硫化物被所述脫硫微生物轉化為單質硫，并且所述閃蒸后含有硫化物的富液被再生為貧液；
[0058]將所述含有硫化氫的閃蒸氣通入到所述再生反應器的非含氧區(qū)，所述含有硫化氫的閃蒸氣中的硫化氫被所述再生后的貧液吸收。
[0059]簡而言之，該生物脫硫方法的原理是該用于中低壓天然氣的生物脫硫方法包括以下步驟:步驟(I)、利用脫硫溶液吸收含硫化氫的天然氣中的硫化氫；步驟(2)、將吸收了硫化氫的脫硫溶液進行閃蒸；步驟(3)、閃蒸氣和閃蒸后的脫硫溶液輸送到再生反應器中進行閃蒸氣的脫硫和所述閃蒸后的脫硫溶液的再生。
[0060]在上述的生物脫硫方法中，再生反應器被分為兩個區(qū)，含氧區(qū)和非含氧區(qū)，一方面，來自于閃蒸罐的脫硫溶液進入到再生反應器的含氧區(qū)，在含氧區(qū)利用脫硫微生物對其進行脫硫處理，同時再生脫硫溶液；另一方面，來自于閃蒸罐的閃蒸氣進入到再生反應器的非含氧區(qū)，利用含氧區(qū)再生的脫硫溶液脫除其中的硫化氫等含硫物。因此，本發(fā)明的生物脫硫方法不僅可以去除天然氣中的硫化氫，而且還可以對閃蒸氣進行凈化，從而確保從上述生物脫硫方法中排出尾氣達到硫化氫濃度低于20mg/m3的國家脫硫標準。
[0061]在上述的生物脫硫方法中，所述中低壓天然氣可以為0.5-5.0MPa的天然氣；優(yōu)選地，所述中低壓天然氣是指壓力為1.0-3.0MPa的天然氣。對于本發(fā)明所述的生物脫硫方法，流程簡單、操作成本低，非常適用于中低壓天然氣的處理。在上述的生物脫硫方法中，在步驟(I)中，所述吸收塔選自于鼓泡塔、填料塔、噴淋塔、板式塔或者它們的組合。優(yōu)選地，所述吸收塔為填料塔。所述填料塔中的填料為鮑爾環(huán)或者拉西環(huán)。之所以優(yōu)選填料塔，是因為填料增加兩種氣液兩相間的接觸表面，加強傳質，同時增加氣體在塔內的停留時間。所述吸收塔的另一個優(yōu)選的形式是噴淋塔，在噴淋塔中所述天然氣和脫硫溶液是逆向接觸的。噴淋的形式可以使得所述天然氣和脫硫溶液充分接觸，從而提高脫硫效率。在噴淋塔中所述天然氣和脫硫溶液是逆向接觸的，逆向接觸的方式在噴淋塔的頂部附近，天然氣中的硫化氫濃度已經較低，噴淋塔頂部噴出的脫硫溶液中的硫化氫濃度幾乎為零，此時的脫硫溶液脫硫能力最大，可以降低最終輸出的天然氣中的硫化氫濃度，提高脫硫效率。
[0062]在上述的生物脫硫方法中，在步驟⑴中，所述脫硫溶液可以為堿性緩沖溶液。因為硫化氫為酸性氣體，所以優(yōu)選使用堿性的緩沖溶液作為脫硫溶液。上述的堿性緩沖溶液可以為碳酸鹽緩沖溶液或者磷酸鹽緩沖溶液或者它們的組合。之所以選擇碳酸鹽緩沖溶液或者磷酸鹽緩沖溶液或者它們的組合，是因為這樣的堿性緩沖溶液pH值相對于強堿性溶液更適宜脫硫微生物的生長和繁殖。優(yōu)選地，PH為7.5-10.0的碳酸鈉-碳酸氫鈉溶液；所述磷酸鹽緩沖溶液為PH為7.5-10.0的磷酸二氫鉀和磷酸氫二鉀溶液。
[0063]在上述的生物脫硫方法中，在步驟(2)中，所述閃蒸氣壓力為0.1-1.0Mpa0
