[沼气,废弃物,固体]有机固体废弃物厌氧发酵产生沼气的脱硫技术分析
厌氧沼气脱硫改造工程方案

厌氧沼气脱硫改造工程方案一、项目背景厌氧沼气是一种由有机废物经过厌氧发酵而产生的气体,主要成分为甲烷、二氧化碳、硫化氢等,其中硫化氢是一种有害气体,对环境和人身健康都会产生不良影响。
因此,厌氧沼气脱硫是一项非常重要的工程,可以有效地去除硫化氢,净化沼气,保护环境和人身健康。
二、项目目标本次厌氧沼气脱硫改造工程的目标是根据现有的厌氧沼气发酵设备和工艺流程,结合脱硫技术,设计出一套高效、稳定、可靠的厌氧沼气脱硫系统,能够将硫化氢去除到标准排放要求以下,实现厌氧沼气的净化和利用。
三、现状分析1. 厌氧沼气发酵设备存在硫化氢排放超标的问题,需要进行脱硫改造。
2. 目前市场上有许多脱硫技术和脱硫设备,包括化学吸收法、生物脱硫法、活性炭吸附法、干法脱硫法等,需要综合考虑选取最适合项目的脱硫技术。
3. 脱硫系统需要与现有的厌氧沼气发酵设备和工艺流程相匹配,避免改造过程中对设备和工艺产生影响。
四、工程方案1. 技术选择考虑到厌氧沼气的特点和项目的实际情况,决定采用生物脱硫技术。
生物脱硫技术是利用硫氧化细菌将硫化氢氧化成为硫酸,从而实现脱硫的过程,具有脱硫效率高、操作成本低、安全环保等优点。
同时,生物脱硫技术对现有的厌氧沼气发酵设备和工艺流程的影响较小,易于与现有系统相匹配。
2. 设备选型生物脱硫系统主要包括硫化氢气液吸收塔、生物脱硫反应器、氧气供应系统、废水处理设备等。
根据项目的实际需求和技术要求,选用高效、稳定、可靠的脱硫设备和配套设备,确保整个生物脱硫系统的运行效果。
3. 工程设计根据现场实际情况和技术要求,进行生物脱硫系统的工程设计。
包括设备布置、管道连接、控制系统设计等,确保生物脱硫系统与现有厌氧沼气发酵设备和工艺流程相匹配,运行稳定可靠。
4. 安装调试生物脱硫系统的安装调试是工程的重要环节,需要对各个设备进行安装调试,保证各项参数符合要求,并与厌氧沼气发酵系统进行联调,确保整个系统的运行效果。
5. 运行维护生物脱硫系统投入运行后,需要进行定期的检修和维护,保证生物脱硫系统的长期稳定运行。
沼气工程脱硫方案

沼气工程脱硫方案一、背景随着人们对环境保护和可再生能源利用的重视,沼气工程作为一种清洁能源逐渐受到关注。
沼气主要由甲烷(CH4)和二氧化碳(CO2)组成,但同时也含有少量的硫化氢(H2S)、氮气(N2)和其他杂质气体。
其中硫化氢是一种有毒气体,对环境和人体健康都有一定危害。
因此,在沼气工程中,需要对硫化氢进行脱除处理,以提高沼气的利用价值。
本文旨在分析沼气中硫化氢的脱硫原理,并提出一套可行的脱硫方案。
二、硫化氢脱除的原理硫化氢是一种具有刺激性气味的有毒气体,主要来源于有机物质的分解、发酵过程中。
在沼气生产过程中,沼泥中的有机物质通过厌氧发酵产生沼气,而其中的硫化氢则随之产生,成为沼气中的主要有害成分。
因此,脱除沼气中的硫化氢是沼气工程中的一项重要工作。
常见的硫化氢脱除方法主要有化学吸收法、生物法、氧化法和吸附法等。
在实际的沼气工程中,根据工程规模、硫化氢含量、经济成本等因素综合考虑,选择适合的硫化氢脱除方法至关重要。
