本發(fā)明涉及填埋垃圾脫硫工藝領(lǐng)域，具體涉及一種雙重式填埋場(chǎng)氣體脫硫裝置及方法。

背景技術(shù)：

惡臭對(duì)人體所造成的危害在7種環(huán)境公害中僅次于噪聲，位居第2位。因此許多國(guó)家對(duì)其排放限值在相關(guān)的法律法規(guī)中作出明確的規(guī)定。H₂S作為惡臭氣體的主要成分之一，在垃圾填埋場(chǎng)H₂S的含量與填埋場(chǎng)垃圾的成分有關(guān)。當(dāng)填埋有石膏板之類的建筑材料和含硫酸鹽污泥時(shí)，填埋場(chǎng)氣體中的H₂S會(huì)大量增加。

現(xiàn)考慮去除硫化物的實(shí)用技術(shù)有很多，但選用何種技術(shù)則要考慮填埋場(chǎng)地的場(chǎng)地條件和填埋場(chǎng)氣體的情況，難點(diǎn)是既要經(jīng)濟(jì)又要高效；干法脫硫既能達(dá)到對(duì)H₂S的處理，同時(shí)有些方法可以做到在脫硫的同時(shí)不會(huì)造成新的污染，但可能存在不能夠回收單質(zhì)硫，更換脫硫劑時(shí)勞動(dòng)強(qiáng)度大或考慮效率低不采用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了一種雙重式填埋場(chǎng)氣體脫硫裝置，本發(fā)明目的是解決現(xiàn)有技術(shù)中能夠通過(guò)物理吸附作用與化學(xué)吸收作用同時(shí)進(jìn)行脫硫操作，達(dá)到回收單質(zhì)硫、脫硫高效、能耗低、易于操作的問(wèn)題。

本發(fā)明設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了一種雙重式填埋場(chǎng)氣體脫硫方法，本發(fā)明的發(fā)明目的是解決在通過(guò)物理吸附作用與化學(xué)吸收作用同時(shí)進(jìn)行脫硫操作時(shí)，根據(jù)不同的含硫氣體濃度使混合氣體在兩種作用中可分配調(diào)節(jié)，達(dá)到合理脫硫作用。

本發(fā)明提供的技術(shù)方案為：

一種雙重式填埋場(chǎng)氣體脫硫裝置，包括：

原料氣罐；

吸收塔，其進(jìn)料口通過(guò)第一閥門(mén)與所述原料氣罐出料口相連，所述吸收塔還設(shè)置液體出口及回收液進(jìn)口；

再生塔，其通過(guò)氣液分離器與所述吸收塔的液體出口相連，所述再生塔通過(guò)空氣鼓風(fēng)機(jī)與空氣罐相連，所述氣液分離器還設(shè)置氣體出口及液體出口；

蒸餾塔，其進(jìn)料口與所述再生塔出料口相連，所述蒸餾塔還設(shè)置氣體出口及液體出口；其中，所述蒸餾塔的液體出口通過(guò)第二閥門(mén)與所述吸收塔的回收液進(jìn)口相連；

第一凈化后氣體罐，其與所述氣液分離器的氣體出口相連，所述第一凈化后氣體罐具有氣體濃度采樣口，其連接第一濃度傳感器；

吸附塔，其進(jìn)料口與所述原料氣罐出料口相連，所述吸附塔還設(shè)置氣體出口；

第二凈化后氣體罐，其與所述吸附塔的氣體出口相連，所述第二凈化后氣體罐具有氣體濃度采樣口，其連接第二濃度傳感器；

控制裝置，其分別與所述第一閥門(mén)、所述第一濃度傳感器以及所述第二濃度傳感器相連。

優(yōu)選的是，還包括：

緩沖罐，其進(jìn)料口與所述再生塔相連，并且所述緩沖罐還通過(guò)氣液輸送泵與化學(xué)品儲(chǔ)罐相連；

電解池，其進(jìn)料口與所述緩沖罐相連，出料口與所述蒸餾塔相連；

其中，所述緩沖罐還與過(guò)濾器相連，通過(guò)所述過(guò)濾器得到單質(zhì)硫。

優(yōu)選的是，所述蒸餾塔與所述吸收塔之間還設(shè)置有液體濃度測(cè)試儀，并且所述第二閥門(mén)設(shè)置在所述液體濃度測(cè)試儀以及所述吸收塔之間；

