几种沼气脱硫方式的介绍

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沼气工程脱硫方案

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。

沼气脱硫工艺技术

沼气脱硫工艺技术

沼气脱硫工艺技术沼气脱硫工艺技术是指通过不同的方式和方法将沼气中的硫化氢(H2S)去除,使得沼气达到环保标准,可以安全使用或贮存。

脱硫工艺技术主要包括化学吸收法、物理吸附法、生物脱硫法等。

化学吸收法是一种常用的去除沼气中硫化氢的方法。

该方法利用溶剂与沼气中的硫化氢发生化学反应,将其吸收为溶解态硫化物,进而实现脱硫。

常用的溶剂有氨水、铁盐溶液、碱性氧化物溶液等。

化学吸收法具有脱硫效果好、适用范围广等优点,但操作复杂、能耗较大,同时产生的废液处理也是一个问题。

物理吸附法是利用吸附剂吸附沼气中的硫化氢,实现脱硫的方法。

常用的吸附剂包括活性炭、分子筛等。

物理吸附法具有操作简单、设备投资低等优点,但吸附剂的再生和废弃物处理也是一个需要解决的问题。

生物脱硫法是利用特定的微生物群体中的硫酸盐还原细菌,通过将硫化氢氧化成硫酸盐,从而实现脱硫的方法。

常用的微生物包括硫酸盐还原细菌Desulfovibrio sp、Methanobacterium sp 等。

生物脱硫法具有脱硫效率高、无二次污染等优点,但需要维持适宜的生物环境和微生物培养,对工艺条件要求较高。

根据实际的需求和条件,可以选择合适的脱硫工艺技术。

在实际的应用中,常采用多工艺结合的方式,以提高脱硫效果。

例如可以先采用化学吸收法将大部分的硫化氢去除,再采用物理吸附法或生物脱硫法进一步去除残余的硫化氢。

此外,在沼气脱硫工艺技术的运行中,还需要注意一些操作和控制方面的问题。

例如,溶剂浓度的控制、溶解气体的分布均匀性、吸附剂的再生等问题都需要重点关注。

通过合理的工艺设计和科学的运行管理,可以达到良好的脱硫效果,并使沼气达到环保标准。

综上所述,沼气脱硫工艺技术通过化学吸收法、物理吸附法、生物脱硫法等方式,将沼气中的硫化氢去除,实现沼气的环保利用。

不同的工艺技术有各自的优点和适用范围,可以根据实际情况选择合适的工艺。

通过合理的工艺设计和运行管理,可以保证脱硫效果,并使沼气达到环保标准。

沼气脱硫方法

沼气脱硫方法

沼气脱硫方法
以下是 7 条关于沼气脱硫方法的内容:
1. 哎呀呀,啥是化学吸收法呀?就好比你想要去掉水里的杂质,用特定的化学物质把它抓住一样!比如可以用氢氧化钠溶液来吸收沼气中的硫化氢呢。

