一種沼氣回收濃硫酸裝置製造方法
2023-05-27 15:52:41
專利名稱:一種沼氣回收濃硫酸裝置製造方法
【專利摘要】本實用新型公開一種沼氣回收濃硫酸裝置，包括一厭氧反應器，原沼氣從厭氧反應器的入口進入到其中，在其中處理後從厭氧反應器設有的出口流出並進入到一生物脫硫反應器中，在該生物脫硫反應器中處理完成後進入到一膜濃縮系統中，還包括一能源利用裝置，其可接收生物脫硫反應器產生的能量。本實用新型有效地解決了沼氣(天然氣)脫硫的副產物處理難題，總硫化氫去除率達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；產生的稀硫酸經過膜過濾，可濃縮一定濃度。
【專利說明】一種沼氣回收濃硫酸裝置
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及一種沼氣回收濃硫酸裝置。
【背景技術】
[0002] 在厭氧發酵沼氣處理過程中，含硫化合物會被轉化為H2S。一般而言，沼氣中H 2S 的質量濃度在1?12g/m3之間，其受發酵原料和發酵工藝的影響很大，當原料的蛋白質或 硫酸鹽含量較高時，發酵後沼氣中的H2S質量濃度就較大。H2S對管道、燃燒器以及其它金 屬設備、儀器儀表等有很強的腐蝕性，因此，為了避免硫化氫影響沼氣的能源回收利用，需 要淨化脫硫後才能用於燒蒸汽或發電。
[0003] 我國環保標準嚴格規定，利用沼氣能源時，沼氣氣體中H2S含量不得超過20mg/m3， 無論在工業或民用氣體中，都必須儘可能的除去。但是傳統的幹法脫硫主要靠吸附或化學 反應來去除硫化氫，幹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 傳統的溼法沼氣脫硫工藝的鹼液消耗費用巨大，且脫除硫化氫氣體的副產物為單質硫，其 反應的工作原理如下所示：
[0004] 將沼氣（天然氣）在弱鹼性條件下對硫化氫進行物理化學吸收。
[0005] 含有硫化氫的沼氣進入洗滌塔，在這裡被吸收硫化氫的鹼溶液洗滌。
[0006] H2S+OH_- HS _+H20
[0007] 處理後的沼氣從洗滌塔頂部逸出，含硫化氫的溶液流入再生反應器，在供氧條件 下將其氧化為單質硫和再生鹼。
[0008] HS>l/202- S Q+OIT
[0009] 其副產物單質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 定負擔。
[0010] 而我們採用的生物脫硫技術可直接將沼氣（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，供給客戶的生產工藝使用。採用生 物脫硫+膜濃縮回收硫酸的組合工藝，實現沼氣中脫除的硫化氫轉化為硫酸回收利用。
[0011] Bidox? (Colsen International b. v.)生物脫硫技術是荷蘭 Colsen 公司經過多 年的試驗和實踐運行的研宄成果，可以實現氣體中的硫化氫在嚴格控制供氧量的環境下， 被反應器中大量固定的脫硫菌種吸收為自身有機物，再氧化為硫酸，轉化反應平衡如下：
[0012] H2S+202 - 2H++S042-
[0013] 這個過程中避免了大量單質硫的生成，即解決了傳統溼法脫硫反應器的堵塞問 題。同時生成的稀硫酸可以直接供膜濃縮系統處理產出濃硫酸供生產工藝使用。 實用新型內容
[0014] 為了解決傳統脫硫技術填料堵塞和產物出路局限的問題，本發明提供一種沼氣回 收濃硫酸裝置利用脫硫菌種對厭氧產生的沼氣（天然氣等）中的硫化氫進行處理轉化為稀 硫酸，降低了脫硫所需大量藥劑的投加成本。
[0015] 本發明採用以下技術方案：
[0016] -種沼氣回收濃硫酸裝置，包括一厭氧反應器，原沼氣從厭氧反應器的入口進入 到其中，在其中處理後從厭氧反應器設有的出口流出並進入到一生物脫硫反應器中，在該 生物脫硫反應器中處理完成後進入到一膜濃縮系統中，還包括一能源利用裝置，其可接收 生物脫硫反應器產生的能量。
[0017] 所述厭氧反應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 設有一第二反應室，且所述三相分離器的下方設有一第一反應室。
[0018] 所述生物脫硫反應器包括一進口段，且所述進口段連接一文丘裡管段，文丘裡管 段的另一端連接一擴展錐，擴展錐的另一端連接一脫硫反應器主體，所述脫硫反應器主體 上設有採樣測孔，且所述脫硫反應器的側壁上設有壁面靜壓測孔，且所述脫硫反應器的還 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連接所述擴展錐，所述布袋 除塵器還通過一風量調節閥連接一引風機。
[0019] 增加了膜過濾工藝，回收脫硫產物水中的硫酸成分，使排水中的硫酸根達到排放 標準，同時也使整個生產工藝中的硫酸投加得到循環利用，降低了企業生產的物料成本。
