[發(fā)明專利]一種天然氣的生物脫硫裝置和工藝

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710217498.0
• 申請(qǐng)日: 2017-04-05
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108690668A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-10-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉其松;徐波;何金龍;常宏崗;孫茹;黃韻弘
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)石油天然氣股份有限公司
• 主分類號(hào): C10L3/10
• 分類號(hào): C10L3/10
• 代理公司: 北京三高永信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11138
• 代理人: 董亞軍

本發(fā)明公開(kāi)了一種天然氣的生物脫硫裝置和工藝。該天然氣的生物脫硫裝置，包括：依次串聯(lián)的硫化氫吸收單元(1)、好氧再生反應(yīng)單元(2)、沉淀單元(3)和厭氧還原反應(yīng)單元(4)；所述厭氧還原反應(yīng)單元(4)與所述好氧再生反應(yīng)單元(2)連接；所述沉淀單元(3)還與所述硫化氫吸收單元(1)連接。本發(fā)明提供了一種天然氣的生物脫硫裝置，通過(guò)增加厭氧還原反應(yīng)單元并使厭氧還原反應(yīng)單元與好氧再生反應(yīng)單元連接，沉淀單元與硫化氫吸收單元連接，對(duì)生物脫硫過(guò)程產(chǎn)生的高含量的硫酸鹽廢液進(jìn)行進(jìn)一步處理和回用，大大減少生物脫硫廢液的外排。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及生物脫硫技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種天然氣的生物脫硫裝置和工藝。

背景技術(shù)

在石油化工、煤化工和合成氨等工業(yè)過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生大量的含硫化氫工業(yè)氣體，硫化氫有毒且會(huì)嚴(yán)重腐蝕管道和設(shè)備，在特定工藝條件下，要求硫化氫含量低于某個(gè)限定值，所以在利用含硫化氫工業(yè)氣體前必須對(duì)其進(jìn)行脫硫處理。

從經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和處理效果綜合評(píng)定來(lái)看，在潛硫量小于0.1t/d的情況下，適用于干法脫硫；在潛硫量大于50t/d時(shí)，胺法結(jié)合克勞斯工藝可充分體現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益；潛硫量居于二者之間時(shí)，目前在國(guó)內(nèi)外普遍采用液相氧化還原脫硫技術(shù)進(jìn)行處理。液相氧化還原技術(shù)主要是絡(luò)合鐵工藝。絡(luò)合鐵工藝的主要缺點(diǎn)在于化學(xué)品消耗高和容易發(fā)生硫堵。

為了克服化學(xué)品消耗高和容易發(fā)生硫堵，目前研究的熱點(diǎn)集中在生物脫硫技術(shù)。生物脫硫是一種利用脫硫微生物特殊代謝途徑去除含硫化合物的一種新技術(shù)，

目前，生物脫硫工藝已在國(guó)內(nèi)外天然氣凈化、沼氣脫硫、煤化工氣體脫硫及煙氣脫硫上應(yīng)用，總體使用效果良好，操作簡(jiǎn)單，成本較低，可將脫硫和硫磺回收同時(shí)進(jìn)行，并且生成的硫磺具有親水性，不易堵塞管道。生物脫硫工藝主要有硫化氫吸收、堿液再生及硫磺回收三個(gè)處理單元構(gòu)成。生物脫硫利用堿溶液吸收H₂S生成硫氫化物，硫氫化物在生物菌種作用下被氧化成單質(zhì)硫或硫酸鹽。在生物好氧反應(yīng)器中發(fā)生的主要生化反應(yīng)如下所示：

硫磺生成：HS^–+1/2O₂→S₀+OH^–

副產(chǎn)物硫酸鹽生成：HS^–+2O₂→SO₄^2–+H⁺

生成約5％～10％的副產(chǎn)物硫酸鹽，隨著硫酸鹽累積增多，溶液的電導(dǎo)升高，需要置換部分溶液來(lái)稀釋離子濃度，降低電導(dǎo)，維持系統(tǒng)正常運(yùn)行。從生產(chǎn)實(shí)踐情況來(lái)看，生物脫硫過(guò)程會(huì)有高含量的硫酸鹽廢液排放，每天需要排放的溶液量為裝置總液量的10％左右。生物脫硫外排廢水當(dāng)中不僅含有質(zhì)量濃度高的硫酸鹽(大約為20～50g/L)，同時(shí)還有部分懸浮硫顆粒(懸浮物粒徑約1～5μm)及未完全消耗的生物營(yíng)養(yǎng)液組分。產(chǎn)生的大量的廢液未經(jīng)處理不能直接排放到環(huán)境中去，嚴(yán)重制約著生物脫硫技術(shù)的推廣應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種天然氣的生物脫硫裝置和工藝，用以解決現(xiàn)有技術(shù)未對(duì)生物脫硫過(guò)程產(chǎn)生的高含量的硫酸鹽廢液進(jìn)行進(jìn)一步處理和回用的問(wèn)題。技術(shù)方案如下：

第一方面，本發(fā)明提供了一種天然氣的生物脫硫裝置，包括：

依次串聯(lián)的硫化氫吸收單元、好氧再生反應(yīng)單元、沉淀單元和厭氧還原反應(yīng)單元；

所述好氧再生反應(yīng)單元還與所述厭氧還原反應(yīng)單元連接；

所述沉淀單元還與所述硫化氫吸收單元連接。

具體地，所述硫化氫吸收單元為吸收塔。

優(yōu)選地，所述好氧再生反應(yīng)單元選自單級(jí)環(huán)流反應(yīng)器、多級(jí)環(huán)流反應(yīng)器和鼓泡塔中的一個(gè)或多個(gè)串聯(lián)組合；所述好氧再生反應(yīng)單元中的與所述硫化氫吸收單元連接的反應(yīng)器與所述厭氧還原反應(yīng)單元連接。