咱就说这办法是不是挺巧妙?
2. 物理吸附法你可别小瞧呀!这就好像是用海绵去吸水分一样,用一些特殊的吸附剂把硫化氢给吸住。

像活性炭,那效果可真是杠杠的!你能想象到有多厉害不?
3. 生物脱硫法呀,那简直就是大自然的魔法!就好像让微生物来当小卫士,它们专门对付硫化氢,把它转化掉。

这多神奇呀,是不是感觉很不可思议?
4. 膜分离法呢,就像是给沼气过一道特别的筛子,把好的留下,不好的硫化氢给分离出去。

这就像是在挑选好果子一样,精细得很呢!
5. 氧化法呀,就如同让氧气当勇士,去和硫化氢大战一场,把它打败变成无害的东西。

是不是超级酷呀?
6. 湿式氧化法呢,就好像给沼气来一场特别的洗礼,通过一系列反应把硫化氢清理掉。

这过程可有意思了,你不想了解一下吗?
7. 低温结晶法呀,好比在寒冷的天气里让有害物质自己凝结出来。

这么独特的方法,你还不好奇吗?
我的观点结论是:这些沼气脱硫方法都各有特点和优势,我们可以根据实际情况选择最适合的那一种,让沼气变得更清洁、更环保!。

沼气脱硫技术概述

沼气脱硫技术概述

沼气脱硫技术概述沼气脱硫是一种用于去除沼气中硫化氢(H2S)的技术,以防止H2S的排放对环境和人体健康造成危害。

沼气脱硫技术可以分为化学法、生物法和物理法三种主要类型。

化学法是最常用的沼气脱硫技术之一、它通过在沼气中引入吸收剂,如氨(NH3)或氧化亚氮(NO2)来与H2S发生反应,产生硫酸铵(NH4HSO4)或硫酸氢(H2SO4)。