三、硫化氢脱除方法的选择1. 化学吸收法化学吸收法是一种将硫化氢通过液相吸收剂进行反应,从而将硫化氢脱除的方法。
常见的液相吸收剂有氢氧化钠(NaOH)、氢氧化钙(Ca(OH)2)、氧化铁(Fe2O3)等。
在沼气工程中,常用的化学吸收法是采用氢氧化钠作为吸收剂。
具体操作是将氢氧化钠溶液与沼气进行接触,在一定条件下,硫化氢会与氢氧化钠发生化学反应,生成硫化钠(Na2S)和水(H2O),从而将硫化氢脱除。
化学吸收法对硫化氢的脱除效果较好,可以将硫化氢含量降低到较低水平。
但同时,化学吸收法需要大量的吸收剂和设备投入,成本较高,运行维护成本也较大。
2. 生物法生物法是利用特定的微生物菌群对硫化氢进行生物降解,从而将硫化氢脱除的方法。
生物法对环境友好,无需添加大量化学药剂,操作简便,投资和运行成本较低。
但生物法对硫化氢的脱除效果较化学吸收法要差,难以将硫化氢含量降低到较低水平。
因此,生物法一般适用于硫化氢含量较低的沼气脱硫处理。
沼气脱硫技术

沼气脱硫技术
高树铭
【期刊名称】《农家致富》
【年(卷),期】2006(000)013
【摘要】沼气为什么要脱硫?沼气作为长期提供用户使用的一种燃烧气体应与天然气、城市煤气等一样具有一定的质量指标,其中包括规定允许的有害物质的含量。
沼气中的有害物质主要是硫化氢。
它危害人体健康,对管道阀门及应用设备有较强的腐蚀作用。
目前。
国内大部分用户均未安装脱硫器,已造成严重后果。
为减轻硫化氢对灶具及配套用具的腐蚀损害。
延长设备使用寿命,保证人体健康。
必须安装脱硫器。
【总页数】1页(P46)
【作者】高树铭
【作者单位】江苏省农林厅环能处,210036
【正文语种】中文
【中图分类】S216.4
【相关文献】
1.沼气“湿、干法串联”脱硫技术在沼气发电机组上的应用研究
2.有机固体废弃物厌氧发酵产沼气的脱硫技术实际应用
3.脱硫技术在沼气净化中的应用
4.沼气生物
净化脱硫技术进展分析5.沼气生物净化脱硫技术进展分析
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有机固体废弃物资源化技术研究

有机固体废弃物资源化技术研究随着社会的不断发展和人们对环境保护意识的日渐增强,有机固体废弃物的资源化利用成为了人们关注的焦点。
有机固体废弃物,是指含有丰富有机物质的垃圾和废弃物,如餐厨垃圾、农作物秸秆、园林废弃物等。
这些废弃物的数量庞大,如果不加以处理,会对环境和人类的健康造成巨大的影响。
有机固体废弃物的资源化利用,主要是指将废弃物转化为有用资源,在理论上可以实现废物变宝的目的。
这不仅能减轻环境压力,还能节省大量的资源和能源,并创造出新的产业机会。
目前,有机固体废弃物的资源化利用技术趋于成熟,随着技术的不断升级和应用的推广,其经济价值和社会价值将有更大的拓展空间。
一、有机固体废弃物的资源化利用技术分类有机固体废弃物的资源化利用技术可以分为生物技术和化学技术两大类。
生物技术主要是指利用微生物、菌种等将废弃物转化为微生物蛋白、生物肥料、沼气等能源和产品;化学技术则是利用化学反应将废弃物加工成石油替代品、化工原料、肥料等产品。
