌营造一个适宜的环境，控制PH值、溶解氧、温度、硫化氢负荷等因素，才能确保 其具有较高的生物活性，以达到最佳的脱硫效果。由于脱硫菌的代谢过程中需要氧气，而沼气是可燃气体，与氧气直接混合，存在发 生爆炸的安全隐患。如中国专利公开的“沼气生物脱硫装置”(CN 200710067269. 1)，空气 与沼气从同一进口直接混合后进入，存在安全隐患。另外，脱硫菌的代谢过程中溶解氧的控 制要求很高，过多或过少都会严重影响脱硫效果。如何控制合理的曝气量，使生物脱硫后的 最终产物为单质硫，是沼气生物脱硫技术的又一关键所在。为了准确控制溶解氧含量，中国 专利公开的“沼气生物脱硫装置”(CN 200910162260. 8)，把生物脱硫塔、营养液下脱硫池、 单质硫的沉降池等分设在平行布置的装置中，但其存在设备整体复杂、占用场地大等缺陷。 现有技术主要为单一的好氧法生物脱硫，实际脱硫效率难以达到95%以上，且随着沼气中 硫化氢负荷的变化，脱硫过程溶解氧含量、PH值等参数极不稳定，脱硫后沼气中的硫化氢含 量难以稳定控制在20mg/m3以下。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种安全、高效、工艺参数可实时监控的一体化 沼气生物脱硫装置。为了解决上述技术问题，本专利技术提供一体化沼气生物脱硫装置，包括由相互隔离 的上脱硫塔和下脱硫塔组成的塔体以及喷淋系统和回流系统；在上脱硫塔的顶部设置沼气 出口，喷淋系统包括设置于上脱硫塔内腔上半部的喷淋头以及位于塔体外的输送管，输送 管的两端分别与上脱硫塔内的喷淋头以及与下脱硫塔的内腔相连通，在输送管上设有循环 泵；回流系统包括位于塔体外的回流管，回流管的两端分别与上脱硫塔内腔的底部以及与下脱硫塔的内腔相连通。作为本专利技术的一体化沼气生物脱硫装置的改进在上脱硫塔的内腔中设置含有脱 硫细菌的填料，填料位于喷淋头的下方；在上脱硫塔的内腔中还分别设有从上至下依次排 列于填料下方的热水盘管、沼气进口管和沼气布气管，沼气进口管与沼气布气管相连通；热 水盘管的进口端与沼气进口管的进口端均密封地穿越上脱硫塔的侧壁后位于上脱硫塔的 外部，在上脱硫塔的侧壁上设有与上脱硫塔的内腔相连通的单质硫上排放阀；单质硫上排 放阀靠近上脱硫塔的底部。作为本专利技术的一体化沼气生物脱硫装置的进一步改进进液管的进口端与位于下 脱硫塔外部的营养液补液箱密封相连，进液管的出口端密封地穿越下脱硫塔的侧壁后位于 下脱硫塔的内腔中，在进液管的出口端设置用于控制进液管导通的浮阀；在下脱硫塔内设 有带有曝气头的盘形曝气器，浮阀位于盘形曝气器的上方；位于下脱硫塔外部的进风管与 盘形曝气器上的曝气头相连通，在进风管上设置进气阀；在下脱硫塔的底部设置与下脱硫 塔的内腔相连通的单质硫下排放阀。作为本专利技术的一体化沼气生物脱硫装置的进一步改进在回流管的上端设置下弯 的弯头，弯头与上脱硫塔内腔的底部相连通；在回流管上设置使回流管的内腔与外界大气 相连通的平衡管。作为本专利技术的一体化沼气生物脱硫装置的进一步改进排气管与下脱硫塔内腔的 上半部相连通。作为本专利技术的一体化沼气生物脱硫装置的进一步改进在输送管上依照输送管内 液体的流动方向分别设有过滤器、循环泵和调节阀，输送管的进口端与位于盘形曝气器下 方的下脱硫塔内腔相连通；在过滤器的下端设置排放阀。作为本专利技术的一体化沼气生物脱硫装置的进一步改进在填料的上、下两端各设 置一套由温度传感器和PH值传感器组成的数据采集器I ；在沼气进气管的入口处设置用于 分别检测硫化氢浓度和流量的数据采集器II ；在沼气出口处设置用于分别检测硫化氢浓 度和氧气浓度的气体浓度采集器，在下脱硫塔的内腔中设置用于检测营养液温度、PH值和 溶解氧的数据采集器III。本专利技术与