[0064]在上述的生物脫硫方法中，優(yōu)選地，步驟(3)中的將所述的單質硫從所述脫硫溶液中分離回收。分離回收可以使用硫磺回收池等設備或者設施。隨著脫硫微生物將硫化氫不斷地轉化為單質硫，單質硫的量不斷增加。本領域的技術人員可以通過各種自動化的設備或者非自動化的方法回收所述再生反應器內單質硫。步驟(3)中的將所述的單質硫是以液態(tài)的形式從所述脫硫溶液中分離回收。
[0065]在上述的生物脫硫方法中，步驟(3)中所述再生反應器的含氧區(qū)和非含氧區(qū)是隔離的。優(yōu)選地，是通過開孔隔板將再生反應器的含氧區(qū)和非含氧區(qū)隔離。隔離的優(yōu)點是對再生反應器進行功能性分區(qū)。對于隔離的含氧區(qū)和非含氧區(qū)，所述再生反應器的含氧區(qū)中的貧液的一部分在氣升作用下從隔板上的開孔進入到所述再生反應器的非含氧區(qū)。從再生反應器的含氧區(qū)來的脫硫溶液可以為所述再生反應器的非含氧區(qū)提供硫化物濃度低或者基本不含硫化物的脫硫溶液，以有效去除閃蒸氣中的硫化氫。隔板的開孔位于隔板的側面。所開孔的孔徑優(yōu)選20-40mm。最上層開孔位置略低于再生反應器中富液的液面，例如低于液面5-lOcm，最下層開孔位置不低于隔板高度的一半。孔的總面積占隔板總面積的比例為30%以下，這個比例是根據溶液循環(huán)量和所通入的空氣、閃蒸氣的流量壓強確定。
[0066]在上述的生物脫硫方法中，所述再生反應器的含氧區(qū)可以位于所述再生反應器的外側，所述再生反應器的非含氧區(qū)可以位于所述再生反應器的內側。所述再生反應器的含氧區(qū)依然在所述再生反應器的內部，所述再生反應器的非含氧區(qū)也在所述再生反應器的內部。優(yōu)選地，所述再生反應器的含氧區(qū)為一個圓環(huán)形的區(qū)域，所述再生反應器的非含氧區(qū)為一個圓柱形的區(qū)域，所述再生反應器的含氧區(qū)的圓環(huán)形的區(qū)域包圍著所述再生反應器的非含氧區(qū)的圓柱形區(qū)域。所述再生反應器的含氧區(qū)還可以為不規(guī)則的環(huán)形區(qū)域，在此并沒有特殊要求，只要能夠與所述再生反應器的非含氧區(qū)隔離即可。例如，所述再生反應器的含氧區(qū)的環(huán)形區(qū)域為，外周為圓形、內周為正方形或者長方形或者正六邊形所構成的環(huán)形區(qū)域。
[0067]在上述的生物脫硫方法中，所述再生反應器的含氧區(qū)中的貧液一部分用泵輸送到步驟(I)的吸收塔中。可以實現脫硫溶液的循環(huán)利用，使得該方法中不再需要額外輸入新的脫硫溶液，降低成本。
[0068]在上述的生物脫硫方法中，可以將含有氧氣的氣體被輸送到步驟(3)中的所述再生反應器中的含氧區(qū)，為含氧區(qū)提供氧氣，提高脫硫微生物的生長速度，進一步來提高脫硫效率。為了節(jié)約成本，所述含有氧氣的氣體可以為空氣。所述空氣的形式可以為壓縮空氣。
[0069]在上述的生物脫硫方法中，所述脫硫微生物的種類并沒有具體限制，只要能夠將硫化物轉化為單質硫即可，例如硫桿菌屬類的微生物。
