[發明專利]分層式生物-化學聯合沼氣脫硫裝置

有效

• 申請號: 201310003243.6
• 申請日: 2013-01-06
• 公開（公告）號: CN103031172A
• 公開（公告）日: 2013-04-10
• 發明（設計）人: 胡寶蘭;何嶄飛;葉天強;鄭平
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: C10L3/10
• 分類號: C10L3/10
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 張法高

技術領域

本發明涉及一種分層式生物-化學聯合沼氣脫硫裝置。

背景技術

沼氣是一種可燃性混合氣體，含有CH_4?60%-70%，CO₂?25%-40%以及少量的H₂S、NH₃、H₂和CO等。沼氣中的H₂S含量一般為1-11g/m³。H₂S是一種劇毒的有害氣體，在空氣中或在潮濕的條件下，對管道、燃燒器以及其它金屬設備、儀器儀表等有強烈的腐蝕作用。H₂S燃燒生成SO₂，可直接影響人類身體健康；SO₂遇水生成硫酸，則有強烈的腐蝕作用。因此在沼氣使用前，必須脫除沼氣中的H₂S。我國環保標準規定，用作能源時，沼氣中H₂S含量不得超過20mg/m³。由于沼氣中H₂S濃度一般遠遠高于我國環保標準的規定，因此H₂S的脫除成為沼氣使用過程中必不可少的預處理環節。

現有的沼氣脫硫方法主要有化學法、物化法和生物法等。目前，我國沼氣工程上普遍采用干法氧化鐵脫硫。在常溫下將沼氣通過脫硫劑床層，使沼氣中的H₂S與活性氧化鐵接觸，生成Fe₂S₃，然后讓含有H₂S的脫硫劑與空氣接觸，存在水時，Fe₂S₃轉化成氧化鐵和單質硫。雖然干法氧化鐵脫硫技術比較成熟，但還處在如下幾點缺點：運行成本較高，操作運行繁瑣，勞動強度較大，硫容較低，廢棄的脫硫劑還會產生二次污染等。

生物脫硫既經濟，又無污染，是干法脫硫的理想替代技術。所謂生物脫硫，就是利用微生物的代謝作用將沼氣中的硫化氫轉化為單質硫或硫酸鹽，其反應方程式為：

2HS^-?+?0₂→2S?+?2OH^-?????????（1）

2HS^-?+?40₂→2SO₄^2-?+?2H^+???????????（2）

根據操作方式，可分為厭氧罐內生物脫硫和厭氧罐外生物脫硫。在前一生物脫硫工藝中，生物脫硫過程被放在厭氧發酵罐內完成，厭氧發酵罐兼有生產沼氣和脫除H₂S雙重功能。但由于H₂S對發酵罐的氣室有腐蝕作用，再加上罐內生成的單質硫難以清除，該工藝未被普遍應用。在厭氧罐外生物脫硫工藝中，生物脫硫過程被單獨放在生物脫硫塔內進行。其優點有：不需要化學催化劑，沒有二次污染，耗能少，處理成本低等。

目前，生物脫硫已得到了一定的推廣應用，在德國等歐洲國家，沼氣生物脫硫塔已廣泛應用于沼氣發酵工程上，但仍然存在許多問題亟待解決。單一的生物脫硫工藝通常脫硫塔體積較大，占地較多，硫化氫去除率低，工藝運行不穩定等不足。此外，在脫硫塔氧過量的情況下硫化物會被直接氧化為硫酸鹽，影響脫硫塔內堿液再生，從而影響硫化氫吸收效率，最終導致脫硫效率低下。針對目前沼氣生物脫硫存在的問題，本發明設計了一種分層式生物-化學聯合沼氣脫硫裝置，可實現沼氣高效脫硫，同時控制沼氣脫硫成本。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術的不足，提供一種分層式生物-化學聯合沼氣脫硫裝置。