生物脫硫裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種生物脫硫裝置，包括至少一個生物反應罐，生物反應罐連接有進液管和出液管，生物反應罐內(nèi)設(shè)置有曝氣頭和上下兩端開口的圓柱形內(nèi)殼，內(nèi)殼將生物反應罐內(nèi)部空間分為殼體內(nèi)部曝氣區(qū)以及殼體外部沉淀區(qū)；曝氣頭設(shè)置于曝氣區(qū)的下部，進液管設(shè)置于曝氣區(qū)的上部，出液管設(shè)置于沉淀區(qū)的上部。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單、曝氣易于控制，從吸收液流入至營養(yǎng)液流出，液流方向明確且穩(wěn)定，還原性的硫被可控的氧化為硫單質(zhì)，生物轉(zhuǎn)化效率高。
【專利說明】
生物脫硫裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及生物脫硫技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，涉及一種生物脫硫裝置，用于脫除吸收液中的還原性硫化氫。
【背景技術(shù)】
[0002]含有硫化氫的氣體對氣體儲存裝置、輸送管道均有腐蝕性，在氣體被利用前，需要將氣體中含有的硫化氫進行脫除。目前常用的硫化氫脫硫技術(shù)有化學法和生物法。
[0003]化學脫硫法利用氧化性脫硫劑與硫化氫進行氧化還原反應，生成單質(zhì)硫，從而脫去氣體中的硫化氫。但化學法使用的氧化性脫硫劑使用壽命有限，需要及時再生更換，操作復雜，且易造成二次污染。
[0004]生物脫硫法利用富含硫化物氧化微生物的營養(yǎng)液，將氣體中的硫化氫進行溶解吸附，以氧氣作為電子受體進行代謝，最終經(jīng)硫化氫轉(zhuǎn)化為單質(zhì)硫和硫酸，溶解吸附有硫化氫的吸收液，反應式主要有以下兩種:
[0005]H2S+202 = H2SO4
[0006]2H2S+02 = 2S+2H20
[0007]中國專利文獻CN101053765 A公開了一種沼氣生物脫硫裝置，將硫化氫的溶解吸附階段裝置和硫化氫轉(zhuǎn)化為單質(zhì)硫和硫酸的再生階段裝置一體化設(shè)計，可以克服裝置中氧含量、溫度和濕度都不能控制的缺點，但硫化物氧化微生物的生長繁殖需要的曝氣過程難以控制，曝氣過量氣體流中易引入氮氣、氧氣等雜質(zhì)，雜質(zhì)氣體的引入量超過1.5%，除增加能耗外，且易產(chǎn)生過量硫酸，對設(shè)備造成腐蝕，曝氣不足影響脫硫效果。
[0008]中國專利文獻CN101597529 A公開了一種沼氣生物脫硫裝置，包括脫硫塔，在所述脫硫塔內(nèi)設(shè)有填料層，在填料層的下部設(shè)有沼氣進氣口、排污口和出液口，在所述填料層的上方設(shè)有出氣口和進液口，還包括一個再生槽以及一個將所說脫硫塔出液口排出的吸收液打入再生槽的栗，再生槽底部有進氣口和進氣管以向再生槽內(nèi)的吸收液通氣，進行曝氣和控制吸收液額的溶解氧含量，所述再生槽出液口還與一個沉降槽連通，以使吸收液中的單質(zhì)硫被沉降分離，沉降槽上部有清液出口與一個貧液槽相通，貧液槽的出液口通過吸收液栗和循環(huán)管道與所述脫硫塔的進液口連通，沉降槽下部有沉降物排放口。將硫化氫的溶解吸附階段裝置和硫化氫轉(zhuǎn)化為單質(zhì)硫和硫酸的再生階段裝置分體設(shè)計，運轉(zhuǎn)周期長、安全。該專利文獻中，吸收液進液管設(shè)置在再生裝置底部，再生裝置內(nèi)的功能分區(qū)不明確，存在反應死區(qū)造成短流，硫化氫的氧化過程難以控制，硫元素多被氧化成硫酸，反應過程中體系PH值下降過大過快，約降低到3.0左右，一方面影響脫硫效果，另一方面體系pH過低對設(shè)備易造成腐蝕。
