沼气生物脱硫装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种沼气生物脱硫装置，包括沼气发酵罐、脱硫菌附着载体和空气加载计量系统，所述脱硫菌附着载体具有网孔结构，其位于所述发酵罐内的发酵物液面上方；所述空气加载计量系统的空气进口与所述沼气发酵罐的罐内相通，并位于所述发酵罐内的发酵物液面上方。该附着载体上的脱硫菌通过代谢作用将厌氧产生的沼气中的Ｈ２Ｓ转化成的单质硫，该单质硫可以自动掉入网孔下方的发酵物中。本实用新型专利技术的脱硫装置与发酵罐一体化，不需要增加管道及外部装置工作，从而可以避免运行错误，节省了投资和外部系统的运行费用。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种沼气生物脱硫装置，尤其是一种适用于厌氧反应产生的含有 硫化氢成分的沼气的脱硫处理装置。
技术介绍
在大多数情况下，沼气的产生是在厌氧环境中进行的。任何形状的、加盖气体密封 的、可以用来保存进料的罐或池体叫做沼气池、发酵罐或反应器。目前，最常见的发酵罐是 圆柱形的混凝土或钢结构的罐体。发酵罐中的进料(发酵底物)被加热到中温32-43°C或 高温50-60°C。在这种温暖的厌氧环境中，发酵菌将开始生长和分解进料中的挥发性有机物 并产生沼气。厌氧发酵有4个阶段，每个阶段由不同的发酵菌起作用。最后一个阶段的产 甲烷菌把前几个阶段的产物转化成我们最需要的沼气，沼气以气泡的形式从发酵底物中冒 出。在发酵罐的上部，即高于底物表面的空间，沼气被固定的发酵罐顶部捕捉并输送到外部 储气柜中，或者由位于发酵罐顶部的弹性膜盖捕捉，同时作为沼气收集和储存装置。收集的沼气的主要成分为CH4 (45-70 % ), CO2 (25-50 % ), H2O (0-10 % )， N2 (0-5% )，O2 (0-3% )，其中N2, NH3, H2S的浓度是ppm级。因为H2S对所有材料，尤其铁制 品的有非常强的腐蚀性；在很多情况下，沼气在带有发电机的燃气发动机(CHP)中燃烧，很 多CHP制造商要求含量不超过200-300ppm。为了能够使用沼气，必须把减少到较 低水平，即脱硫。常用的脱硫系统需要把发酵罐产生的含沼气通过管道输送到外部脱硫装置中 来进行化学法或生物法脱硫。化学法脱硫是采用化学物质(通常是铁化合物)与压3发生化 学反应，把压3转化成固体硫化物或单质硫。化学脱硫维护复杂且运行成本高。为了达到脱 硫效果，化学脱硫需要连续投入低浓度的大量的化学药剂。这种方法需要持续监测设备，额外 的管道，投料以及储料设备。总的来说，利用化学物质特别是高浓度化学物质相对危险。另一种化学脱硫方法利用活性炭去除吐3。这种方法也需要外部设备。活性炭通 常填在圆柱形罐体内，气体流经活性炭与其反应。在此过程中，活性炭表面空隙被硫化物或 单质硫覆盖后失活。这样需要持续监测活性炭，当活性炭失活后需要更新。外部生物脱硫法采用内部生长着脱硫菌的脱硫塔(即脱硫装置)通过脱硫细菌的 代谢作用将除H2S转化成单质硫从沼气中除去H2S,由于需要额外设备，维护复杂以及更换 填料，其成本相对较高。该方法需要在脱硫装置内给脱硫菌提供适合其生长的温度、湿度、 氧气含量等条件。其存在的问题是脱硫菌的生存环境(温度、湿度、氧气)难以严格控制， 无法保证脱硫效果；而且还要对外部脱硫装置监测和进行清除单质S的维护，否则含量 高的沼气在管道中被脱硫，导致管道中更多的硫沉淀，降低气体的流动性，可能导致管道全 部堵塞。
技术实现思路
本技术提供一种与沼气发生装置一体化的脱硫装置，以克服外部脱硫装置脱硫环境难以控制、运行维护难、成本高等问题。为达到上述专利技术目的，本技术提供如下技术方案一种沼气生物脱硫装置，包括沼气发酵罐、脱硫菌附着载体和空气加载计量系统， 所述脱硫菌附着载体具有网孔结构，其位于所述发酵罐内的发酵物液面上方；所述空气加 载计量系统的空气进口与所述沼气发酵罐的罐内相通，并位于所述发酵罐内的发酵物液面 上方。进一步地，上述空气进口设置在脱硫菌附着载体与所述发酵罐内的发酵物液面之 间的发酵罐壁体上。进一步地，上述脱硫菌附着载体包括网状体和支撑架，所述网状体设置在所述支 撑架上。进一步地，上述网状体具有适于细菌附着和生长的网状结构表面，优选丝网状填 料。