技术介绍
相比具有的有益效果是(1)上下脱硫塔、营养液喷淋和回流系统集成为一体化，加工和安装方便，占用场 地面积小，有利于推广应用。(2)沼气和空气分别进入上脱硫塔和下脱硫塔内，两者相互隔开，确保沼气与空气 的完全隔绝，避免了现有技术中氧气和沼气直接混合存在的不安全隐患。另外，回流管上设 置与其连通的平衡管，可防止产生虹吸现象，确保上脱硫塔内的溶液始终保持在一定的液 面高度，而不会全部回流到下脱硫塔内，回流管的弯头始终浸没在液面下，起到水封作用， 塔内沼气与外部空气不会连通，保证了沼气生物脱硫的安全运行。(3)上脱硫塔内进行沼气的生物脱硫，在填料区脱硫细菌的作用下，沼气中硫化氢 转化为单质硫，同时，填料区的喷淋液也可吸收部分硫化氢，沼气通入溶液内，溶液可吸收 部分硫化氢，溶液通过回流管进入下脱硫塔进行循环好氧生物脱硫，从而提高了沼气生物 脱硫的效率，沼气中硫化氢去除率大于95%。脱硫后沼气中的硫化氢含量能稳定控制在 20mg/m3 以下。(4)利用热水盘管对寒冷季节进入塔内的沼气进行增温，保证生物脱硫适宜的温 度，避免直接对营养液加温而使溶解氧含量偏低所致的不可控情况。(5)下脱硫塔内利用数据采集器III测定反应液内的溶解氧浓度，通过调节进风管 上的进气阀调节曝气量，使溶解氧浓度控制在0. 8 1. Omg/L之间，促使硫化氢气体向单质 硫转化，并防止反应液的酸化，实现了沼气生物脱硫的高效运行。(6)通过不同位置传感器的安装，脱硫过程中的pH值、溶解氧、温度、硫化氢负荷 等工艺参数和脱硫效果能实时监测和控制，给脱硫细菌营造一个适宜的环境，确保其具有 较高的生物活性，以达到最佳的脱硫效果。(7)进液管与浮阀的设置可以实现营养液的自动补充，使下脱硫塔内营养液液面 保持稳定；下脱硫塔内的营养液可通过过滤器下端的排放阀排出，通过营养液补液箱和进 液管补充新营养液，可实现塔内营养物质的更新。附图说明下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步详细说明。图1是本专利技术的一体化沼气生物脱硫装置的结构示意图；图 1 中1、沼气出口，2、喷淋头，3、上脱硫塔，4、热水盘管，5、沼气进气管，6、沼气布气管， 7、营养液补液箱，8、进液管，9、进风管，10、进气阀，11、观察孔，12、曝气头，13、单质硫下排 放阀，14、排放阀，15、过滤器，16、下脱硫塔，17、循环泵，18、调节阀，19、回流管，本文档来自技高网...
【技术保护点】
一体化沼气生物脱硫装置，其特征是：包括由相互隔离的上脱硫塔（３）和下脱硫塔（１６）组成的塔体以及喷淋系统和回流系统；在上脱硫塔（３）的顶部设置沼气出口（１），所述喷淋系统包括设置于上脱硫塔（３）内腔上半部的喷淋头（２）以及位于塔体外的输送管（２３），所述输送管（２３）的两端分别与上脱硫塔（３）内的喷淋头（２）以及与下脱硫塔（１６）的内腔相连通，在输送管（２３）上设有循环泵（１７）；所述回流系统包括位于塔体外的回流管（１９），所述回流管（１９）的两端分别与上脱硫塔（３）内腔的底部以及与下脱硫塔（１６）的内腔相连通。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：盛奎川，麦霍德艾德，钱湘群，陈祥，胡宝兰，盛兴华，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：86[中国|杭州]
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。