这种方法需要一个脱硫塔来容纳吸收剂和沼气,沼气在脱硫塔中上升并与吸收剂接触。

硫化氢会在吸收剂中被吸收,从而达到脱硫的目的。

接下来,吸收剂中的H2S可以通过其他方法进行再生,以提高脱硫塔的效率。

生物法是另一种常用的沼气脱硫技术。

它利用生物反应器中的微生物来降解沼气中的H2S,将其转化为硫酸盐。

这种方法的工作原理是将微生物暴露在含有H2S的沼气中,微生物中的细菌会利用H2S作为能量源,并将其转化为硫酸盐。

这种方法需要一定的反应时间和适宜的温度和pH条件来实现较高的脱硫效率。

物理法是利用吸附剂或膜来去除沼气中的H2S。

吸附剂是一种可以吸附H2S的物质,常用的有活性炭、氧化铁和氧化锌等。

沼气通过吸附剂时,H2S会被物理吸附在吸附剂表面,从而达到脱硫的效果。

膜分离技术则是利用H2S分子与膜的简单扩散和吸附来实现脱硫。

这种方法具有结构简单、操作方便等特点,适用于小规模的沼气处理。

除了上述的主要脱硫技术,还有一些辅助技术可以与之结合使用,以提高脱硫效率。

例如,氧化剂可以与脱硫过程一起使用,以增加H2S与吸收剂的反应速率。

此外,也可以利用催化剂来提高脱硫反应的速率和效率。

综上所述,沼气脱硫技术主要包括化学法、生物法和物理法。

不同的脱硫技术适用于不同的应用场景,根据沼气的特点和需求选择适合的脱硫技术是至关重要的。

未来,随着环保意识的增强和技术的发展,沼气脱硫技术将不断改进和创新,以更好地实现沼气的清洁利用。

沼气脱硫的原理

沼气脱硫的原理

沼气脱硫的原理沼气脱硫是指将沼气中的硫化氢(H2S)等硫化物排除或转化为其他物质的过程。

由于硫化氢对人体有害,并且会对设备和环境产生腐蚀作用,因此脱硫是沼气利用过程中必不可少的环节。

沼气脱硫的原理可以分为物理吸收法、化学吸收法、生物法和其他特殊方法。

物理吸收法是利用溶剂对硫化氢进行吸收分离的方法。

常用的溶剂有水、碱液和有机溶剂等。

物理吸收法的基本原理是利用吸收剂和硫化氢之间的亲和性差异,通过将沼气和吸收剂高效地接触和接触,使硫化氢从沼气中被吸收到吸收剂中去。

例如,碱性溶液可以与硫化氢反应生成硫化钠,并将硫化钠溶解在溶液中。

物理吸收法操作简单,适用于小规模脱硫,但吸收剂需要经常更换或再生,所以运行成本相对较高。

化学吸收法是利用化学反应将硫化氢转化为其他可溶于吸收剂中的化学物质。

常用的化学吸收剂有氧化铁、氧化锰等。

化学吸收法的基本原理是通过化学催化剂的作用,使硫化氢发生氧化、硝化、氧化和还原等反应,生成可溶于吸收剂中的产物。

例如,氧化铁可以与硫化氢反应生成硫酸铁,并将硫酸铁溶解在溶液中。

化学吸收法具有较高的脱硫效率和较低的运行成本,但需要注意对催化剂的选择和控制反应条件。

生物法是利用特定的微生物群落,通过微生物代谢将硫化氢转化为其他物质的方法。

常用的微生物有嗜硫杆菌、嗜气杆菌和厌氧菌等。

生物法的基本原理是通过合适的温度、pH值、氧气和营养物质等条件,利用微生物的氧化还原酶将硫化氢氧化成硫和硫酸盐等物质。

例如,嗜硫杆菌可以利用硫和硫酸盐氧化底物,生成硫酸和硫酸盐。

生物法具有环保、节能、低成本等优点,但需要维持合适的微生物环境,对操作技术要求较高。

除了上述方法外,还有一些特殊方法可以用于沼气脱硫。

例如,膜分离法利用选择透过性的膜,将硫化氢等硫化物从沼气中分离出来。

膜分离法具有操作简单、适用范围广等优点,但膜的选择和维护要求较高。

此外,高温燃烧法可以将沼气燃烧生成二氧化硫,并通过特殊的脱除设备将二氧化硫排放。

新型沼气碱法脱硫工作原理

新型沼气碱法脱硫工作原理

新型沼气碱法脱硫工作原理
新型沼气碱法脱硫工作原理即是利用碱性溶液吸收和化学反应的方式来去除沼气中的硫化氢(H2S)。

工作原理如下:
1. 沼气进入脱硫器:沼气首先进入脱硫器,脱硫器内部装有填充物,增加接触面积,提高脱硫效果。

2. 碱液喷淋:在脱硫器中,碱性溶液被喷洒到填充物上。

碱液通常采用氢氧化钠(NaOH)或氨水(NH3)等碱性溶液,这
些溶液对硫化氢有很好的吸收能力。

3. 吸收和反应:硫化氢与碱液发生吸收和化学反应,生成硫化钠(Na2S)或硫代硫酸钠(NaHS)。

这是一种可溶于水的物质,从而有效去除沼气中的硫化氢。

4. 出口气体:经过脱硫处理后,沼气中硫化氢的浓度大大降低,符合环境排放标准。

脱硫后的沼气可以进一步利用或排放。

这种沼气碱法脱硫工艺具有以下优点:
1. 提高效率:脱硫器内部填充物的存在可增大接触面积,使沼气与碱液更充分地接触,提高脱硫效率。

2. 适用性广:碱性溶液可以灵活选择,适用于不同硫化氢浓度的沼气。