【實用新型內(nèi)容】
[0009]本實用新型的目的在于針對生物脫硫過程中存在的曝氣難以控制、易腐蝕設(shè)備、脫硫效果差等上述問題，提供了一種結(jié)構(gòu)簡單、脫硫效果好、曝氣易于控制的生物脫硫裝置。
[0010]本實用新型的技術(shù)方案為:一種生物脫硫裝置，包括至少一個生物反應罐，生物反應罐連接有進液管和出液管，生物反應罐內(nèi)設(shè)置有曝氣頭和上下兩端開口的圓柱形內(nèi)殼，內(nèi)殼將生物反應罐內(nèi)部空間分為殼體內(nèi)部曝氣區(qū)以及殼體外部沉淀區(qū)；曝氣頭設(shè)置于曝氣區(qū)的下部，進液管設(shè)置于曝氣區(qū)的上部，出液管設(shè)置于沉淀區(qū)的上部。通過內(nèi)殼將生物反應罐隔成曝氣區(qū)和沉淀區(qū)，降低了曝氣區(qū)體系的擾動對沉淀區(qū)單質(zhì)硫的沉淀造成的影響。在曝氣區(qū)，進液管設(shè)置在上部，曝氣頭設(shè)置在下部，吸收液與氧氣接觸充分，無短流現(xiàn)象。在對吸附有硫化氫的吸收液再生為營養(yǎng)液的過程中，將生物反應罐與氣體流中硫化氫吸收裝置分開設(shè)置，曝氣過程中不會向需要脫硫的氣體流中添加其他雜質(zhì)氣體(如氮氣、氧氣等)。
[0011]進一步的，生物反應罐為兩個及兩個以上時，多個生物反應罐依次串聯(lián)，且前一個生物反應罐的出液管與后一個生物反應罐的進液管相連。設(shè)計多個生物反應罐，可以根據(jù)吸附有硫化氫的吸收液的再生情況，選擇采用生物反應罐的數(shù)量，提高生物轉(zhuǎn)化效率。
[0012]作為優(yōu)選，進液管為一體式結(jié)構(gòu)，設(shè)置為直管或夾角為α的彎管，其中，135°?180°。進液管設(shè)置為彎管，可以根據(jù)水質(zhì)水量的情況選擇夾角不同的彎管，以便在進液管進液的過程中形成旋流，反應區(qū)無死角，提高吸收液在曝氣區(qū)的攪拌效果，使吸收液與氧氣充分接觸發(fā)生反應。
[0013]作為優(yōu)選，進液管為分體式結(jié)構(gòu)時，包括直管部分和斜管部分，直管部分與斜管部分之間的夾角為α，135° <α<180°。可以根據(jù)水質(zhì)水量的情況將進液管的直管部分與斜管部分組成不同的夾角的彎管，以便在進液管進液的過程中形成旋流，反應區(qū)無死角，提高吸收液在曝氣區(qū)的攪拌效果，使吸收液與氧氣充分接觸發(fā)生反應。
[0014]進一步的，曝氣區(qū)的下方設(shè)有隔板，防止曝氣區(qū)的擾動影響生物反應罐底部的沉?疋效果。
[0015]作為優(yōu)選，隔板的寬度大于內(nèi)殼的直徑，進一步防止曝氣區(qū)的擾動影響生物反應罐底部的沉淀效果。
[0016]作為優(yōu)選，隔板設(shè)置為錐形，有助于沉淀的單質(zhì)硫落入生物反應罐的底部。
[0017]進一步的，生物反應罐的底部連接有排硫管，污泥和氧化生成的硫單質(zhì)沉淀后通過排硫管排出生物反應罐。
[0018]作為優(yōu)選，生物反應罐的底部設(shè)置為倒錐形，有助于單質(zhì)硫和污泥的快速沉積和排出。