其中，所述液體濃度測(cè)試儀以及所述第二閥門(mén)分別與所述控制裝置相連。

優(yōu)選的是，還包括：活性炭恢復(fù)塔，其同時(shí)與所述蒸餾塔的氣體出口以及廢料含氧酸鹽池相連。

優(yōu)選的是，所述吸附塔為分層抽拉式結(jié)構(gòu)，其由下至上分別為礫石層、保溫層以及活性炭層。

優(yōu)選的是，所述原料氣罐通過(guò)氣液輸送泵分別連接所述吸收塔以及所述 吸附塔；以及

在所述氣液輸送泵以及所述吸附塔之間設(shè)置加濕器，在所述氣液輸送泵以及所述吸收塔之間設(shè)置所述第一閥門(mén)。

一種雙重式填埋場(chǎng)氣體脫硫方法，包括如下步驟：

步驟一、打開(kāi)原料氣罐、第一閥門(mén)以及第二閥門(mén)，混合氣體分別進(jìn)入吸收塔以及吸附塔；

步驟二、進(jìn)入吸收塔混合氣體，通過(guò)吸收塔內(nèi)的吸收液將含硫氣體進(jìn)行吸收分離后，通過(guò)氣液分離器分離后，凈化后的氣體進(jìn)入第一凈化后氣體罐，處理后的液體通過(guò)再生塔進(jìn)行空氣氧化得到單質(zhì)硫進(jìn)行回收；以及

進(jìn)入吸附塔的混合氣體通過(guò)吸附塔內(nèi)的層狀活性炭進(jìn)行吸附脫硫后，凈化后的氣體進(jìn)入第二凈化后氣體罐；

步驟三、經(jīng)過(guò)在所述再生塔中處理后的液體進(jìn)入蒸餾塔，經(jīng)蒸餾塔處理后的氣體進(jìn)入到活性炭恢復(fù)塔，將吸附完成后活性炭孔隙中硫及硫的含氧酸鹽從活性炭中吸帶出流入廢料含氧酸鹽池，經(jīng)蒸餾塔處理后的液體回收至吸收塔。

優(yōu)選的是，在所述步驟二中，監(jiān)測(cè)所述原料氣罐開(kāi)啟后的混合氣體中含硫氣體的濃度，分別采集進(jìn)入第一凈化后氣體罐以及第二凈化后氣體罐的氣體濃度，對(duì)所述第一閥門(mén)開(kāi)度進(jìn)行控制，所述第一閥門(mén)開(kāi)度λ₁計(jì)算公式為 式中，C_S為原料氣罐混合氣體中含硫氣體的體積濃度，C₁為第一凈化后氣體罐中的氣體體積濃度，C₂為第二凈化后氣體罐中的氣體體積濃度，T為吸附塔出口處的氣體溫度，e為自然對(duì)數(shù)的底數(shù)。

優(yōu)選的是，在所述步驟三中，對(duì)經(jīng)所述蒸餾塔處理后的液體中三價(jià)鐵離子濃度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，對(duì)所述第二閥門(mén)開(kāi)度進(jìn)行控制，所述第二閥門(mén)開(kāi)度λ₁計(jì)算公式為式中，C_Fe1為吸收塔中三價(jià)鐵離子質(zhì)量濃度，C_Fe2為蒸餾塔處理后液體中三價(jià)鐵離子質(zhì)量濃度。