3. 脱硫副产物可回收利用:生成的硫化物化合物可以进一步加工回收,利用其价值。

4. 操作简便:工艺流程相对简单,操作和维护成本低。

需要注意的是,饱和硫化氢浓度高或其他硫化合物存在时,可能需要进行多级脱硫或与其他脱硫工艺结合使用。

同时,在使
用碱性溶液时,也需要考虑溶液的再生和处理环节,确保环境友好和资源高效利用。

沼气脱硫方法

沼气脱硫方法0引言沼气是一种可再生能源,在目前能源短缺的情况下日益受到人们的重视。

通常沼气的气体的组成为甲烷(60%~70%)和二氧化碳(30%~40%),另外还含有少量的硫化氢等气体。

硫化氢是一种剧毒的有害气体,对管道、燃烧器和仪器仪表等有强烈的腐蚀作用;燃烧后硫化氢生成二氧化硫,污染环境,并影响人的身体健康。

我国环保标准严格规定:利用沼气能源时,沼气气体中硫化氢含量不得超过20mg/m3。

沼气中的硫化氢质量浓度一般为1~12g/m3,远远高于我国环保标准的规定。

所以,硫化氢的脱除成为沼气使用过程中必不可少的一个环节。

1传统的脱硫方法1.1湿法脱硫湿法脱硫是利用特定的溶剂与气体逆流接触而脱除其中的硫化氢,溶剂通过再生后重新进行吸收。

根据吸收机理的不同,又分为化学吸收法、物理吸收法、物理化学吸收法以及湿式氧化法。

湿法脱硫流程复杂,投资大,适合于气体处理量大和硫化氢含量高的场合。

其中,常用于沼气脱硫的方法有萘醌吸收法和氨水法等。

1.1.1萘醌吸收法吸收液呈碱性,能吸收酸性气体,而且由于弱酸性的缓冲作用,在吸收酸性气体时,pH 值不会很快发生变化,保证了系统操作的稳定性。

此外,碳酸钠溶液吸收H2S比吸收CO2快。

由于在沼气中这两种酸性气体同时存在,所以可以部分地选择吸收H2S。

该法已成功地用于从气体中脱除大量CO2,也可用来脱除含CO2和硫化氢的天然气及沼气中的酸性气体。

此溶液对H2S吸收的化学反应方程式为Na2CO3+H2S=NaHCO3+NaHS许宁和朱延美[1]等针对沼气的组成,对萘醌吸收液进行了改进研究,确定了用于沼气中硫化氢吸收液的适宜配方,使脱硫率达到了99%~99.5%。

该方法的主要优点是设备简单且经济;主要缺点是一部分碳酸钠变成了重碳酸钠而导致吸收效率降低,一部分变成硫酸盐而被消耗。

1.1.2氨水法硫化氢是酸性气体,当用碱性的氨水吸收硫化氢时,便发生中和反应,即H2S+NH4OH=NH4HS+H2O第1步是物理溶解过程,气体中硫化氢溶解于氨水;第2步是化学吸收过程,溶解的硫化氢和氢氧化铵起中和反应。

沼气脱硫脱水系统介绍

沼气脱硫脱水系统介绍一、常见的脱硫工艺1.干法脱硫干法、湿法和生物脱硫三大工艺比较沼气从脱硫塔的一端,经过填料层(主要成分是活性炭和氧化铁)净化后,从另一端流出。

硫化氢与填料层的氧化铁发生反应,生成硫化铁;待氧化铁反应结束后,可进行再生。

脱硫原理:Fe2O3˙H2O+3H2S=Fe2S3+4H2O再生原理:Fe2S3+3/2O2+3H2O=Fe2O3˙H2O+2H2O+3S2.湿法脱硫湿法脱硫是将沼气送入洗涤塔,经碱性溶液洗涤吸收后流出,洗涤液进入富液槽、再生槽,通过使用化学药剂方法催化、氧化,zui终将硫化物转化为单质硫(硫泡沫),吸收液可以再生循环使用。

3.生物脱硫生物脱硫也是湿法脱硫的一种,与上述湿法脱硫的催化氧化工艺相比,zui大区别是使用硫杆菌替代化学催化剂,将硫化物直接氧化成硫单质。

反应原理:H2S+OH-=HS-+H2OHS-+1/2O2=So+OH-说明:1)干法脱硫多用于硫化氢处理负荷小,或者对脱硫效果要求很高的工况。

这时,干法脱硫多用于湿法脱硫或者生物脱硫之后,进一步脱硫。

2)在制定脱硫效果时,建议根据后续设备(锅炉或发电机)对硫化氢浓度的限制,以及沼气与天然气消耗量的比例,制定一个合理的脱除效果。

我们通常建议zui终的硫化氢含量控制在25~100ppm。

沼气脱水的方法从发酵装置出来的沼气含有饱和水蒸气,可用3种方法将其去除。

(1)冷分离法。

冷分离法是利用压力能变化引起温度变化,使水蒸气从气相中冷凝下来的方法。

常用的有两种流程:A.节流膨胀冷脱水法。

一般用于高压燃气,经过节流膨胀或低温分离,使部分水冷凝下来。

B.加压后冷却法。

如净化气在0.8MPa压力下的冷却脱水.(2)溶剂吸收法。

属于这类脱水溶剂的有氯化钙、氯化锂及甘醇类。

(3)固体物理吸水法。

吸附是在固体表面力作用下产生的,根据表面力的性质分为化学吸附脱水后不能再生)和物理吸附(脱水后可再生)沼气脱硫脱水系统是沼气生产中必不可少的设备,脱硫脱水设备净化沼气中的有害气体,唐山绿源保证在这一过程中沼气有效安全的产出。