[0019]進一步的，生物反應罐的底部設(shè)有支腿。支腿支撐生物反應罐，便于沉淀后的污泥和氧化生成的硫單質(zhì)從排硫管中排出生物反應罐。
[0020]本實用新型的有益效果為:
[0021](I)本實用新型通過對反應條件進行控制，將吸收液中的硫化氫轉(zhuǎn)化為硫單質(zhì)，硫單質(zhì)通過沉降分離排出，再生的營養(yǎng)液可被再循環(huán)至脫硫塔吸收硫化氫，反應體系呈弱堿性，硫化氫溶解吸附效果好，生物轉(zhuǎn)化效率高。
[0022](2)本實用新型從吸收液流入到營養(yǎng)液流出，其液流方向明確且穩(wěn)定，還原性的硫被可控的氧化為硫單質(zhì)。
[0023](3)本實用新型進液管的管口與內(nèi)殼呈一定角度，反應體系在曝氣區(qū)域形成旋流，反應區(qū)無死角，可明顯提高曝氣中的氧利用率，氧利用率可從18%左右提高至25%以上，一方面可縮小生物反應罐容積，減少投資，另一方面可降低曝氣能耗，降低運行費用。
[0024](4)本實用新型通過設(shè)置的內(nèi)殼將生物反應罐隔成曝氣區(qū)和沉淀區(qū)，降低了曝氣區(qū)體系的擾動對沉淀區(qū)單質(zhì)硫的沉淀造成的影響，生物反應罐底部設(shè)置為到倒錐形，有助于單質(zhì)硫的快速沉積和排出。
【附圖說明】
[0025]圖1為本實用新型具體實施例一的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖2為本實用新型圖1中A-A向剖視圖。
[0027]圖3為本實用新型具體實施例二的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]圖中，1、生物反應罐，2、進液管，3、出液管，4、曝氣頭，5、內(nèi)殼，6、曝氣區(qū)，7、沉淀區(qū)，8、隔板，9、排硫管，10、支腿。
【具體實施方式】
[0029]下面結(jié)合附圖對本實用新型進行詳細說明。
[0030]具體實施例一:如圖1所示，一種生物脫硫裝置，包括生物反應罐I，生物反應罐I連接有進液管2和出液管3，生物反應罐I內(nèi)設(shè)置有曝氣頭4和上下兩端開口的圓柱形內(nèi)殼5，內(nèi)殼5將生物反應罐內(nèi)部空間分為殼體內(nèi)部曝氣區(qū)6以及殼體外部沉淀區(qū)7;曝氣頭4設(shè)置于曝氣區(qū)6的下部，進液管2設(shè)置于曝氣區(qū)6的上部，出液管3設(shè)置于沉淀區(qū)7的上部。通過內(nèi)殼將生物反應罐隔成曝氣區(qū)和沉淀區(qū)，降低了曝氣區(qū)體系的擾動對沉淀區(qū)單質(zhì)硫的沉淀造成的影響。在曝氣區(qū)，進液管設(shè)置在上部，曝氣頭設(shè)置在下部，吸收液與氧氣接觸充分，無短流現(xiàn)象。在對吸附有硫化氫的吸收液再生為營養(yǎng)液的過程中，將生物反應罐與氣體流中硫化氫吸收裝置分開設(shè)置，曝氣過程中不會向需要脫硫的氣體流中添加其他雜質(zhì)氣體(如氮氣、氧氣等)。
[0031]在本實施例中，參見圖2，進液管2為一體式結(jié)構(gòu)，設(shè)置為夾角α為150°的彎管。進液管設(shè)計為彎管，在進液管進液的過程中形成旋流，反應區(qū)無死角，提高吸收液在曝氣區(qū)的攪拌效果，使吸收液與氧氣充分接觸發(fā)生反應。
[0032]在本實施例中，參見圖1，曝氣區(qū)6的下方設(shè)有隔板8，防止曝氣區(qū)的擾動影響生物反應罐底部的沉淀效果。