根据具体的物质处理方式不同,又可以将有机固体废弃物资源化利用技术分为厌氧发酵处理、厌氧自热处理、氧化处理、生物氧化处理、化学处理等几种技术。
二、有机固体废弃物的资源化利用技术现状1. 生物技术厌氧发酵处理厌氧发酵处理技术是指利用厌氧菌类微生物将有机固体废弃物转化为沼气和沼渣的技术。
将食品、农作物秸秆、畜禽粪便等有机物质送进厌氧池,经过一定的时间和处理过程,就可以产生大量的沼气和沼渣。
沼气可用于燃料、发电或供热,沼渣则可作为有机肥料用于植物的生长。
厌氧自热处理厌氧自热处理技术是一种通过自身微生物新陈代谢,自发加热并将固体有机物转化为液态有机物的技术。
该技术能够有效地消化废弃物,减少垃圾填埋成本,同时还能产生肥料和液体有机肥。
生物氧化处理生物氧化处理技术是一种微生物氧化降解技术,通过将有机废弃物投放到生物反应器中,利用微生物对有机物进行降解,最终转化为二氧化碳和水的技术。
这种技术可以实现有机废弃物的减量化、无害化和资源化。
沼气净化脱硫工艺的研究进展

沼气净化脱硫工艺的研究进展摘要:在当前我国现代化经济发展过程中,循环经济和绿色经济已经开始受到重视,同时也带来了较多绿色产业。
沼气产业能够较好实现废物利用,最终使得废弃物可以转化为有用的能量。
但是在使用沼气之前,应该对其进行脱硫净化,保证沼气使用的安全性。
本文则先阐述了沼气净化中脱硫工艺研发的重要意义,接着结合国内外相关学者的研究现状与成果,全面探索了沼气净化脱硫工艺的具体动态,最后还结合当前沼气行业的实际情况,探讨了沼气净化脱硫工艺的未来发展方向。
关键词:沼气净化;脱硫工艺;干法脱硫;湿法脱硫在我国各个城市地区的现代化建设过程中,很多城市也产生了较多的垃圾废弃物。
这些废弃物会对生态环境产生非常显著的负面影响,导致城市居民的生活质量下降,同时也不利于社会民众的身体健康。
在这种情况下,我国各个城市地区都开始关注废弃物的处理。
在具体处理废弃物的时候,沼气工艺也得到了较好的应用。
特别是沼气发电产业已经在我国很多城市地区取得了较好应用效果,同时在未来时间里也具有突出的发展前景。
但在使用沼气的时候,应该先进行脱硫净化,才能够进一步保证沼气使用的安全性。
基于这一点,这里也针对沼气净化脱硫工艺的进行全面分析与探索。
一、沼气净化中脱硫工艺研发的重要意义在当前我国沼气能源使用过程中,积极进行脱硫工艺研发具有着非常显著的现实意义,这里也从多个角度进行全面阐述。
第一,在生产沼气的时候,硫化氢气体的含量虽然比较少,但是会对金属管道、内燃机等各个构件与设备产生非常显著的腐蚀作用。
如果不进行脱硫工艺进行提前净化处理,那么不仅会直接损伤这些构件,也会造成区域环境污染,必须要提高脱硫工艺研发水平,使用先进技术做好脱硫净化工作。
第二,当前我国关于沼气净化脱硫工艺的研发活动虽然取得了一定成果,但是整体工艺的技术层次还比较低,具有较为广阔的提升空间。
在这种情况下,针对于沼气净化脱硫工艺的深入研发,就可以较好更新这类技术,切实提高脱硫工艺体系的运作成效。
沼气工程中生物脱硫技术分析及流程

沼气生物脱硫工艺1.生物脱硫工艺原理简介生物脱硫(BDS)是利用微生物或它所含的酶催化含硫化合物(H2S、有机硫),将其所含硫有机物转化为单质硫S0和微量SO42-的过程。