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。

沼气脱硫

沼气脱硫一、总述沼气脱硫是沼气直接燃烧或沼气发电所必须的前期处理工艺。

无论哪种方式,利用前都必须对沼气进行必要的脱硫、脱水、除陈等处理。

二、脱硫原理1.干法脱硫干法脱除沼气气体中硫化氢(H2S)的设备基本原理是以O2使H2S 氧化成硫或硫氧化物的一种方法,也可称为干式氧化法。

干法设备的构成是,在一个容器内放入填料,填料层有活性炭、氧化铁等。

气体以低流速从一端经过容器内填料层,硫化氢(H2S)氧化成硫或硫氧化物后,余留在填料层中,净化后气体从容器另一端排出。

2.湿法脱硫湿法脱硫可以归纳分为物理吸收法、化学吸收法和氧化法三种。

物理和化学方法存在硫化氢再处理问题,氧化法是以碱性溶液为吸收剂,并加入载氧体为催化剂,吸收H2S,并将其氧化成单质硫,湿法氧化法是把脱硫剂溶解在水中,液体进入设备,与沼气混合,沼气中的硫化氢(H2S)与液体产生氧化反应,生成单质硫吸收硫化氢的液体有氢氧化钠、氢氧化钙、碳酸钠、硫酸亚铁等。

成熟的氧化脱硫法,脱硫效率可达99.5%以上。

在大型的脱硫工程中,一般采用先用湿法进行粗脱硫,之后再通过干法进行精脱硫。

3.生物脱硫生物脱硫技术包括生物过滤法、生物吸附法和生物滴滤法,三种系统均属开放系统,其微生物种群随环境改变而变化。

在生物脱硫过程中,氧化态的含硫污染物必须先经生物还原作用生成硫化物或H2S然后再经生物氧化过程生成单质硫,才能去除。

在大多数生物反应器中,微生物种类以细菌为主,真菌为次,极少有酵母菌。

常用的细菌是硫杆菌属的氧化亚铁硫杆菌,脱氮硫杆菌及排硫杆菌。

最成功的代表是氧化亚铁硫杆菌,其生长的最佳pH值为2.0~2.2。

目前国内生物脱硫技术还未形成一定规模的工业应用。

预计优化脱硫工艺,更有效地控制溶解氧,提高单位硫的产率,并与目前已得到广泛应用的湿法脱硫技术相结合,是今后生物烟气脱硫技术发展的方向。

三、干法脱硫、湿法脱硫特、生物脱硫的比较1.干法脱硫的特点①结构简单,使用方便。

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几种沼气脱硫方式介绍
沼气作为一种新兴能源其应用越来越广泛,在我国环保标准中严格规定,利用沼气能源时,沼气气体中H2S 含量不得超过20mg/m3。