優(yōu)選的是，在所述步驟三中，對(duì)在所述再生塔中處理后的液體經(jīng)過(guò)電解 池進(jìn)行電解作用后再進(jìn)入蒸餾塔。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比較所具有的有益效果：

1、本發(fā)明緊密的將干法脫硫和濕法脫硫相結(jié)合。同時(shí)結(jié)合了干法脫硫的簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、綠色無(wú)污染和濕法脫硫的高效、可再生、處理量大等等的優(yōu)點(diǎn)；

2、對(duì)傳統(tǒng)的LO-CAT工藝進(jìn)行改進(jìn)，利用電解池，三價(jià)鐵離子在酸性條件下與硫化氫氣體反應(yīng)生成單質(zhì)硫，反應(yīng)后的溶液通過(guò)電解再生，然后循環(huán)使用，利用電解過(guò)程中陰、陽(yáng)極的電流，不斷地進(jìn)行吸收，三價(jià)鐵離子就能不斷補(bǔ)充加上部分采用添加化學(xué)催化劑的氧氣氧化三價(jià)鐵離子滿足處理過(guò)程的效率要求；

3、在再生塔中氧氣的引入會(huì)導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)產(chǎn)生過(guò)多的水，所以增設(shè)一個(gè)蒸餾塔和一個(gè)液體濃度測(cè)試儀保證濃度合適，并且通過(guò)控制裝置對(duì)回收回到吸收塔的液體進(jìn)行流量控制；

4、在本發(fā)明中根據(jù)混合氣體中的含硫氣體濃度，通過(guò)控制裝置能夠?qū)M(jìn)入吸附塔以及吸收塔內(nèi)的含硫混合氣體進(jìn)行合理分配，并且通過(guò)對(duì)單質(zhì)硫的回收，達(dá)到了資源的可回收利用，使本發(fā)明具有綠色污染小，節(jié)約能量，經(jīng)濟(jì)，裝置路線可調(diào)節(jié)選擇等優(yōu)點(diǎn)；

5、本發(fā)明中將吸附塔做成箱型分層抽拉式立柜樣，這樣避免了進(jìn)行吸附塔的整體清洗，分層清潔替換，從而更好的延長(zhǎng)了吸附塔使用壽命，節(jié)約能源。

附圖說(shuō)明

圖1為雙重式填埋場(chǎng)氣體脫硫工藝流程圖。

圖2為箱型分層抽拉式吸附塔正截面圖。

圖3為箱型分層抽拉式吸附塔俯視圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明，以令本領(lǐng)域技術(shù)人員參照說(shuō)明書(shū)文字能夠據(jù)以實(shí)施。

如圖1所示，本發(fā)明提供了一種雙重式填埋氣體脫硫裝置，以同時(shí)采用物理吸附和化學(xué)氧化進(jìn)行脫硫處理，物理吸附相對(duì)來(lái)說(shuō)設(shè)備簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)，缺點(diǎn)占地面積較大，化學(xué)氧化部分利用改進(jìn)的LO-CAT工藝增設(shè)電解池確保二價(jià)鐵離子大部分被氧化滿足要求，添加蒸餾塔確保三價(jià)鐵離子的濃度，空氣鼓風(fēng)機(jī)從空氣罐鼓入空氣氧化再生塔中的二價(jià)鐵離子會(huì)產(chǎn)生些許的水影響吸收塔的反應(yīng)，在兩種方式凈化完填埋廢氣中的硫化氫后都會(huì)利用濃度取樣口進(jìn)行硫化氫的檢測(cè)，確保達(dá)標(biāo)合格。

