[發明專利]一種生物燃氣發酵裝置

無效

• 申請號: 201110026233.5
• 申請日: 2011-01-25
• 公開（公告）號: CN102174378A
• 公開（公告）日: 2011-09-07
• 發明（設計）人: 齊正斌;云娜;黃智勇
• 申請（專利權）人: 合肥創想能源環境科技有限公司
• 主分類號: C12M1/107
• 分類號: C12M1/107
• 代理公司: 合肥天明專利事務所 34115
• 代理人: 金凱

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技術領域

本發明涉及一種生物燃氣發酵裝置。

背景技術

針對生物燃氣工程中產生的生物燃氣中含有一定量的有毒的H₂S氣體，特別是在生物燃氣工程中通過中溫或高溫厭氧發酵產生的生物燃氣中攜帶有大量的水蒸氣，該氣體會與水蒸氣形成氫硫酸，加速工程中管道，閥門，流量計等的腐蝕或堵塞。另外，生物燃氣中的H₂S燃燒后生成SO_2,它可與燃燒產物中的水蒸氣結合生成亞硫酸，使燃燒設備或發電設備產生腐蝕，并對大氣環境造成污染，影響人體健康。因此，我國環保標準嚴格規定:利用生物燃氣能源時，生物燃氣氣體中H₂S含量不得超過20mg/m3。但厭氧發酵過程中產生的生物燃氣氣體中H₂S的含量遠遠高于此環保標準，所以在生物燃氣工程中，脫除H₂S是必不可少的一個環節。

生物燃氣工程中的現有生物脫硫都是在厭氧反應器或厭氧發酵罐外附加脫硫反應器或脫硫塔等，在反應器或塔中裝入附著脫硫菌等微生物的填料，從脫硫反應器或脫硫塔底部上升的含有H₂S的生物燃氣在填料處，并在脫硫菌等微生物作用下，與從頂部噴淋的脫硫循環水逆向接觸并發生生化反應，H₂S被氧化，生成單質硫，從而實現生物脫硫。但該附加的脫硫反應器或脫硫塔是獨立的體系，而脫硫菌等微生物對外界環境非常敏感，其生長的生化環境要求高，隨著脫硫的不斷進行，在脫硫反應器或脫硫塔內以及脫硫循環水生化環境的改變，致使脫硫效果出現大幅變動，且脫硫過程不容易控制；生物脫硫過程中產生的硫單質容易堵塞或覆蓋在脫硫反應器或脫硫塔內的供微生物附著的填料，且這種因反應過程中生成的單質硫堵塞或覆蓋，在脫硫反應器或脫硫塔中，難以清除，致使脫硫過程中斷；在厭氧反應器或發酵罐外附加生物脫硫裝置，增加工程的設備投資成本，且在運營過程中，由于采用脫硫循環水噴淋，PH值等調節等方法，既需要提供動力，增加了額外能耗，又需要人工操作，所以提高了工程的運營成本；由于附加的生物脫硫裝置，便增加了生物燃氣工程的占地面積。

發明內容

本發明為解決目前生物燃氣工程中附加的專用生物脫硫裝置在生產中所產生的上述問題，提出了一種生物燃氣發酵裝置，使用該裝置進行生物燃氣發酵生產時，在產、儲氣一體化厭氧發酵裝置中利用微生物實現將硫化氫氧化成單質硫，從而不需要附加專用生物脫硫裝置（如生物脫硫塔）即能夠起到對生物發酵燃氣脫硫的效果。

本發明的生物燃氣發酵裝置，包括厭氧發酵罐，所述厭氧發酵罐的頂部為雙層膜結構，在厭氧發酵罐內的上部空間設有用于附著脫硫菌等微生物的載體，厭氧發酵罐上方連接有空氣通入裝置。

所述載體可以為帶有網孔的平面層狀結構或波浪形結構或螺旋形結構等能夠用于附著脫硫菌等微生物的各種形狀，優選為帶有網孔的平面層狀結構能夠較好的將脫硫菌附著在其上。所述載體由耐腐蝕材料制作，如可以為有機聚合物PVC、PE等制作而成，所述載體的網孔處可以直接附著脫硫菌等微生物，也可以先將微生物吸附于多孔性吸附填料如多孔陶瓷、多孔火山巖等材料上，然后再將其附著于載體上。

所述載體可以是水平固定在厭氧發酵罐的周壁上，也可以是微傾斜的固定在厭氧發酵罐的周壁上，優選為水平固定在厭氧發酵罐的周壁上能夠使附著在載體上的脫硫菌等微生物與上升的硫化氫氣體充分接觸。

所述空氣通入裝置的進氣口最好位于載體的下方，這樣能夠保證所通入的微量空氣與發酵產生的硫化氫氣體充分反應。

本發明的生物燃氣發酵裝置，在使用時可實現在厭氧發酵罐或反應器的內部直接進行生物脫硫，不需要附加專用的生物脫硫塔等復雜外部設備進行脫硫的工序，大大減少了生物燃氣工程投資成本。

附圖說明

附圖為本發明的結構示意圖。

具體實施方式

本發明的生物燃氣發酵裝置，其整體為一頂部為雙層膜結構1的厭氧發酵罐4，在厭氧發酵罐4內的上部空間設有用于附著脫硫菌等微生物的載體3，所述載體3為水平固定在厭氧發酵罐的周壁上的帶有網孔的平面層狀結構；在厭氧發酵罐上設有空氣通入裝置2，該空氣通入裝置的進氣口位于載體層的下方、發酵原料液5上方的儲氣室空間。在生物燃氣發酵過程中，載體位于發酵液液面的上部儲氣室空間，由于該發酵的生化環境相對穩定，載體上附著的脫硫菌如脫氮硫桿菌、氧化硫硫桿菌等微生物能夠在該發酵環境中維持較正常的生物代謝，這樣發酵罐中產生的含硫化氫的生物燃氣從原料液面下方上升并穿過微生物載體層，同時，儲氣室中通入微量空氣，在附著有大量脫硫菌等微生物的載體上便能夠發生生化反應，生成單質硫，從而達到脫硫的目的，一段時間后硫會集結在載體上，此時只需在儲氣室上方的雙層膜外模輕輕敲打，受到震動的單質硫便會脫落，進入發酵料液中，后隨發酵產物一同排出，回歸自然，因此也能夠保證脫硫過程的持續恒定。