[0020] 廢水經過厭氧系統的處理，產生的沼氣經過氣櫃穩壓後進入"Bidox-濃縮"系統 中，沼氣在"Bidox"的生物作用下，將沼氣中的硫化氫反應生成稀硫酸從沼氣中去除，稀硫 酸經過沉澱分離上清液進入"濃縮"系統，通過半透膜的分離特性分離出濃液和清液，濃液 即為回收供生產工藝使用的濃硫酸產物。
[0021] 通過整套一體化的設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 員複雜的操作管理流程，減輕了企業負擔，實現了廢水處理循環經濟。
[0022] 有效地解決了沼氣（天然氣）脫硫的副產物處理難題，總硫化氫去除率達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 ;產生的稀硫 酸經過膜過濾，可濃縮一定濃度。
【附圖說明】
[0023] 圖1是本實用新型的結構示意圖。
[0024] 圖2是圖1中的厭氧反應器的結構示意圖。
[0025] 圖3是圖1中的生物脫硫反應器的結構示意圖。
【具體實施方式】：
[0026] 下面結合【具體實施方式】，詳細描述本實用新型。應理解，這些實施方式僅用於說明 本實用新型而不用於限制本實用新型的範圍。此外應理解，在閱讀了本實用新型講授的內 容之後，本領域技術人員可以對本實用新型作各種改動或修改，這些等價形式同樣落於本 申請所附權利要求書所限定的範圍。
[0027] 下面結合具體實施例對本實用新型進行進一步描述，但本實用新型的保護範圍並 不僅限於此：
[0028] -種酶促厭氧發酵和鹼解複合工藝菌渣處理裝置，包括一厭氧反應器1，原沼氣從 厭氧反應器的入口進入到其中，在其中處理後從厭氧反應器設有的出口流出並進入到一生 物脫硫反應器中2,在該生物脫硫反應器中處理完成後進入到一膜濃縮系統3中，還包括一 能源利用裝置4,其可接收生物脫硫反應器產生的能量。
[0029] 所述厭氧反應器包括一外殼，所述所殼的頂部設有一氣液分離器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，且所述外殼內部的頂部從上向下依次設 有一出水區108、一二級三相分離器103、沼氣提升管104、精處理區109、一級三相分離器 105、泥水下降管106、膨脹床區110及混合區111，且所述外殼的底部還設有一進入口 107。 所述厭氧反應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有一第二 反應室，且所述三相分離器的下方設有一第一反應室。
[0030] 所述生物脫硫反應器包括一進口段201，且所述進口段連接一文丘裡管段202,文 丘裡管段的另一端連接一擴展錐203,擴展錐的另一端連接一脫硫反應器主體204,所述脫 硫反應器主體上設有採樣測孔205,且所述脫硫反應器的側壁上設有壁面靜壓測孔206， 且所述脫硫反應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 210連接所述擴展錐，所述布袋除塵器還通過一風量調節閥208連接一引風機209。
[0031] 沼氣脫硫單元和廢酸回收單元組合；首先由厭氧發酵系統產生的沼氣經過洗滌 淨化後，通過乾式氣櫃穩壓系統送至沼氣生物脫硫系統中，控制溫度在30?35°C範圍內， 在滿足反應塔內掛膜微生物需氧的前提下，被微生物轉化為硫酸根，沼氣中硫化氫去除率 達到99%左右；產生的稀硫酸隨循環液排液至稀硫酸儲池內，過濾排除雜質及少量的硫單 質，用泵送至膜濃縮系統，濃縮至20 %濃度後供客戶回用。
[0032] 應理解，這些實施方式僅用於說明本實用新型而不用於限制本實用新型的範圍。 此外應理解，在閱讀了本實用新型講授的內容之後，本領域技術人員可以對本實用新型的 配方作各種改動或修改，這些等價形式同樣落於本申請所附權利要求書所限定的範圍。
【權利要求】
1. 一種沼氣回收濃硫酸裝置，其特徵在於，包括一厭氧反應器，原沼氣從厭氧反應器的 入口進入到其中，在其中處理後從厭氧反應器設有的出口流出並進入到一生物脫硫反應器 中，在該生物脫硫反應器中處理完成後進入到一膜濃縮系統中，還包括一能源利用裝置，其 可接收生物脫硫反應器產生的能量。2. 根據權利要求1所述的沼氣回收濃硫酸裝置，其特徵在於，所述厭氧反應器包括一 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=相分離器之間設有一第二反應室，且所述=相分 離器的下方設有一第一反應室。3. 根據權利要求1所述的沼氣回收濃硫酸裝置，其特徵在於，所述生物脫硫反應器包 括一進口段，且所述進口段連接一文丘裡管段，文丘裡管段的另一端連接一擴展錐，擴展錐 的另一端連接一脫硫反應器主體，所述脫硫反應器主體上設有採樣測孔，且所述脫硫反應 器的側壁上設有壁面靜壓測孔，且所述脫硫反應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連接所述擴展錐，所述布袋除塵器還通過一風量調節閥連接一 引風機。
【文檔編號】C01B17-74GK204281701SQ201420638879
【發明者】趙立功 [申請人]上海敏慎環保科技有限公司