生物脱硫工艺采用新型脱硫菌种,其脱硫效率可高于99.5%,高于一般的生物脱硫技术。
生物脱硫工艺属于分离式生物脱硫工艺,不引进空气、氧气等外源性气体,沼气的热值保持不变,可以用于生活垃圾、餐厨垃圾厌氧消化产生的沼气、天然气、工业废气中H2S的清除。
脱硫产物为高纯度的单质硫,可用于制造硫酸、化肥等。
生物脱硫工艺可分为三个单元:①洗涤塔②洗涤液生物再生反应器③单质硫分离器。
在下面的流程图中;碱性的生物洗涤液从洗涤塔顶部喷出,与从洗涤塔底部进入的含硫化合物(主要H2S)气源逆流接触,高效吸收H2S。
含有硫化物的富液从洗涤塔底部流入生物再生反应器,通过脱硫微生物的生物处理,完成碱性的生物洗涤液再生。
单质硫从单质硫分离器中以颗粒沉淀的方式分离出生物脱硫系统。
生物脱硫工艺法示意图在洗涤塔中,H2S被生物洗涤液吸收,主要化学反应如下:H2S的吸收:H2S+OH- HS-+H2O;H2S+CO32- HS-+HCO-CO2的吸收:CO2+OH- HCO3 –生物再生反应器内主要化学反应如下:单质硫的生成:HS-+1/2O2脱硫微生物S0+OH-生物洗涤液的再生:HCO3-+OH- CO32-+H2O2 .生物脱硫工艺主要特点脱硫效率高H2S去除率最高达到99.5%(以上),并可去除其它有机硫化物,如COS。
脱硫成本低生物脱硫工艺只需一定比例的压缩空气以及补充少量营养液、软化水水、碱液,无须添加昂贵化学试剂。
与其它脱硫技术相比,运行成本最低,是传统湿法脱硫(碱液洗涤)、干法(化学氧化)1/10,乃至几十分之一。
脱硫终产品为高纯度单质硫,无二次污染,无须再处理,可直接销售。
沼气热值保持不变洗涤塔与洗涤液生物再生反应器通过物理的方式隔离,不会向沼气中引入空气或氧气,不会降低沼气的热值。
厌氧发酵技术处理餐厨垃圾产沼气的研究

厌氧发酵技术处理餐厨垃圾产沼气的探究近年来,随着城市化进程的加快和人口的增加,餐厨垃圾的处理成为一个日益突出的问题。
餐厨垃圾中富含有机废弃物,破坏环境并对人体健康带来恐吓。
厌氧发酵技术作为一种高效处理餐厨垃圾的方法被广泛探究和应用。
本文旨在探讨,并介绍该技术的原理、方法以及在实际应用中的优势。
一、引言随着人们生活水平的提高和城市化的进程,城市的餐饮业蓬勃进步,餐厨垃圾的数量激增。
餐厨垃圾中含有大量的有机物质,若果无法有效处理,会对环境和人体健康造成极大的危害。
因此,寻找一种高效、经济的餐厨垃圾处理方法成为亟待解决的问题。
二、厌氧发酵技术的原理厌氧发酵技术是一种生物处理技术,通过利用微生物在缺氧条件下对有机废弃物进行代谢和分解,产生沼气和有机肥料。
厌氧发酵的基本原理是微生物通过一系列的代谢过程将有机物质转化为沼气。
在缺氧条件下,厌氧菌通过发酵过程将有机废弃物中的碳水化合物、蛋白质和脂肪等转化为沼气主要成分甲烷和二氧化碳。
同时,还会生成一些有机酸和其他代谢产物。
三、厌氧发酵技术的方法厌氧发酵技术的方法包括反应器选择、菌种选择和操作条件控制等方面。
反应器的选择可以依据餐厨垃圾的性质和处理规模来确定。
常见的反应器包括完全混合反应器、序列反应器和固定床反应器等。
菌种选择是关键的一步,合适的菌种能够提高发酵效果和产沼气量。
