[实用新型]一体化沼气生物脱硫装置

说明书

技术领域

本实用新型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。

背景技术

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。

实用新型内容

本实用新型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，本实用新型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。

作为本实用新型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。

作为本实用新型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。

作为本实用新型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。

作为本实用新型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。

作为本实用新型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。