一種沼氣回收濃硫酸裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種沼氣回收濃硫酸裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 在厭氧發(fā)酵沼氣處理過程中，含硫化合物會(huì)被轉(zhuǎn)化為H2S。一般而言，沼氣中H 2S 的質(zhì)量濃度在1?12g/m3之間，其受發(fā)酵原料和發(fā)酵工藝的影響很大，當(dāng)原料的蛋白質(zhì)或 硫酸鹽含量較高時(shí)，發(fā)酵后沼氣中的H2S質(zhì)量濃度就較大。H2S對管道、燃燒器以及其它金 屬設(shè)備、儀器儀表等有很強(qiáng)的腐蝕性，因此，為了避免硫化氫影響沼氣的能源回收利用，需 要凈化脫硫后才能用于燒蒸汽或發(fā)電。
[0003] 我國環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格規(guī)定，利用沼氣能源時(shí)，沼氣氣體中H2S含量不得超過20mg/m3， 無論在工業(yè)或民用氣體中，都必須盡可能的除去。但是傳統(tǒng)的干法脫硫主要靠吸附或化學(xué) 反應(yīng)來去除硫化氫，干法的脫硫劑效果逐漸變差，最終只能更換，固體廢棄物很難處理；而 傳統(tǒng)的濕法沼氣脫硫工藝的堿液消耗費(fèi)用巨大，且脫除硫化氫氣體的副產(chǎn)物為單質(zhì)硫，其 反應(yīng)的工作原理如下所示：
[0004] 將沼氣（天然氣）在弱堿性條件下對硫化氫進(jìn)行物理化學(xué)吸收。
[0005] 含有硫化氫的沼氣進(jìn)入洗滌塔，在這里被吸收硫化氫的堿溶液洗滌。
[0006] H2S+OH_- HS _+H20
[0007] 處理后的沼氣從洗滌塔頂部逸出，含硫化氫的溶液流入再生反應(yīng)器，在供氧條件 下將其氧化為單質(zhì)硫和再生堿。
[0008] HS>l/202- S Q+OIT
[0009] 其副產(chǎn)物單質(zhì)硫所造成的填料堵塞和硫的二次處理出路都給處理工藝增加了一 定負(fù)擔(dān)。
[0010] 而我們采用的生物脫硫技術(shù)可直接將沼氣（天然氣）中的硫化氫脫除生成稀硫 酸，再利用濃縮過濾工藝將稀硫酸濃縮至較純的濃硫酸，供給客戶的生產(chǎn)工藝使用。采用生 物脫硫+膜濃縮回收硫酸的組合工藝，實(shí)現(xiàn)沼氣中脫除的硫化氫轉(zhuǎn)化為硫酸回收利用。
[0011] Bidox? (Colsen International b. v.)生物脫硫技術(shù)是荷蘭 Colsen 公司經(jīng)過多 年的試驗(yàn)和實(shí)踐運(yùn)行的研宄成果，可以實(shí)現(xiàn)氣體中的硫化氫在嚴(yán)格控制供氧量的環(huán)境下， 被反應(yīng)器中大量固定的脫硫菌種吸收為自身有機(jī)物，再氧化為硫酸，轉(zhuǎn)化反應(yīng)平衡如下：
[0012] H2S+202 - 2H++S042-
[0013] 這個(gè)過程中避免了大量單質(zhì)硫的生成，即解決了傳統(tǒng)濕法脫硫反應(yīng)器的堵塞問 題。同時(shí)生成的稀硫酸可以直接供膜濃縮系統(tǒng)處理產(chǎn)出濃硫酸供生產(chǎn)工藝使用。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0014] 為了解決傳統(tǒng)脫硫技術(shù)填料堵塞和產(chǎn)物出路局限的問題，本發(fā)明提供一種沼氣回 收濃硫酸裝置利用脫硫菌種對厭氧產(chǎn)生的沼氣（天然氣等）中的硫化氫進(jìn)行處理轉(zhuǎn)化為稀 硫酸，降低了脫硫所需大量藥劑的投加成本。
[0015] 本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：
[0016] -種沼氣回收濃硫酸裝置，包括一厭氧反應(yīng)器，原沼氣從厭氧反應(yīng)器的入口進(jìn)入 到其中，在其中處理后從厭氧反應(yīng)器設(shè)有的出口流出并進(jìn)入到一生物脫硫反應(yīng)器中，在該 生物脫硫反應(yīng)器中處理完成后進(jìn)入到一膜濃縮系統(tǒng)中，還包括一能源利用裝置，其可接收 生物脫硫反應(yīng)器產(chǎn)生的能量。
[0017] 所述厭氧反應(yīng)器包括一氣液分離器，所述氣液分離器的底部連接一外殼，且所述 氣液分離器的底部分別通過一集氣管、一升流管及一回流管與所述外殼內(nèi)部連通，且所述 集氣管的底部連接一上層三相分離器，所述升離管的底部連接一下層三相分離器，且所述 回流管的底部通入到所述外殼的底部，所述上層三相分離器與所述下層三相分離器之間 設(shè)有一第二反應(yīng)室，且所述三相分離器的下方設(shè)有一第一反應(yīng)室。