同时,确保反应器内的环境条件也是分外重要的,包括温度、PH值和有机物浓度等。
四、厌氧发酵技术在实际应用中的优势厌氧发酵技术作为一种高效处理餐厨垃圾的方法具有许多优势。
起首,该技术能够将餐厨垃圾转化为可再生能源沼气,既能够用于发电和取暖等,也可以作为交通燃料使用。
其次,厌氧发酵过程中还能够产生有机肥料,可以用于农业生产,提高土壤肥力。
此外,该技术可以缩减餐厨垃圾的体积,降低垃圾运输成本,缩减对垃圾填埋场的依靠。
五、结论厌氧发酵技术作为一种处理餐厨垃圾的方法在实际应用中显示出了明显的优势。
通过合理选择反应器、菌种和控制操作条件等方面的改进,可以进一步提高处理效果和产沼气量。
沼气工程脱硫系统方案

沼气工程脱硫系统方案脱硫系统是沼气工程中的重要组成部分,通过适当的脱硫系统设计和设备配置,可以有效地去除沼气中的硫化氢,降低硫化氢含量,保证沼气的安全和环保。
本文将从脱硫系统的原理和设计要点、技术路线和系统方案等方面展开阐述,以期为沼气工程的脱硫系统提供一些有益的参考。
一、脱硫系统的原理和设计要点1.脱硫原理脱硫技术主要包括化学脱硫、物理脱硫和生物脱硫等方法。
化学脱硫通过化学反应将硫化氢转化为硫酸盐或硫化合物,从而去除硫化氢。
物理脱硫是利用吸附剂或活性炭等材料吸附硫化氢,从而实现脱硫的目的。
生物脱硫则是通过微生物在适宜的环境条件下,将硫化氢转化为硫酸盐或硫化合物,实现脱硫作用。
2.设计要点(1)适应性:脱硫系统应根据沼气的硫化氢含量、气体流量和成分特点等情况,选择合适的脱硫工艺和设备,以确保脱硫效率和稳定性。
(2)安全性:脱硫系统应具有安全可靠的性能,防止硫化氢泄漏和造成人员伤害、环境污染或设备损坏等事故。
(3)经济性:脱硫系统应具有合理的投资和运行成本,并且能够实现能源资源的利用和经济效益。
(4)环保性:脱硫系统应考虑废水处理、固废处理和废气处理等环保问题,减少对环境的污染。
二、脱硫技术路线在沼气工程中,常用的脱硫技术路线包括生物脱硫、化学脱硫和物理脱硫等方法。
这里将分别对这三种脱硫技术路线进行介绍。
1.生物脱硫生物脱硫是利用硫酸还原菌、亚硫酸盐还原菌等微生物,利用它们的新陈代谢过程将硫化氢转化为硫酸盐或硫含化物,从而实现脱硫的目的。
生物脱硫技术具有脱硫效率高、操作简单、投资少等优点,但对环境条件、微生物的适应性等要求较高,需要较长的时间来达到稳定脱硫效果。
2.化学脱硫化学脱硫是利用化学反应将硫化氢转化为硫酸盐或硫化合物,从而去除硫化氢。
常用的脱硫剂有氧化铁、氧化铜、氧化锰、氢氧化钠、氢氧化钙等。
通过适当的反应条件和控制,可以实现高效率的脱硫效果。
但是,化学脱硫需要配套设备和耗材的投入,维护、操作和运行成本较高。
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有机固体废弃物厌氧发酵产生沼气的脱硫技术分析0引言随着工农业废弃物厌氧生物处理技术的广泛应用,沼气作为一种可再生能源,越来越受到人们的关注和重视。
沼气是一种特殊的生物质能源,因为它的低位发热值较高,所以其经常被用作汽车燃料,还有一些被用作动力能源(如水泵和发电机),也有被用作化工原料(如合成有机玻璃脂和制造甲醛和甲醇等);还有一些国家的沼气净化技术较高,如瑞典将净化后的沼气直接并入国家气网使用。