本發(fā)明主要由以下主要部分組成：原料氣罐100、氣液輸送泵110、120、加濕器310、吸收塔210、氣液分離器220、第一凈化后氣體罐410、再生塔230、空氣鼓風(fēng)機(jī)231、空氣罐232、緩沖罐240、過(guò)濾器241、電解池250、蒸餾塔260、液體濃度測(cè)試儀261、化學(xué)品儲(chǔ)罐242、廢料含氧酸鹽池331、吸附塔320、柵板321、優(yōu)質(zhì)活性炭322、第一濃度傳感器411、第二濃度傳感器421、活性炭恢復(fù)塔330、第一閥門(mén)510、第二閥門(mén)520以及控制裝置；

其中，原料氣罐100、第一凈化后氣體罐410以及第二凈化后氣體罐420屬于收集罐；氣液輸送泵110、120、加濕器310、廢料含氧酸鹽池331、吸附塔320、柵板321、優(yōu)質(zhì)活性炭322、活性炭恢復(fù)塔330屬于物理吸附再生系統(tǒng)；吸收塔210、氣液分離器220、再生塔230、空氣鼓風(fēng)機(jī)231、空氣罐232、緩沖罐240、過(guò)濾器241、電解池250、蒸餾塔260、液體濃度測(cè)試儀261、化學(xué)品儲(chǔ)罐242屬于化學(xué)氧化系統(tǒng)，在兩大系統(tǒng)都設(shè)置有濃度取樣口；第一閥門(mén)510、第二閥門(mén)520、第一濃度傳感器411、第二濃度傳感器421以及控制裝置屬于控制系統(tǒng)，能夠?qū)旌蠚怏w的脫硫處理進(jìn)行合理控制，使本發(fā)發(fā)明能夠節(jié)約能源，經(jīng)濟(jì)適用，可持續(xù)使用。

吸收塔210的進(jìn)料口通過(guò)第一閥門(mén)510與原料氣罐100的出料口相連，吸收塔210還設(shè)置液體出口及回收液進(jìn)口；再生塔230通過(guò)氣液分離器220與吸收塔210的液體出口相連，再生塔230通過(guò)空氣鼓風(fēng)機(jī)231與空氣罐232相連，氣液分離器220還設(shè)置氣體出口及液體出口；蒸餾塔260的進(jìn)料口與再生塔230的出料口相連，蒸餾塔260還設(shè)置氣體出口及液體出口；其中，蒸餾塔260的液體出口通過(guò)第二閥門(mén)520與吸收塔210的回收液進(jìn)口相連；第一凈化后氣體罐410與氣液分離器220的氣體出口相連，第一凈化后氣體 罐411具有氣體濃度采樣口，其連接第一濃度傳感器411；吸附塔320的進(jìn)料口與原料氣罐100出料口相連，吸附塔320還設(shè)置氣體出口；第二凈化后氣體罐420與吸附塔320的氣體出口相連，第二凈化后氣體罐420具有氣體濃度采樣口，其連接第二濃度傳感器421；控制裝置分別與第一閥門(mén)510、第二閥門(mén)520、第一濃度傳感器411以及第二濃度傳感器421相連。

在另一種實(shí)施例中，還包括：

緩沖罐240的進(jìn)料口與再生塔230相連，并且緩沖罐240還通過(guò)氣液輸送泵120與化學(xué)品儲(chǔ)罐242相連；電解池250的進(jìn)料口與緩沖罐240相連，出料口與蒸餾塔260相連；其中，緩沖罐240還與過(guò)濾器241相連，通過(guò)過(guò)濾器241純化后得到單質(zhì)硫；在本實(shí)施例中，增設(shè)電解池250確保二價(jià)鐵離子大部分被氧化滿足要求，添加蒸餾塔260確保三價(jià)鐵離子的濃度，空氣鼓風(fēng)機(jī)231從空氣罐232鼓入空氣氧化再生塔230中的二價(jià)鐵離子會(huì)產(chǎn)生些許的水影響吸收塔320的反應(yīng)。