[0018] 所述生物脫硫反應(yīng)器包括一進(jìn)口段，且所述進(jìn)口段連接一文丘里管段，文丘里管 段的另一端連接一擴(kuò)展錐，擴(kuò)展錐的另一端連接一脫硫反應(yīng)器主體，所述脫硫反應(yīng)器主體 上設(shè)有采樣測孔，且所述脫硫反應(yīng)器的側(cè)壁上設(shè)有壁面靜壓測孔，且所述脫硫反應(yīng)器的還 連接一布袋除塵器，所述布袋除塵器的底部通過一葉輪給料機(jī)連接所述擴(kuò)展錐，所述布袋 除塵器還通過一風(fēng)量調(diào)節(jié)閥連接一引風(fēng)機(jī)。
[0019] 增加了膜過濾工藝，回收脫硫產(chǎn)物水中的硫酸成分，使排水中的硫酸根達(dá)到排放 標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)也使整個(gè)生產(chǎn)工藝中的硫酸投加得到循環(huán)利用，降低了企業(yè)生產(chǎn)的物料成本。
[0020] 廢水經(jīng)過厭氧系統(tǒng)的處理，產(chǎn)生的沼氣經(jīng)過氣柜穩(wěn)壓后進(jìn)入"Bidox-濃縮"系統(tǒng) 中，沼氣在"Bidox"的生物作用下，將沼氣中的硫化氫反應(yīng)生成稀硫酸從沼氣中去除，稀硫 酸經(jīng)過沉淀分離上清液進(jìn)入"濃縮"系統(tǒng)，通過半透膜的分離特性分離出濃液和清液，濃液 即為回收供生產(chǎn)工藝使用的濃硫酸產(chǎn)物。
[0021] 通過整套一體化的設(shè)備組合完成對沼氣的處理和硫酸的回收工藝，減少了工作人 員復(fù)雜的操作管理流程，減輕了企業(yè)負(fù)擔(dān)，實(shí)現(xiàn)了廢水處理循環(huán)經(jīng)濟(jì)。
[0022] 有效地解決了沼氣（天然氣）脫硫的副產(chǎn)物處理難題，總硫化氫去除率達(dá)99%以 上。在沼氣中硫化氫含量> 5000ppm條件下，出氣中的硫化氫含量< 200mg/l ;產(chǎn)生的稀硫 酸經(jīng)過膜過濾，可濃縮一定濃度。
【附圖說明】
[0023] 圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024] 圖2是圖1中的厭氧反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025] 圖3是圖1中的生物脫硫反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】：
[0026] 下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】，詳細(xì)描述本實(shí)用新型。應(yīng)理解，這些實(shí)施方式僅用于說明 本實(shí)用新型而不用于限制本實(shí)用新型的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本實(shí)用新型講授的內(nèi) 容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本實(shí)用新型作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本 申請所附權(quán)利要求書所限定的范圍。
[0027] 下面結(jié)合具體實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步描述，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并 不僅限于此：
[0028] -種酶促厭氧發(fā)酵和堿解復(fù)合工藝菌渣處理裝置，包括一厭氧反應(yīng)器1，原沼氣從 厭氧反應(yīng)器的入口進(jìn)入到其中，在其中處理后從厭氧反應(yīng)器設(shè)有的出口流出并進(jìn)入到一生 物脫硫反應(yīng)器中2,在該生物脫硫反應(yīng)器中處理完成后進(jìn)入到一膜濃縮系統(tǒng)3中，還包括一 能源利用裝置4,其可接收生物脫硫反應(yīng)器產(chǎn)生的能量。
[0029] 所述厭氧反應(yīng)器包括一外殼，所述所殼的頂部設(shè)有一氣液分離器101，且所述氣液 分離器通過一集氣管102通入到所述外殼的底部，且所述外殼內(nèi)部的頂部從上向下依次設(shè) 有一出水區(qū)108、一二級三相分離器103、沼氣提升管104、精處理區(qū)109、一級三相分離器 105、泥水下降管106、膨脹床區(qū)110及混合區(qū)111，且所述外殼的底部還設(shè)有一進(jìn)入口 107。 所述厭氧反應(yīng)器包括一氣液分離器，所述氣液分離器的底部連接一外殼，且所述氣液分離 器的底部分別通過一集氣管、一升流管及一回流管與所述外殼內(nèi)部連通，且所述集氣管的 底部連接一上層三相分離器，所述升離管的底部連接一下層三相分離器，且所述回流管的 底部通入到所述外殼的底部，所述上層三相分離器與所述下層三相分離器之間設(shè)有一第二 反應(yīng)室，且所述三相分離器的下方設(shè)有一第一反應(yīng)室。