因此,沼气完全可以作为一种绿色能源被开发利用,这种新兴的产业也被人们越来越重视。
由于沼气来源于厌氧发酵工艺,因此这种工艺也得到越来越多的产业化应用,不仅能缓解当前存在的能源危机问题,而且能很好地达到保护环境的目的。
各种厌氧发酵微生物在厌氧的条件下,将有机物分解消化的过程中会产生沼气,此时也伴随有H2S的产生。
因此,沼气是一种混合气体,其中CHQ和CO2的含量较高,H2, H2S, NH 的含量比较少。
发酵原料的种类、各种原料的相对含量、厌氧发酵的条件(温度、时间、pH等)以及厌氧发酵的各个阶段都是影响沼气成分的因素。
硫化氢(H2S)是一种能危害人体健康的有毒性气体,其物理性质上最大的特点是无毒和有强烈的臭鸡蛋气味。
另外,大气中H2S的存在是造成酸雨的主要原因之一。
由于H2S在化学性质上能与许多金属离子反应,产物是硫化物沉淀,而这些产物又不溶于水或者酸,所以其对铁等金属类物质有很强的腐蚀性。
除此之外,当沼气燃烧时,H2S会被氧化成亚硫酸,从而对环境造成严重的污染,也会严重腐蚀设备、管道和仪器仪表等。
因此,在利用沼气之前必须将其中的H2S去除,而国家对沼气中H2S含量的标准有严格的规定,不能超过0. 02g/亩。
目前,最常用的脱除H2S的方法有干式脱硫、湿式脱硫和生物脱硫。
1.干法脱硫干法脱硫的具体反应过程是首先通过物理吸附将H2S吸附在吸附剂的表面,然后是吸附剂与H2S发生化学反应生成单质硫的过程。
因为干法脱硫所使用的脱硫剂大多数是粉末状或者颗粒状,其整个过程是在完全干燥的环境下进行的,所以脱硫过程不会对设备和管道等产生腐蚀和结垢的影响。
干法脱硫的适用范围是含有较低浓度H2S的气体,其优点在于脱硫工艺设备比较简单及工艺技术方面比较成熟。
因此,干法脱硫工艺在工业上应用较广。
目前,最常用的干法脱硫方法有氧化铁法、氧化锌法、活性炭吸附法和膜分离法等。
1.1氧化铁法脱硫氧化铁沼气脱硫法是使用较早的一种方法,早在19世纪40年代就开始逐步发展起来了,而此时煤气工业也孕育而生。
氧化铁法脱硫的反应原理:常温下沼气到达脱硫机床的表面,此时沼气中的H2S与Fe203发生氧化还原反应,生成的产物为Fe2S3和Fe2;之后,含硫的脱硫剂再被空气中的氧氧化为Fe2 03和SO这也说明了这种脱硫剂是可再生的,可以循环使用很多次;但是如果脱硫剂表面的空隙被大部分覆盖以后,氧化铁脱硫剂就失去了活性。
由此可见,影响脱硫效果的因素有沼气的流速和沼气与脱硫剂接触的时间。
氧化铁法脱硫过程中发生的化学反应是不可逆的。
反应方程式的反应速率很大,要将沼气中的H2S浓度降到1 mg/m3以下,只需要几秒钟的时间,这样很容易就做到了精细脱硫;氧化铁法脱硫除了这个优点外,还有氧化铁本身的价格便宜,国家的存储资源丰厚,使该法的成本大大降低;另外,就氧化铁法脱硫本身的工艺而言,工艺技术操作简单,方法成熟可靠,脱硫效率较高。
因此,中国科学院生态环境研究中心鄂尔多斯固废所在其城市有机固体废弃物联合厌氧发酵工艺的沼气净化系统中采用氧化铁吸收法脱除H2S。