在另一種實(shí)施例中，蒸餾塔260與吸收塔210之間還設(shè)置有液體濃度測(cè)試儀261，并且第二閥門(mén)520設(shè)置在液體濃度測(cè)試儀261以及吸收塔210之間；其中，液體濃度測(cè)試儀261以及第二閥門(mén)520分別與控制裝置相連，液體濃度測(cè)試儀261能夠監(jiān)測(cè)蒸餾塔260處理的液體中三價(jià)鐵離子的濃度，控制裝置通過(guò)液體中三價(jià)鐵離子濃度進(jìn)而控制第二閥門(mén)520的開(kāi)度。

在另一種實(shí)施例中，還包括：活性炭恢復(fù)塔330同時(shí)與蒸餾塔260的氣體出口以及廢料含氧酸鹽池331相連；在本實(shí)施例中，在眾多的干法脫硫方法中選擇了利用優(yōu)質(zhì)活性炭322作為脫硫劑，原因是優(yōu)質(zhì)活性炭322的再生簡(jiǎn)單、方便、且吸附能力較強(qiáng)，在吸附完成后，還可以用活性炭恢復(fù)塔330利用蒸餾塔260所得的蒸汽將硫及硫的含氧酸鹽從活性炭的孔隙中解吸帶出流入廢料含氧酸鹽池331，硫蒸汽冷凝后得到硫磺，使優(yōu)質(zhì)活性炭得以再生恢復(fù)脫硫能力，品質(zhì)優(yōu)良的活性炭可循環(huán)使用20～30次。

在另一種實(shí)施例中，原料氣罐100通過(guò)氣液輸送泵110分別連接吸收塔210以及吸附塔320；在氣液輸送泵110以及吸附塔320之間設(shè)置加濕器310，在氣液輸送泵110以及吸收塔210之間設(shè)置第一閥門(mén)510。

在另一種實(shí)施例中，如圖2、圖3所示，吸附塔320為分層抽拉式結(jié)構(gòu)， 其由下至上分別為礫石層320c、保溫層320e以及活性炭層322，支座320a支撐吸附塔320，氣體分配系統(tǒng)320b使混合氣體能夠更好的進(jìn)入到吸附塔320中，支撐板320d為內(nèi)部各層提供支撐平面，通過(guò)抽拉把手320f能夠?yàn)榈诙剿?20的每層進(jìn)行抽取替換，避免了進(jìn)行第二吸附塔320的整體清潔。

本發(fā)明還提供了一種雙重式填埋場(chǎng)氣體脫硫方法，緊密的將干法脫硫和濕法脫硫相結(jié)合，由于填埋氣體中的硫化氫氣體的濃度不是很穩(wěn)定一般，當(dāng)濃度較低時(shí)，建議利用干法脫硫法，即利用優(yōu)質(zhì)活性炭的吸附作用，吸附完成后用化學(xué)氧化中蒸餾塔所得的熱水汽將孔隙中硫及硫的含氧酸鹽從優(yōu)質(zhì)活性炭中吸帶出流入廢料含氧酸鹽池，硫蒸汽冷凝后得到硫磺，活性炭得到再生，恢復(fù)脫硫能力，品質(zhì)優(yōu)良的活性炭可循環(huán)使用20～30次；當(dāng)濃度較高時(shí)，利用改進(jìn)的LO-CAT工藝完成化學(xué)吸附作用，在吸收塔中完成吸收硫化氫的化學(xué)作用，在氣液分離器中分離凈化后的填埋氣和吸附后富液有兩道選擇性的再生方法，一是在再生塔中可以進(jìn)行空氣氧化，二是可以在電解池中進(jìn)行電解再生。在再生塔中氧氣的引入會(huì)導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)產(chǎn)生過(guò)多的水，所以增設(shè)一個(gè)蒸餾塔和一個(gè)液體濃度測(cè)試儀保證濃度合適。

