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沼气脱硫工艺概述及介绍

2021-06-21

  沼气脱硫工艺概述及介绍:

  1.脱硫过程

  沼气脱硫的目的是防止硫化氢腐蚀设备和中毒,防止沼气燃烧时硫化氢被氧化成二氧化硫或三氧化硫造成更大的危害。

  2.生物降解过程

  沼气中的硫可以被微生物去除。大多数硫氧化细菌都属于硫杆菌属,而且大部分都是自养的,即可以利用沼气中的二氧化碳来满足自己的C营养需求。主要产物是元素硫和一些硫酸根,溶液中硫酸的形成会引起腐蚀。根据沼气中硫化氢含量的不同,可以向沼气中引入2%-6%的空气,以满足硫化物生物氧化的需要。

  较直接、较简单的方法是将一定量的氧气或空气直接引入厌氧消化池或储气罐,并保持一定时间。因为到处都可以看到硫杆菌,所以不需要接种。消化物的表面可以为它们提供微需氧环境和生长所需的营养物质,并形成附着有黄色硫磺的菌落。适当的温度、反应时间和空气量可以将硫化氢减少到50ppm。

  对于不同的甲烷含量,沼气在空气中的爆炸范围为6%-12%,因此必须采取一定的安全措施,避免将过量的空气引入沼气。

  3.生物滤床工艺

  在大型厌氧消化池的沼气生产中,经常将水洗和生物脱硫结合起来以去除硫化氢。消化池的废水或上清液可从滤床顶部引入,而沼气可从底部引入。进入滤床前,沼气中引入4%-6%的空气。滤床为水吸收硫化氢和脱硫微生物的生长提供了足够的接触面。在丹麦,几家工业污水处理厂和许多农场正在使用这种技术净化沼气。

  4.消化污泥中添加氯化铁的工艺

  消化后的污泥直接加入氯化铁,会与硫化氢反应生成硫化铁颗粒。这种方法可以大大减少硫化氢的产生,但不能降低到天然气或汽车燃料所需的水平,需要进一步处理。该去除工艺投资成本低,只需一个装有氯化铁溶液的罐和一个定量泵,主要成本由氯化铁产生。

  5.氧化铁吸收过程

  硫化氢容易使氢氧化铁和氧化铁反应生成硫化铁,这是一种轻微的吸热反应。较低温度要求12℃,较佳反应温度要求一定量的水,所以沼气不宜太干,但要避免冷凝水使球形氯化铁粘在一起,从而减小反应面。

  生成的硫化铁可以通过空气氧化再生生成氧化铁或氢氧化铁和硫,再生过程中会释放出大量的热量,因此经常发生自燃。由于氧化铁表面覆盖着一层单质硫,重复使用后需要更换氧化铁和氢氧化铁。通常,一个单元配有两个反应床。一个在脱硫过程中,另一个可以再生。

  6.氧化铁芯片吸收工艺

  在木屑上覆盖一层氧化铁比同量的氧化铁比表面积大,密度低。100g左右的氧化铁木屑可以吸收20g的硫化氢。这种方法在美国很流行,价格也比较低,但必须注意,氧化铁过滤器再生时温度不能太高。

  7.赤泥颗粒吸收过程

  氧化铝生产中产生的废赤泥可以制成颗粒来吸收硫化氢。它有较大的比表面积,但它的不足是密度远高于氧化铁芯片。

  8.活性炭吸附过程

  变压吸附系统中,硫化氢可以用碘化钾浸泡的活性炭去除,硫化氢转化为单质硫和水,硫被活性炭吸收。该反应的较佳条件为:压力7-8×105帕,温度50℃-70℃,压缩气体过程中温度容易达到50℃以上。气体停留时间一般为4-8小时。在连续运行的情况下,系统应包括两个吸附装置。如果硫化氢浓度在3ppm以上,则需要再生。


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