用氧化铁脱硫时,当脱硫剂中的硫未达到30%时,脱硫剂是可以达到再生的目的,将含硫的脱硫剂被空气中的氧氧化为氧化铁和硫磺,就可以让脱硫剂再生;但是当脱硫剂中的硫达到了30%以上的时候,脱硫的效果会变得很差,这也说明此时的脱硫剂不能再继续使用了,应该更换脱硫剂。
霍保根等在文献中介绍了吸附能力和硫容是影响脱硫剂好坏的两个重要因素,具有硫容为30%-40%以上的常温氧化铁脱硫剂就是好的脱硫剂,脱硫效率能高达99%以上。
赵箱平等人使用了一种新的TG型氧化铁脱除沼气中的H2S,通过实验得出:当pH为9-10、温度不低于15 0C、水分为5%-10%、加氮量为50- 100 mg/m、加氧量为1.0%-1.6%、空速为100-300 h,TG型脱硫剂的脱硫效果较好。
胡典明等研究使用浸渍法制备出了一种特殊EF-2型氧化铁常温脱硫剂,实验结果表明,此种脱硫剂的脱硫效果突出。
当原沼气中的H2S的质量分数为1%时,经过这种特殊脱硫剂脱除H2S后,能使H2S的脱除精度小于0. 03 x 10-6。
牛克胜等在文献中也提出,沼气采用干法脱硫,在脱硫的过程中不断地通入空气,从而达到还原再生脱硫剂的目的;同时,通入空气的过程可以使用自动化控制系统,还能达到使设备连续运行的目的。
1.2氧化锌法脱硫将氧化铁沼气脱硫法中的氧化铁脱硫剂换成氧化锌脱硫剂,就是氧化锌法脱硫。
该法是通过与沼气中的H2S反应生成硫化锌和水而将H2S脱除。
由于生成的H2S难离解,且H2S的吸附效率高,所以氧化锌法脱硫也可以认为是脱硫精度较高的一种脱硫方法,此方法一直应用于精脱硫过程。
氧化锌的脱硫反应过程属于气固两相反应,且此反应不属于催化反应,其最大的特点就是反应过程的进行不光是在固体表面,在其内部也会发生。
当脱硫反应开始进行时,在脱硫剂氧化锌的表面开始发生氧化还原反应,生成产物硫化锌;然后,固体表面的硫离子扩散迁移到固体内部,通过离子置换反应将阳离子释放出来,这一系列的反应就是通常所说的固体扩散。
2n0的结构是非常典型的n型半导体,如果将其作为催化剂,它的性质绝大部分取决于2n0表面电子的性质。
因为在用氧化锌脱除硫化氢之前有一个表面吸附过程,H2S本身也属于酸性气体,所以氧化锌固体表面的电子浓度是影响化学反应速率和固体表面酸碱度的关键因素。
也就是说,当脱硫剂表面增大或者说碱性增高时,硫化氢被吸附的速度也会加快。
由此可以得出,氧化锌脱除硫化氢的过程也受气氛效应的影响,2n0固体表面吸附气体分子的同时,就会有电子的转移。
所以,部分气体虽然不是直接参加脱硫的化学反应,但是在其被2n0固体表面吸附的过程中影响了固体表面的电子浓度,从而影响了整个脱硫反应进程。
同氧化铁脱硫法相比较,氧化锌脱硫法的缺点显而易见,就是脱硫剂再生的问题。
氧化锌脱硫剂是不可以再生的,因为在脱硫剂再生的过程中氧化锌脱硫剂的表面活性会因烧结而大大降低,从而也降低了脱硫剂的机械强度,所以在脱硫剂使用完之后就必须更换。
据文献研究表明:当温度为200- 400℃的中温和温度为600 -700℃的高温时,氧化锌的脱硫效果较好;但是,当温度降低到200℃以下时,氧化锌脱硫的硫容变得很低,脱硫效果也会大打折扣。
邵纯红等在不同焙烧温度下用碱式碳酸锌制得不同粒径的纳米2n0,并将其作为脱硫剂,室温脱除H2S。