无论在工业或民用气体中,都必须尽可能的除去H2S。

沼气从厌氧发酵装置产出时,特别是在中温或高温发酵时,携带有大量的H2S。

由于沼气中还有大量的水蒸汽存在,水与沼气中的H2S共同作用,加速了金属管道、阀门和流量计的腐蚀和堵塞。

另外,H2S 燃烧后生成的SO2,与燃烧产物中的水蒸气结合成亚硫酸,使设备的金属表面产生腐蚀,并且还会造成对大气环境的污染,影响人体健康。

因此,在使用沼气之前,必须脱除其中的H2S。

业内常用的沼气脱硫方法有:干法脱硫、湿法脱硫、生物法脱硫等几种脱硫方法。

一、总述
沼气作为一种新兴能源其应用越来越广泛,在我国环保标准中严格规定,利用沼气能源时,沼气气体中H2S 含量不得超过20mg/m3。

无论在工业或民用气体中,都必须尽可能的除去H2S。

沼气从厌氧发酵装置产出时,特别是在中温或高温发酵时,携带有大量的H2S。

由于沼气中还有大量的水蒸汽存在,水与沼气中的H2S共同作用,加速了金属管道、阀门和流量计的腐蚀和堵塞。

另外,H2S 燃烧后生成的SO2,与燃烧产物中的水蒸气结合成亚硫酸,使设备的金属表面产生腐蚀,并且还会造成对大气环境的污染,影响人体健康。

因此,在使用沼气之前,必须脱除其中的H2S。

业内常用的沼气脱硫方法有:干法脱硫、湿法脱硫、生物法脱硫等几种脱硫方法。

二、脱硫原理
1.干法脱硫
干发脱硫是一种简易、高效、相对低成本的脱硫方式,一般适合用于沼气量小,硫化氢浓度低的沼气脱硫。

干法脱除沼气气体中硫化氢(H2S)的设备基本原理是以O2使H2S氧化成硫或硫氧化物的一种方法,也可称为干式氧化法。

干法设备的构成是,在一个容器内放入填料,填料层有活性炭、氧化铁等。

气体以低流速从一端经过容器内填料层,硫化氢(H2S)氧化成硫或硫氧化物后,余留在填料层中,净化后气体从容器另一端排出。

干式脱硫主要包括主体钢结构、脱硫剂填料、观察窗、压力表、温度表等组件。

脱硫塔通常设计为一用一备,交替使用,即一个脱硫,一个再生。

含有硫化氢(H2S)的沼气进入脱硫塔底部,在穿过脱硫填料层到达顶端的过程中,H2S与脱硫剂发生以下的化学反应:
第一步: Fe2O3·H2O+3H2S = Fe2S3+4H2O(脱硫)
第二步: Fe2S3+3/2O2+3H2O = Fe2O3·H2O+2 H2O+3S(再生)
含有硫化氢的沼气首先与底部入口处荷载相对高的脱硫剂反应,反应器上部是负载低的脱硫剂层,通过设计良好的沼气空速和线速,干式脱硫能到达良好的精脱硫效果。

在沼气进入干式脱硫塔之前,应设置有冷凝水罐或沼气颗粒过滤器。

该装置可以消除沼气中夹杂的颗粒杂志,并使得沼气在进入脱硫前含有一定湿度。

当观察到脱硫剂变色,或系统压力损失过大时,应交替使用另一个脱硫
塔。

当前的脱硫塔在沼气放空后,进行自然通风,对脱硫剂进行再生。

当再生效果不佳时,应从塔体底部将废弃的脱硫剂排除,在底部排放废弃填料的同时,相同体积的新鲜脱硫填料加入反应器中。

2.湿法脱硫
湿法脱硫可以归纳分为物理吸收法、化学吸收法和氧化法三种。

物理和化学方法存在硫化氢再处理问题,氧化法是以碱性溶液为吸收剂,并加入载氧体为催化剂,吸收H2S,并将其氧化成单质硫,湿法氧化法是把脱硫剂溶解在水中,液体进入设备,与沼气混合,沼气中的硫化氢(H2S)与液体产生氧化反应,生成单质硫吸收硫化氢的液体有氢氧化钠、氢氧化钙、碳酸钠、硫酸亚铁等。