[0070]具體地，請參見圖1，圖1是本發(fā)明實施例1提供的中低壓力天然氣生物脫硫方法的流程圖。在圖1中，以堿性緩沖溶液作為吸收劑的脫硫溶液和含硫化氫的天然氣I在吸收塔A內接觸，將硫化氫由氣相轉化到液相，達標后的凈化氣2從吸收塔頂部進入下游單元；含硫化物的富液3進入閃蒸罐B降壓并釋放閃蒸氣5。閃蒸后的含硫化物的富液4及閃蒸氣5均進入再生反應器C ;再生反應器C利用隔板8內外分區(qū)，外區(qū)含氧區(qū)，內區(qū)為非含氧區(qū)；在含氧區(qū)中，空氣6大量鼓入，硫氧化細菌利用溶解在液體中的氧氣再生出前段吸收消耗的堿液，將富液轉化為貧液，同時生成大量的單質硫，再生貧液一部分通過循環(huán)泵D輸送回吸收塔A中重復利用；貧液另一部分在空氣6的氣升作用下，從隔板開孔9處進入非含氧區(qū)，利用再生出的堿液吸收閃蒸氣中的硫化氫，確保閃蒸氣內硫化氫脫除達標。
[0071]本發(fā)明的另一方面提供一種用于中低壓天然氣的生物脫硫再生反應器，所述再生反應器包括含氧區(qū)和非含氧區(qū)，所述含氧區(qū)和非含氧區(qū)通過開孔隔板隔離；所述含氧區(qū)用于脫除閃蒸后富液中的硫化物，使富液再生為貧液；所述非含氧區(qū)用于利用含氧區(qū)再生的貧液吸收閃蒸氣中的硫化氫。
[0072]參考圖2，圖2是本發(fā)明實施例3提供的再生反應器的結構示意圖，該再生反應器的工作原理為在天然氣脫硫過程中，經閃蒸罐降壓的含硫化物的富液進入再生反應器C的含氧區(qū)，在含氧區(qū)中，空氣6大量鼓入，硫氧化細菌利用溶解在液體中的氧氣將富液中的硫化物轉化為單質硫，將富液轉化為貧液；貧液的一部分在空氣6的氣升作用下，從隔板開孔9處進入非含氧區(qū)，在閃蒸降壓過程中生成的閃蒸氣進入再生反應器C的非含氧區(qū)中，閃蒸氣中的硫化氫被再生的貧液吸收，這樣就使得閃蒸氣中的硫化氫含量低于20mg/m3，達到國家排放標準。
[0073]在上述的再生反應器中，優(yōu)選地，含氧區(qū)為一個圓環(huán)形的區(qū)域，非含氧區(qū)為一個圓柱形的區(qū)域，所述含氧區(qū)的圓環(huán)形的區(qū)域包圍著所述非含氧區(qū)的圓柱形區(qū)域。
[0074]在上述的再生反應器中，隔板開孔的孔徑優(yōu)選20_40mm。隔板開孔的最上層開孔位置由再生反應器中富液的液面高度決定，應略低于所述再生反應器中富液的液面，例如低于液面5_10cm ;最下層開孔位置由隔板的聞度決定，參考圖3,圖3為本發(fā)明實施例3提供的再生反應器中隔板的結構示意圖，最下層開孔位置應不低于所述隔板高度的一半。之所以確定這樣的開孔位置，是為了保證再生反應器內液體的循環(huán)，即含氧區(qū)中再生的貧液在空氣氣升作用下由隔板開孔進入非含氧區(qū)，而吸收閃蒸氣中硫化氫的液體由隔板底部回到含氧區(qū)。
[0075]在上述的再生反應器中，孔的總面積占隔板總面積的比例為30%以下。這個比例根據溶液循環(huán)量和通入的空氣、閃蒸氣的流量壓強確定。
[0076]實施例1
[0077]本實施例提供一種用于中低壓力天然氣的生物脫硫方法。
[0078]步驟(I)、在填料吸收塔A內，10000Nm3/d、壓力為1.0MPa的天然氣I (其中硫化氫含量為10g/m3)與pH值為8.5的脫硫溶液逆向接觸，得到硫化氫含量為lmg/m3的凈化天然氣2，脫硫效率為99.99% ；