研究结果表明:常温、常压下,260℃焙烧的纳米2n0对H2S有高的去除率;同时,当2n0粒径增大、2n0结构中氧空位减少时,其脱硫效果会降低;而且这种纳米氧化锌可以直接与硫化氢发生反应生成单质硫,使尾气中没有SO2产生。
1.3活性炭吸附法脱硫因为活性炭也有较强的吸附性,所以也可以使用活性炭作为吸附剂来吸附沼气中的硫化氢气体,这就是活性炭吸附法脱硫。
其脱硫的原理:活性炭吸附H2S之后,向活性炭内通入氧气,使H2S被氧化成硫磺;然后再用硫化铰溶液将硫磺洗去,生成的反应产物是多硫化铵。
由于这个反应是可以逆向进行的,只需要将多硫化铰加热即可重新得到硫化铵和硫磺,从而实现了活性炭的再生利用。
2湿法脱硫湿法脱硫的原理是利用能够吸收硫化氢气体的溶剂吸收硫化氢,从而达到脱硫的目的,溶剂也可以再生。
由于所用的吸收剂吸收H2S的原理的不同,所以可以分为湿式氧化法、物理吸收法和化学吸收法,而且这种方法最明显的优点是比较适合处理沼气量大和硫化氢浓度较高的气体。
2.1湿式氧化法湿式氧化法脱除沼气中的硫化氢的工作原理是借助水的溶解作用,使溶解在其中的脱硫剂与硫化氢接触后发生氧化还原反应,从而达到脱硫的目的。
这种方法的起源较早,到目前为止己经成熟的工艺多达几百种,然而应用产业化较多的只有二十几种,应用最为广泛的3种是砷基工艺、A. D. A法和PDS法。
砷碱法是砷基工艺中较成熟的工艺,所使用的碱液是钾或钠的碳酸盐混合溶液,用溶液中的砷酸盐或硫代砷酸盐作为氧化硫的脱硫剂。
然而,这种工艺在工业生产中并不常见,原因就是砷有剧毒。
除此之外,其脱硫的效率并不高,操作起来也很复杂。
2.2化学吸收法由于硫化氢属于酸性气体,所以一般利用呈碱性的溶液与其发生酸碱中和反应,从而达到吸收硫化氢的目的,这种方法就是化学吸收法。
显然,这种方法有一定的适用范围,如适合于操作压力较低或原混合气体中烃含量高的地方。
一般常见的化学吸收法有碳酸钠吸收法、氨水法和醇胺吸收法。
碳酸钠吸收法所用的吸收剂为碳酸钠,与硫化氢发生中和反应。
此方法的优点是系统操作较稳定,除了能吸收硫化氢外,还能吸收部分的二氧化碳;但是由于碳酸钠会部分变成重碳酸钠,从而影响脱硫效率,还有部分碳酸钠会变成硫酸盐,进一步降低了脱除硫化氧的效率。
3结语主要对传统沼气脱硫技术中几种工业化常用的脱硫工艺进行了分析,干法脱硫和湿法脱硫是两种传统的脱硫方法,也是目前工业上使用较普遍的脱硫方法。
干法脱硫的优势在于工艺流程简单、技术成熟可靠、脱硫过程对设备损害小以及造价较低等,适合处理H2S浓度较低的精脱硫;湿法脱硫的优势在于处理循环量大的溶液、脱硫效率较高和脱硫过程可连续操作等,此法适合于含硫量高的气体,但是投资运行费用高,沼气利用一般用户难以承受。
中国科学院生态环境研究中心鄂尔多斯固废所在其城市有机固体废弃物联合厌氧发酵工艺中所产生的沼气中H2S的含量较低,属于低含硫量的沼气气体,所以此工艺中使用的是干法脱硫中的氧化铁吸收法脱硫、提纯后的沼气,部分用于生产车间制肥系统供热、有机肥烘干,其余进入发电机组发电,产生的电力主要用于车间生产用电。
我公司也有意向通过进一步的研究将净化、提纯后的沼气用作车用燃料(CNG),从而大大地提高了沼气的利用率,真正达到缓解能源危机、保护自然环境的目的。