成熟的氧化脱硫法,脱硫效率可达99.5%以上。

在大型的脱硫工程中,一般采用先用湿法进行粗脱硫,之后再通过干法进行精脱硫。

湿法脱硫塔主体包括洗涤塔、硫化氢采样与监测系统、碱液配置槽、供水软水装置、液位控制系统、支撑件和连接件。

脱硫系统通过对出气硫化氢浓度的监控以及PH值监控,实现全自动运行。

运行时,沼气由下至上通过脱硫塔,Na2CO3溶液(或NaOH溶液)从顶部向下喷淋,使得H2S气体与碱液发生了充分的化学反应。

碱液存储在脱硫塔的下方,通过计量泵自动添加,计量泵的添加控制通过对出气H2S浓度的监控自动运行。

当采用碳酸钠(Na2CO3)试剂脱硫时,主要发生如下反应:
H2S + Na2CO3 = NaHS + NaHCO3 ( 1 )
CO2 + Na2CO3 + H2O = 2 NaHCO3 ( 2 )
由于沼气中含有的大量CO2成分,同样会消耗碱液。

系统应能对反应条件(包括反应温度、PH值)等进行控制,设置最优反应条件,尽可能地减少碱液的消耗量。

3.生物脱硫
生物脱硫技术包括生物过滤法、生物吸附法和生物滴滤法,三种系统均属开放系统,其微生物种群随环境改变而变化。

在生物脱硫过程中,氧化态的含硫污染物必须先经生物还原作用生成硫化物或H2S然后再经生物氧化过程生成单质硫,才能去除。

在大多数生物反应器中,微生物种类以细菌为主,真菌为次,极少有酵母菌。

常用的细菌是硫杆菌属的氧化亚铁硫杆菌,脱氮硫杆菌及排硫杆菌。

最成功的代表是氧化亚铁硫杆菌,其生长的最佳pH 值为2.0~2.2。

沼气生物脱硫是20世纪90年代发展起来的新技术,在国外已得到了广泛研究,在应用方面也取得了很大进展。

国外已有较成熟的沼气生物脱硫集成技术,主要包括荷兰帕克公司的壳牌-帕克工艺(shell-PAQ工艺)、奥地利英环(EnvironTec)生物滤池脱硫工艺等,这些工艺在国内也得到了较广泛应用。

国内的生物脱硫技术目前还处于研究阶段。

下面以奥地利英环EnvironTec 生物脱硫技术为例,介绍一下沼气生物脱硫工艺。

EnvironTec生物脱硫在全球迄今已完成400多个工程案例,在国内也有不少工程案例,该技术被证明是沼气脱硫的最佳实践技术,一个典型的案例表明,生物脱硫的综合运行成本低于每立方沼气2分钱。

工艺描述:
将一定量的空气导入含有硫化氢的沼气中,混合气体通过EnvironTec 生物脱硫塔去除硫化氢。

在反应器内部安装有特殊的塑料填料,它们为脱硫细菌繁殖提供充分的空间。

营养液的循环使填料保持潮湿状态,并且补充脱硫细菌生长繁殖所需的营养。

专属菌种(如丝硫菌属或者硫杆菌属),借助营养液在填料中繁殖。

在这种情况下,他们从混合沼气中吸收硫化氢,并将他们转化为单质硫,进而转化为稀硫酸,化学反应式如下:
H2S + 2O2=H2SO4
H2S + O2 =2 S+ 2H2OS + H2O+1.5O2=H2SO4
生成的稀硫酸在营养液和自来水的缓冲中和作用下,一起排出系统,此过程周而复始。

1.干法脱硫的特点
①结构简单,使用方便。

②工作过程中无需人员值守,定期换料,一用一备,交替运行。

③脱硫率新原料时较高,后期有所降低。

④与湿式相比,需要定期换料。

⑤运行费用偏高。

2.湿法脱硫的特点
①设备可长期不停的运行,连续进行脱硫。

②用PH值来保持脱硫效率,运行费用低。

③工艺复杂需要专人值守。

④设备需保养。

3.生物脱硫的特点
①高效率:硫化氢去除率高达98.5%
②高适应范围:可处理硫化氢浓度高达1.5%(15000ppm)
③低成本:与其它脱硫技术相比,运行成本最低
④高安全性: 设有多重的安全保护装置
⑤无人值守:系统通过在线监测系统全自动运行
⑤维护简单:少量的维护工作(如定期校正PH探头)。

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