进一步地，上述脱硫菌附着载体为多层分隔设置。进一步地，上述空气加载计量系统包括空气泵、流量控制单元和空气进口、，所述 流量控制单元设置在所述空气泵与所述空气进口之间。进一步地，上述流量控制单元包括气体流量控制器和阀门，所述阀门包括控制阀 门、检查阀、罐体前置检查阀，所述控制阀门设置在所述空气泵与所述气体流量控制器之 间，所述检查阀设置在所述气体流量控制器的输出端，所述罐体前置检查阀设置在所述空 气进口的输入端。进一步地，上述沼气发酵罐的顶部设有密封顶，所述密封顶与所述罐内发酵物液 面之间形成沼气储气室。进一步地，上述沼气发酵罐内设有测氧探头。本技术利用生长在具有网孔结构的附着载体上的脱硫菌，通过代谢作用将厌 氧产生的沼气中的转化成的单质硫，产生的单质硫可以自动掉入网孔下方的发酵物中。 发酵罐外部有空气泵，向发酵罐内泵入一定量的空气，来保证脱硫菌生长繁殖所需要的氧 气，又不会影响厌氧发酵。本技术的有益效果1、本技术在脱硫过程中不需要增加管道及外部装置工作，从而可以避免运行 错误，节省了投资和外部系统的运行费用。2、脱硫装置与发酵罐一体化，方便了制造和使用，节约了占用土地；并且充分利用 了发酵底物液面上部环境(湿度、温度等)适合脱硫菌生长的条件，从而避免在外部生物脱 硫方法下，需要额外的设备及监控系统来控制脱硫菌的生长环境。3、本技术根据沼气的产量限量通入空气，既保证了脱硫菌对氧气的需求，又 能不影响厌氧发酵过程；增加或至少保证了沼气的产量，因为发酵底物中PH值下降所导致 的高含量可以抑制厌氧消化菌的产沼气过程。附图说明图1为本技术实施例的结构示意图；图2为本技术中脱硫菌的附着载体的结构示意图。具体实施方式以下结合附图对本技术作进一步详细说明。本技术中所指的生物脱硫是指在一般的厌氧(没有氧气)消化过程中，通过 生物方式脱硫，即沼气中的通过脱硫菌的新陈代谢左右转化成单质S从沼气中去除。在以下实施例中所采用的生物方式为利用脱硫细菌例如光合硫细菌、硫杆菌 (Thiobacillus)、无色硫细菌等将吐3通过转化成单质S。该生物脱硫的反应在沼气发酵罐 内部空间或容积内进行。如图1所示，本技术提供一种沼气生物脱硫装置，包括沼气发酵罐1、脱硫菌 附着载体2和空气加载计量系统。上述沼气发酵罐1是指用来发酵有机物质的发酵罐，在本行业中通常可称为发酵 罐、反应器或厌氧消化罐。该发酵罐体通常是圆形，但是也可以是椭圆形或方形，材料可以 是钢、不锈钢、搪瓷、混凝土和工程塑料等。发酵罐1的顶部设有密封顶11，该密封顶11是 由罐体顶部上设有的一层或多层具有储气膜组合形成的盖子，图中所示为双层储气膜。发 酵罐1在整个发酵过程是厌氧环境，所产生的沼气被罐体顶部的密封盖11收集，从而在所 述罐内发酵物液面A之上形成沼气储气室C。如图2所示，脱硫菌附着载体2具有网孔结构，其位于所述发酵罐1内的发酵物液 面A上方、发酵罐密封顶11的下方，即密封顶11与发酵物液面A之间形成的储气室C中。 该附着载体2是一个位于发酵罐内部的脱硫菌生长表面系统，其包括网状体21和支撑结构 22，网状体21可采用适于脱硫菌生长的高比表面的生物填料，比如丝网状填料、以及市售 的抗腐蚀性塑料网或其他材质的网。网状体21的周边固定在发酵罐的壁上，主体部分固定 在上述支撑架22上。上述支撑架22主要起到支撑作用。在发酵罐适宜的温度、湿度下，上 述网状体21的网孔结构表面给脱硫菌提供了附着生长的条件。当发酵物产生的含H2S沼 气通过该网状体21时，脱硫菌通过代谢作用把转换成单质硫，从而形成生物过滤效应。 作为另一个优选方式，上述脱本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种沼气生物脱硫装置，其特征在于，包括沼气发酵罐、脱硫菌附着载体和空气加载计量系统，所述脱硫菌附着载体具有网状结构，其位于所述发酵罐内的发酵物液面上方；所述空气加载计量系统的空气进口与所述沼气发酵罐的罐内相通，并位于所述发酵罐内的发酵物液面上方。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：卡尔马尔库斯迪克，
申请(专利权)人：泽尔曼生物能源技术北京有限公司，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]