本發(fā)明所提供的脫硫工藝，包括如下步驟：

步驟一、打開(kāi)原料氣罐100、第一閥門(mén)510以及第二閥門(mén)520，混合氣體分別進(jìn)入吸收塔210以及吸附塔320；

步驟二、進(jìn)入吸收塔210混合氣體，通過(guò)吸收塔210內(nèi)的吸收液將硫化氫氣體進(jìn)行吸收分離后，通過(guò)氣液分離器220分離后，凈化后的氣體進(jìn)入第一凈化后氣體罐410，處理后的液體通過(guò)再生塔230進(jìn)行空氣氧化得到單質(zhì)硫進(jìn)行回收；以及

進(jìn)入吸附塔320的混合氣體通過(guò)吸附塔320內(nèi)的層狀活性炭322進(jìn)行吸附脫硫后，凈化后的氣體進(jìn)入第二凈化后氣體罐420；

步驟三、經(jīng)過(guò)在再生塔230中處理后的液體進(jìn)入蒸餾塔260，經(jīng)蒸餾塔260處理后的氣體進(jìn)入到活性炭恢復(fù)塔330，將吸附完成后活性炭孔隙中硫及硫的含氧酸鹽從活性炭中吸帶出流入廢料含氧酸鹽池331，經(jīng)蒸餾塔處理后的液體回收至吸收塔210。

在另一種實(shí)施例中，在步驟二中，監(jiān)測(cè)原料氣罐100開(kāi)啟后的混合氣體 中硫化氫氣體體積濃度C_S，分別采集進(jìn)入第一凈化后氣體罐以及第二凈化后氣體罐的氣體濃度C₁、C₂，控制裝置對(duì)所述第一閥門(mén)開(kāi)度λ₁進(jìn)行控制，第一閥門(mén)開(kāi)度λ₁計(jì)算公式為式中，C_S為原料氣罐混合氣體中含硫氣體的體積濃度，單位為ppm，C₁為第一凈化后氣體罐中的氣體體積濃度，單位為ppm，C₂為第二凈化后氣體罐中的氣體體積濃度，單位為ppm，T為吸附塔出口處的氣體溫度，單位為℃，e為自然對(duì)數(shù)的底數(shù)，第一閥門(mén)開(kāi)度λ₁單位為％。

在另一種實(shí)施例中，在步驟三中，對(duì)經(jīng)蒸餾塔260處理后的液體中三價(jià)鐵離子濃度C_Fe2進(jìn)行監(jiān)測(cè)，通過(guò)控制裝置對(duì)第二閥門(mén)開(kāi)度λ₂進(jìn)行控制，第二閥門(mén)開(kāi)度λ₂計(jì)算公式為式中，C_Fe1為吸收塔中三價(jià)鐵離子質(zhì)量濃度，C_Fe2為蒸餾塔處理后液體中三價(jià)鐵離子質(zhì)量濃度，e為自然對(duì)數(shù)的底數(shù)，第二閥門(mén)開(kāi)度λ₂單位為％。

在另一種實(shí)施例中，在步驟三中，對(duì)在再生塔230中處理后的液體經(jīng)過(guò)電解池240進(jìn)行電解作用后再進(jìn)入蒸餾塔260，電解池250的進(jìn)料口與緩沖罐240相連，出料口與蒸餾塔260相連；其中，緩沖罐240還與過(guò)濾器241相連，通過(guò)過(guò)濾器241純化后得到單質(zhì)硫。

盡管本發(fā)明的實(shí)施方案已公開(kāi)如上，但其并不僅僅限于說(shuō)明書(shū)和實(shí)施方式中所列運(yùn)用，它完全可以被適用于各種適合本發(fā)明的領(lǐng)域，對(duì)于熟悉本領(lǐng)域的人員而言，可容易地實(shí)現(xiàn)另外的修改，因此在不背離權(quán)利要求及等同范圍所限定的一般概念下，本發(fā)明并不限于特定的細(xì)節(jié)和這里示出與描述的圖例。