[0033]在本實施例中，隔板8的寬度大于內(nèi)殼的直徑，進一步防止曝氣區(qū)的擾動影響生物反應罐底部的沉淀效果。
[0034]在本實施例中，上述隔板8設(shè)置為錐形，有助于沉淀的單質(zhì)硫落入生物反應罐的底部。
[0035]在本實施例中，參見圖1，生物反應罐I的底部連接有排硫管9，污泥和氧化生成的硫單質(zhì)沉淀后通過排硫管9排出生物反應罐。
[0036]在本實施例中，參見圖1，生物反應罐I的底部設(shè)置為倒錐形，有助于單質(zhì)硫和污泥的快速沉積和排出。
[0037]在本實施例中，參見圖1，生物反應罐I的底部設(shè)有支腿10，用于支撐生物反應罐，便于沉淀后的污泥和氧化生成的硫單質(zhì)從排硫管中排出生物反應罐。
[0038]作為本實施例的延伸，進液管還可以選擇夾角α為145°、155°、165°等不同夾角角度的彎管。能夠根據(jù)水質(zhì)水量的情況選擇夾角不同的彎管，實現(xiàn)在進液管進液的過程中形成旋流，反應區(qū)無死角，提高吸收液在曝氣區(qū)的攪拌效果，使吸收液與氧氣充分接觸發(fā)生反應。
[0039]本實施例中的生物脫硫裝置，適合對水質(zhì)水量較小的含有硫化氫吸收液進行生物脫硫處理。
[0040]采用本實施例中的生物脫硫裝置對含有硫化氫的吸收液進行處理時，含有硫化氫的吸收液從進料管進入到生物反應罐的曝氣區(qū)，此時的吸收液溶解有硫化氫，因此其PH值較低。曝氣區(qū)中的微生物在常溫常壓和有氧條件下經(jīng)吸收液中含有的還原性的硫吸附并轉(zhuǎn)化為硫單質(zhì)，在該反應過程中堿度重新增加，吸收液被再生為營養(yǎng)液，其反應式如下:
[0041 ] 2HS—+02 = 2Si+20H—
[0042]曝氣區(qū)中夾雜有大量的硫單質(zhì)和活性污泥(其中含有大量脫硫微生物)的營養(yǎng)液，從內(nèi)殼與隔板之間形成的間隙流入到生物反應罐的沉淀區(qū)，由于硫單質(zhì)和活性污泥的上升速度較營養(yǎng)液慢，最終被沉淀下來，并沉積在生物反應罐的底部，通過排硫管排出生物反應罐。
[0043]具體實施例二:參見圖3，與實施例一不同的是，在本實施例中，生物反應罐I設(shè)置有兩個，兩個生物反應罐串聯(lián)，且前一個生物反應罐的出液管與后一個生物反應罐的進液管相連。本實施例中的生物脫硫裝置，其脫硫效果較實施例一更進一步，生物轉(zhuǎn)化率更高。
[0044]本實施例中的生物脫硫裝置，適合對水質(zhì)水量較大的含有硫化氫吸收液進行生物脫硫處理。
[0045]其工作原理同實施例一。
[0046]具體實施例三:與實施例一不同的是，在本實施例中，進液管2為分體式結(jié)構(gòu)，包括直管部分和斜管部分，直管部分與斜管部分之間的夾角α為160°。進液管設(shè)計為彎管形式，在進液管進液的過程中形成旋流，反應區(qū)無死角，提高吸收液在曝氣區(qū)的攪拌效果，使吸收液與氧氣充分接觸發(fā)生反應。
[0047]作為本實施例的延伸，可以根據(jù)水質(zhì)水量的情況將進液管的直管部分與斜管部分組成不同的夾角α的彎管，如:組成夾角α為140°、150°、170°的彎管。能夠根據(jù)水質(zhì)水量的不同情況，選擇進液管的直管部分與斜管部分的夾角，實現(xiàn)在進液管進液的過程中形成旋流，反應區(qū)無死角，提高吸收液在曝氣區(qū)的攪拌效果，使吸收液與氧氣充分接觸發(fā)生反應。
