[发明专利]一种天然气的生物脱硫装置和工艺

说明书

本发明公开了一种天然气的生物脱硫装置和工艺。该天然气的生物脱硫装置，包括：依次串联的硫化氢吸收单元(1)、好氧再生反应单元(2)、沉淀单元(3)和厌氧还原反应单元(4)；所述厌氧还原反应单元(4)与所述好氧再生反应单元(2)连接；所述沉淀单元(3)还与所述硫化氢吸收单元(1)连接。本发明提供了一种天然气的生物脱硫装置，通过增加厌氧还原反应单元并使厌氧还原反应单元与好氧再生反应单元连接，沉淀单元与硫化氢吸收单元连接，对生物脱硫过程产生的高含量的硫酸盐废液进行进一步处理和回用，大大减少生物脱硫废液的外排。

技术领域

本发明涉及生物脱硫技术领域，特别涉及一种天然气的生物脱硫装置和工艺。

背景技术

在石油化工、煤化工和合成氨等工业过程中，会产生大量的含硫化氢工业气体，硫化氢有毒且会严重腐蚀管道和设备，在特定工艺条件下，要求硫化氢含量低于某个限定值，所以在利用含硫化氢工业气体前必须对其进行脱硫处理。

从经济指标和处理效果综合评定来看，在潜硫量小于0.1t/d的情况下，适用于干法脱硫；在潜硫量大于50t/d时，胺法结合克劳斯工艺可充分体现经济效益；潜硫量居于二者之间时，目前在国内外普遍采用液相氧化还原脱硫技术进行处理。液相氧化还原技术主要是络合铁工艺。络合铁工艺的主要缺点在于化学品消耗高和容易发生硫堵。

为了克服化学品消耗高和容易发生硫堵，目前研究的热点集中在生物脱硫技术。生物脱硫是一种利用脱硫微生物特殊代谢途径去除含硫化合物的一种新技术，

目前，生物脱硫工艺已在国内外天然气净化、沼气脱硫、煤化工气体脱硫及烟气脱硫上应用，总体使用效果良好，操作简单，成本较低，可将脱硫和硫磺回收同时进行，并且生成的硫磺具有亲水性，不易堵塞管道。生物脱硫工艺主要有硫化氢吸收、碱液再生及硫磺回收三个处理单元构成。生物脱硫利用碱溶液吸收H₂S生成硫氢化物，硫氢化物在生物菌种作用下被氧化成单质硫或硫酸盐。在生物好氧反应器中发生的主要生化反应如下所示：

硫磺生成：HS^–+1/2O₂→S₀+OH^–

副产物硫酸盐生成：HS^–+2O₂→SO₄^2–+H⁺

生成约5％～10％的副产物硫酸盐，随着硫酸盐累积增多，溶液的电导升高，需要置换部分溶液来稀释离子浓度，降低电导，维持系统正常运行。从生产实践情况来看，生物脱硫过程会有高含量的硫酸盐废液排放，每天需要排放的溶液量为装置总液量的10％左右。生物脱硫外排废水当中不仅含有质量浓度高的硫酸盐(大约为20～50g/L)，同时还有部分悬浮硫颗粒(悬浮物粒径约1～5μm)及未完全消耗的生物营养液组分。产生的大量的废液未经处理不能直接排放到环境中去，严重制约着生物脱硫技术的推广应用。

发明内容

本发明提供一种天然气的生物脱硫装置和工艺，用以解决现有技术未对生物脱硫过程产生的高含量的硫酸盐废液进行进一步处理和回用的问题。技术方案如下：

第一方面，本发明提供了一种天然气的生物脱硫装置，包括：

依次串联的硫化氢吸收单元、好氧再生反应单元、沉淀单元和厌氧还原反应单元；

所述好氧再生反应单元还与所述厌氧还原反应单元连接；

所述沉淀单元还与所述硫化氢吸收单元连接。

具体地，所述硫化氢吸收单元为吸收塔。

优选地，所述好氧再生反应单元选自单级环流反应器、多级环流反应器和鼓泡塔中的一个或多个串联组合；所述好氧再生反应单元中的与所述硫化氢吸收单元连接的反应器与所述厌氧还原反应单元连接。