[实用新型]一种适用于沼气工程的原位空气脱硫装置

说明书

本实用新型属于可再生的清洁能源技术领域，具体的，涉及一种适用于沼气工程的原位空气脱硫装置，包括：厌氧发酵罐、输出管路、取样回路、供气回路和控制单元；所述厌氧发酵罐的输出口与所述输出管路的输入端相连通；所述输出管路与所述控制单元通过所述取样回路相连通；所述供气回路的输出端与所述厌氧发酵罐的输入端相连通；所述供气回路与所述控制单元相连接。本实用新型提供的一种适用于沼气工程的原位空气脱硫装置能够减小设备占地面积，降低投资及运行成本，提高了装置脱硫的自动化程度和脱硫精度。

技术领域

本发明属于可再生的清洁能源技术领域，具体的，涉及一种适用于沼气工程的原位空气脱硫装置。

背景技术

沼气作为一种可再生的清洁能源，对改善人居环境、降低污染、发展循环经济等具有重要意义，国家目前大力支持并推进对沼气的开发利用。但经过厌氧发酵产生的沼气是一种混合气体，含有一定含量的H₂S成分。H₂S本身具有毒性，超过一定浓度时被人体吸入会有生命危险，同时在沼气利用时会对输送管道、燃烧设备等具有一定的腐蚀性。目前已经有相关规范对沼气中的H₂S含量进行限制，如：利用沼气进行发电时，H₂S的含量不应超过200mg/m³；利用沼气制民用燃气时，H₂S的含量不应超过20mg/m3。

目前常用的沼气脱硫方法主要有干法脱硫、湿法脱硫和传统生物脱硫。常用的干法脱硫主要有氧化铁干式脱硫法、活性炭吸附法、膜分离法等，虽然工艺简单且技术成熟，但是设备占地面积大、脱硫剂再生困难且更换劳动强度高、运行费用高、较适用于处理H₂S浓度较低的气体。常用的湿法脱硫主要分为物理吸收法、化学吸收法、湿式氧化法等，虽然流程简单、可连续操作、脱硫效率较高，但是系统一次性投资多、运行管理复杂、吸收液虽可再生但仍需更换。传统生物脱硫主要有两种类型，一种是外置一体式生物脱硫工艺，另一种是外置分离式生物脱硫工艺；外置一体式生物脱硫工艺的设备简单、造价低、运行费用低，但是脱硫塔内的填料易堵塞、系统稳定性较差；外置分离式生物脱硫工艺的设备至少要包含脱硫吸收装置和生物反应装置，存在系统占地面积大、过程难控制、脱硫吸收液虽可再生但仍需更换和有二次污染等问题。

中国专利CN 102604701 A公开了一种沼气生物脱硫方法，属于传统生物脱硫方法的典型应用，但是存在下列技术问题。第一，脱硫装置主要包括脱硫塔、喷淋系统、循环液系统等，所需设备种类多、工艺流程复杂、系统占地空间大。第二，脱硫塔内填充弹性填料，容易被单质硫堵塞，脱硫效率不高，需要定期清理填料且清理过程繁琐。第三，脱硫细菌始终随着循环液往复流动，过程变动较大，导致脱硫细菌的生产条件不稳定。第四，系统需要严格控制温度、循环液PH等参数，不仅需要外供热保温造成能源浪费且不易控制。最后，采用向循环液和沼气同时曝气，过程的含氧量控制仅为经验值而非随系统特性变动自动调节，会导致脱硫后沼气中的含氧量波动大且易超标。

中国专利CN 2018265951 U公开了一种沼气生物脱硫装置，采用了原位空气脱硫工艺。该脱硫装置与发酵罐一体化，节约占地面积，系统构成简单；同时脱硫菌依赖于发酵罐内的环境生存，活性与稳定性较高。但是该装置及利用该装置的脱硫方法具有以下缺点：第一，仅根据沼气产量定量控制空气的通入量，没有考虑厌氧系统波动时沼气中H₂S含量的变动等因素，脱硫控制精度不高。第二，由于发酵罐内沼气储存空间大，在发酵罐内设置一个测氧探头，仅能反应探头周围局部空间内的氧气含量情况；同时由于沼气是连续不断产生、注入的空气量随沼气产量变化等因素，会导致罐内的气体组分不断变化，这些因素都回导致罐内设置的氧气探头不能准确反映输出罐体沼气中的氧气含量，不易于对脱硫后沼气中的含氧量进行稳定控制。

发明内容

针对现有技术存在的上述缺陷，本发明提出了一种适用于沼气工程的原位空气脱硫装置，能够减小设备占地面积，降低投资及运行成本，提高了装置脱硫的自动化程度和脱硫精度。