[0030] 所述生物脫硫反應(yīng)器包括一進(jìn)口段201，且所述進(jìn)口段連接一文丘里管段202,文 丘里管段的另一端連接一擴(kuò)展錐203,擴(kuò)展錐的另一端連接一脫硫反應(yīng)器主體204,所述脫 硫反應(yīng)器主體上設(shè)有采樣測孔205,且所述脫硫反應(yīng)器的側(cè)壁上設(shè)有壁面靜壓測孔206， 且所述脫硫反應(yīng)器的還連接一布袋除塵器207,所述布袋除塵器的底部通過一葉輪給料機(jī) 210連接所述擴(kuò)展錐，所述布袋除塵器還通過一風(fēng)量調(diào)節(jié)閥208連接一引風(fēng)機(jī)209。
[0031] 沼氣脫硫單元和廢酸回收單元組合；首先由厭氧發(fā)酵系統(tǒng)產(chǎn)生的沼氣經(jīng)過洗滌 凈化后，通過干式氣柜穩(wěn)壓系統(tǒng)送至沼氣生物脫硫系統(tǒng)中，控制溫度在30?35°C范圍內(nèi)， 在滿足反應(yīng)塔內(nèi)掛膜微生物需氧的前提下，被微生物轉(zhuǎn)化為硫酸根，沼氣中硫化氫去除率 達(dá)到99%左右；產(chǎn)生的稀硫酸隨循環(huán)液排液至稀硫酸儲(chǔ)池內(nèi)，過濾排除雜質(zhì)及少量的硫單 質(zhì)，用泵送至膜濃縮系統(tǒng)，濃縮至20 %濃度后供客戶回用。
[0032] 應(yīng)理解，這些實(shí)施方式僅用于說明本實(shí)用新型而不用于限制本實(shí)用新型的范圍。 此外應(yīng)理解，在閱讀了本實(shí)用新型講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本實(shí)用新型的 配方作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種沼氣回收濃硫酸裝置，其特征在于，包括一厭氧反應(yīng)器，原沼氣從厭氧反應(yīng)器的 入口進(jìn)入到其中，在其中處理后從厭氧反應(yīng)器設(shè)有的出口流出并進(jìn)入到一生物脫硫反應(yīng)器 中，在該生物脫硫反應(yīng)器中處理完成后進(jìn)入到一膜濃縮系統(tǒng)中，還包括一能源利用裝置，其 可接收生物脫硫反應(yīng)器產(chǎn)生的能量。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的沼氣回收濃硫酸裝置，其特征在于，所述厭氧反應(yīng)器包括一 氣液分離器，所述氣液分離器的底部連接一外殼，且所述氣液分離器的底部分別通過一集 氣管、一升流管及一回流管與所述外殼內(nèi)部連通，且所述集氣管的底部連接一上層=相分 離器，所述升離管的底部連接一下層=相分離器，且所述回流管的底部通入到所述外殼的 底部，所述上層=相分離器與所述下層=相分離器之間設(shè)有一第二反應(yīng)室，且所述=相分 離器的下方設(shè)有一第一反應(yīng)室。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的沼氣回收濃硫酸裝置，其特征在于，所述生物脫硫反應(yīng)器包 括一進(jìn)口段，且所述進(jìn)口段連接一文丘里管段，文丘里管段的另一端連接一擴(kuò)展錐，擴(kuò)展錐 的另一端連接一脫硫反應(yīng)器主體，所述脫硫反應(yīng)器主體上設(shè)有采樣測孔，且所述脫硫反應(yīng) 器的側(cè)壁上設(shè)有壁面靜壓測孔，且所述脫硫反應(yīng)器的還連接一布袋除塵器，所述布袋除塵 器的底部通過一葉輪給料機(jī)連接所述擴(kuò)展錐，所述布袋除塵器還通過一風(fēng)量調(diào)節(jié)閥連接一 引風(fēng)機(jī)。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開一種沼氣回收濃硫酸裝置，包括一厭氧反應(yīng)器，原沼氣從厭氧反應(yīng)器的入口進(jìn)入到其中，在其中處理后從厭氧反應(yīng)器設(shè)有的出口流出并進(jìn)入到一生物脫硫反應(yīng)器中，在該生物脫硫反應(yīng)器中處理完成后進(jìn)入到一膜濃縮系統(tǒng)中，還包括一能源利用裝置，其可接收生物脫硫反應(yīng)器產(chǎn)生的能量。本實(shí)用新型有效地解決了沼氣(天然氣)脫硫的副產(chǎn)物處理難題，總硫化氫去除率達(dá)99％以上。在沼氣中硫化氫含量＞5000ppm條件下，出氣中的硫化氫含量＜200mg/l；產(chǎn)生的稀硫酸經(jīng)過膜過濾，可濃縮一定濃度。
【IPC分類】C01B17-74, C10L3-10
【公開號(hào)】CN204281701
【申請?zhí)枴緾N201420638879
【發(fā)明人】趙立功
【申請人】上海敏慎環(huán)?？萍加邢薰?br>【公開日】2015年4月22日
【申請日】2014年10月29日