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沼氣脫硫工程
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沼氣脫硫 上傳視頻
  沼氣作為一種新興能源其應用越來越廣泛,在我國環保標準中嚴格規定,利用沼氣能源時,沼氣氣體中H2S 含量不得超過20mg/m3 。無論在工業或民用氣體中, 都******盡可能的除去H2S。
  沼氣從厭氧發酵裝置產出時,特別是在中溫或高溫發酵時,攜帶有大量的H2S 。由于沼氣中還有大量的水蒸汽存在,水與沼氣中的H2S 共同作用,加速了金屬管道、閥門和流量計的腐蝕和堵塞。另外, H2S 燃燒后生成的SO2 ,與燃燒產物中的水蒸氣結合成亞硫酸,使設備的金屬表面產生腐蝕,并且還會造成對大氣環境的污染,影響人體健康。因此,在使用沼氣之前,******脫除其中的H2S 。
業內常用的沼氣脫硫方法有:干法脫硫、濕法脫硫、生物法脫硫等幾種脫硫方法。
主要方法:干法脫硫、濕法脫硫等
脫硫原理
干法脫硫:
  干法脫硫是一種簡易、相對低成本的脫硫方式,一般適合用于沼氣量小,硫化氫濃度低的沼氣脫硫。干法脫除沼氣氣體中硫化氫(H2S)的設備基本原理是以O2使H2S 氧化成硫或硫氧化物的一種方法,也可稱為干式氧化法。干法設備的構成是,在一個容器內放入填料,填料層有活性炭、氧化鐵等。氣體以低流速從一端經過容器內填料層,硫化氫(H2S)氧化成硫或硫氧化物后,余留在填料層中,凈化后氣體從容器另一端排出。
  干式脫硫主要包括主體鋼結構、脫硫劑填料、觀察窗、壓力表、溫度表等組件。脫硫塔通常設計為一用一備,交替使用,即一個脫硫,一個再生?!『辛蚧瘹?H2S)的沼氣進入脫硫塔底部,在穿過脫硫填料層到達頂端的過程中,H2S與脫硫劑發生以下的化學反應:
******步: Fe2O3 • H2O + 3 H2S = Fe2S3 + 4 H2O (脫硫)
******步: Fe2S3 + 3/2 O2 + 3 H2O = Fe2O3 • H2O + 2 H2O + 3 S(再生)
  含有硫化氫的沼氣首先與底部入口處荷載相對高的脫硫劑反應,反應器上部是負載低的脫硫劑層,通過設計良好的沼氣空速和線速,干式脫硫能到達良好的精脫硫效果。
  在沼氣進入干式脫硫塔之前,應設置有冷凝水罐或沼氣顆粒過濾器。該裝置可以消除沼氣中夾雜的顆粒雜質,并使得沼氣在進入脫硫前含有一定濕度。
  當觀察到脫硫劑變色,或系統壓力損失過大時,應交替使用另一個脫硫塔。當前的脫硫塔在沼氣放空后,進行自然通風,對脫硫劑進行再生。當再生效果不佳時,應從塔體底部將廢棄的脫硫劑排除,在底部排放廢棄填料的同時,相同體積的新鮮脫硫填料加入反應器中。
濕法脫硫:
  濕法脫硫可以歸納分為物理吸收法、化學吸收法和氧化法三種。物理和化學方法存在硫化氫再處理問題,氧化法是以堿性溶液為吸收劑,并加入載氧體為催化劑,吸收H2S,并將其氧化成單質硫,濕法氧化法是把脫硫劑溶解在水中,液體進入設備,與沼氣混合,沼氣中的硫化氫(H2S)與液體產生氧化反應,生成單質硫吸收硫化氫的液體有氫氧化鈉、氫氧化鈣、碳酸鈉、硫酸亞鐵等。成熟的氧化脫硫法,脫硫效率可達99.5%以上。
  在大型的脫硫工程中,一般采用先用濕法進行粗脫硫,之后再通過干法進行精脫硫。
  濕法脫硫塔主體包括洗滌塔、硫化氫采樣與監測系統、堿液配置槽、供水軟水裝置、液位控制系統、支撐件和連接件。脫硫系統通過對出氣硫化氫濃度的監控以及PH值監控,實現全自動運行。
運行時,沼氣由下至上通過脫硫塔,Na2CO3溶液(或NaOH溶液)從頂部向下噴淋,使得H2S氣體與堿液發生了充分的化學反應。
  堿液存儲在脫硫塔的下方,通過計量泵自動添加,計量泵的添加控制通過對出氣H2S濃度的監控自動運行。
當采用碳酸鈉(Na2CO3)試劑脫硫時,主要發生如下反應:
H2S + Na2CO3 = NaHS + NaHCO3 ( 1 )
CO2 + Na2CO3 + H2O = 2 NaHCO3 ( 2 )
  由于沼氣中含有的大量CO2成分,同樣會消耗堿液。 系統應能對反應條件(包括反應溫度、PH值)等進行控制,設置優反應條件,盡可能地減少堿液的消耗量。
生物脫硫
  生物脫硫技術包括生物過濾法、生物吸附法和生物滴濾法,三種系統均屬開放系統,其微生物種群隨環境改變而變化。在生物脫硫過程中,氧化態的含硫污染物先經生物還原作用生成硫化物或H2S然后再經生物氧化過程生成單質硫,才能去除。在大多數生物反應器中,微生物種類以細菌為主,真菌為次,極少有酵母菌。常用的細菌是硫桿菌屬的氧化亞鐵硫桿菌,脫氮硫桿菌及排硫桿菌。成功的代表是氧化亞鐵硫桿菌,其生長的pH值為2.0~2.2。


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