[0048]其工作原理同實施例一。
[0049]作為上述實施例的延伸，進液管不論設(shè)置為一體式結(jié)構(gòu)的彎管還是分體式結(jié)構(gòu)，均可以根據(jù)水質(zhì)水量的情況選擇不同夾角，以便在進液管進液的過程中形成旋流，反應區(qū)無死角，提高吸收液在曝氣區(qū)的攪拌效果，使吸收液與氧氣充分接觸發(fā)生反應。
[0050]作為上述實施例的延伸，本實用新型生物脫硫裝置可以設(shè)置多個生物反應罐，多個生物反應罐依次串聯(lián)，且前一個生物反應罐的出液管與后一個生物反應罐的進液管相連。根據(jù)吸附有硫化氫的吸收液的再生情況，選擇采用生物反應罐的數(shù)量，提高生物轉(zhuǎn)化效率。
[0051]上述實施例用來解釋本實用新型，而不是對本實用新型進行限制，在本實用新型的精神和權(quán)利要求的保護范圍內(nèi)，對本實用新型做出的任何修改和改變，都落入本實用新型的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種生物脫硫裝置，其特征在于:包括至少一個生物反應罐，生物反應罐連接有進液管和出液管，生物反應罐內(nèi)設(shè)置有曝氣頭和上下兩端開口的圓柱形內(nèi)殼，內(nèi)殼將生物反應罐內(nèi)部空間分為殼體內(nèi)部曝氣區(qū)以及殼體外部沉淀區(qū)；曝氣頭設(shè)置于曝氣區(qū)的下部，進液管設(shè)置于曝氣區(qū)的上部，出液管設(shè)置于沉淀區(qū)的上部。2.如權(quán)利要求1所述的生物脫硫裝置，其特征在于:生物反應罐為兩個及兩個以上時，多個生物反應罐依次串聯(lián)，且前一個生物反應罐的出液管與后一個生物反應罐的進液管相連。3.如權(quán)利要求1所述的生物脫硫裝置，其特征在于:進液管為一體式結(jié)構(gòu)，設(shè)置為直管或夾角為α的彎管，其中，135°<α<180°。4.如權(quán)利要求1所述的生物脫硫裝置，其特征在于:進液管為分體式結(jié)構(gòu)，包括直管部分和斜管部分，直管部分與斜管部分之間的夾角為α，135°<α<180°。5.如權(quán)利要求1所述的生物脫硫裝置，其特征在于:曝氣區(qū)的下方設(shè)有隔板。6.如權(quán)利要求5所述的生物脫硫裝置，其特征在于:隔板的寬度大于內(nèi)殼的直徑。7.如權(quán)利要求5或6任意一項所述的生物脫硫裝置，其特征在于:隔板設(shè)置為錐形。8.如權(quán)利要求1所述的生物脫硫裝置，其特征在于:生物反應罐的底部連接有排硫管。9.如權(quán)利要求1或8任意一項所述的生物脫硫裝置，其特征在于:生物反應罐的底部設(shè)置為倒錐形。10.如權(quán)利要求9所述的生物脫硫裝置，其特征在于:生物反應罐的底部設(shè)有支腿。
【文檔編號】B01D53/96GK205683843SQ201620619471
【公開日】2016年11月16日
【申請日】2016年6月22日 公開號201620619471.5, CN 201620619471, CN 205683843 U, CN 205683843U, CN-U-205683843, CN201620619471, CN201620619471.5, CN205683843 U, CN205683843U
【發(fā)明人】趙巖立, 王魯民, 夏曉芳, 張良嘉, 王倩
【申請人】青島中科華通能源工程有限公司