[实用新型]沼气生物脱硫装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种沼气生物脱硫装置，尤其是一种适用于厌氧反应产生的含有硫化氢成分的沼气的脱硫处理装置。

背景技术

在大多数情况下，沼气的产生是在厌氧环境中进行的。任何形状的、加盖气体密封的、可以用来保存进料的罐或池体叫做沼气池、发酵罐或反应器。目前，最常见的发酵罐是圆柱形的混凝土或钢结构的罐体。发酵罐中的进料(发酵底物)被加热到中温32-43℃或高温50-60℃。在这种温暖的厌氧环境中，发酵菌将开始生长和分解进料中的挥发性有机物并产生沼气。厌氧发酵有4个阶段，每个阶段由不同的发酵菌起作用。最后一个阶段的产甲烷菌把前几个阶段的产物转化成我们最需要的沼气，沼气以气泡的形式从发酵底物中冒出。在发酵罐的上部，即高于底物表面的空间，沼气被固定的发酵罐顶部捕捉并输送到外部储气柜中，或者由位于发酵罐顶部的弹性膜盖捕捉，同时作为沼气收集和储存装置。

收集的沼气的主要成分为CH₄(45-70％)，CO₂(25-50％)，H₂O(0-10％)，N₂(0-5％)，O₂(0-3％)，其中N₂，NH₃，H₂S的浓度是ppm级。因为H₂S对所有材料，尤其铁制品的有非常强的腐蚀性；在很多情况下，沼气在带有发电机的燃气发动机(CHP)中燃烧，很多CHP制造商要求H₂S含量不超过200-300ppm。为了能够使用沼气，必须把H₂S减少到较低水平，即脱硫。

常用的脱硫系统需要把发酵罐产生的含H₂S沼气通过管道输送到外部脱硫装置中来进行化学法或生物法脱硫。化学法脱硫是采用化学物质(通常是铁化合物)与H₂S发生化学反应，把H₂S转化成固体硫化物或单质硫。化学脱硫维护复杂且运行成本高。为了达到脱硫效果，化学脱硫需要连续投入低浓度的大量的化学药剂。这种方法需要持续监测设备，额外的管道，投料以及储料设备。总的来说，利用化学物质特别是高浓度化学物质相对危险。

另一种化学脱硫方法利用活性炭去除H₂S。这种方法也需要外部设备。活性炭通常填在圆柱形罐体内，气体流经活性炭与其反应。在此过程中，活性炭表面空隙被硫化物或单质硫覆盖后失活。这样需要持续监测活性炭，当活性炭失活后需要更新。

外部生物脱硫法采用内部生长着脱硫菌的脱硫塔(即脱硫装置)通过脱硫细菌的代谢作用将除H₂S转化成单质硫从沼气中除去H₂S，由于需要额外设备，维护复杂以及更换填料，其成本相对较高。该方法需要在脱硫装置内给脱硫菌提供适合其生长的温度、湿度、氧气含量等条件。其存在的问题是：脱硫菌的生存环境(温度、湿度、氧气)难以严格控制，无法保证脱硫效果；而且还要对外部脱硫装置监测和进行清除单质S的维护，否则H₂S含量高的沼气在管道中被脱硫，导致管道中更多的硫沉淀，降低气体的流动性，可能导致管道全部堵塞。

实用新型内容

本实用新型提供一种与沼气发生装置一体化的脱硫装置，以克服外部脱硫装置脱硫环境难以控制、运行维护难、成本高等问题。

为达到上述发明目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种沼气生物脱硫装置，包括沼气发酵罐、脱硫菌附着载体和空气加载计量系统，所述脱硫菌附着载体具有网孔结构，其位于所述发酵罐内的发酵物液面上方；所述空气加载计量系统的空气进口与所述沼气发酵罐的罐内相通，并位于所述发酵罐内的发酵物液面上方。

进一步地，上述空气进口设置在脱硫菌附着载体与所述发酵罐内的发酵物液面之间的发酵罐壁体上。

进一步地，上述脱硫菌附着载体包括网状体和支撑架，所述网状体设置在所述支撑架上。

进一步地，上述网状体具有适于细菌附着和生长的网状结构表面，优选丝网状填料。

进一步地，上述脱硫菌附着载体为多层分隔设置。

进一步地，上述空气加载计量系统包括空气泵、流量控制单元和空气进口、，所述流量控制单元设置在所述空气泵与所述空气进口之间。

进一步地，上述流量控制单元包括气体流量控制器和阀门，所述阀门包括控制阀门、检查阀、罐体前置检查阀，所述控制阀门设置在所述空气泵与所述气体流量控制器之间，所述检查阀设置在所述气体流量控制器的输出端，所述罐体前置检查阀设置在所述空气进口的输入端。