各种沼气脱硫工艺的对比分析

发布时间：[ 2022-09-23 10:15:21]

唐山绿源沼气解决项目沼气作为一种新兴能源，应用广泛，对我国环境保护水平有严格的要求。沼气电能使用时，沼气中的沼气H2S 成分不得超过10ppm 。无论是工业生产还是民用汽体，一定要尽量去掉H2S。

沼气中含有硫化氢，化学方法是H2S，硫化氢是一种易燃危险化学品，与气体混合会产生可燃混合物、火灾、高热燃烧爆炸，硫化氢水会对不锈钢板造成强腐蚀，因此沼气纯化特殊生物气体准备工艺的关键是去除硫化氢。

沼气中厌氧发酵引起的硫化氢浓度值不同，差异较大。由于生产过程中添加了含硫物质，工业废水引起的沼气中含硫化氢的浓度值较高。如果造纸业的沼气能达到1万-35万ppm，木薯淀粉工业生产的沼气一般为1万ppm日常生活垃圾填埋场沼气在整个过程中相对罕见，硫化氢成分低，一般为1万ppm之内。

在我国，沼气生产制造技术和商业操作系统软件逐步完善，根据科技创新，引进和消化海外优秀的高固体有机化学废物厌氧消化技术，以谷物秸秆、畜禽养殖、大城市有机化学废物为解决大中型沼气项目的目标也取得了开创性进展，因此，相应的沼气净化处理生产过程也取得了发展趋势，产生了一系列相对完善的技术。

常用的沼气脱硫方法有：干脱硫、干脱硫、复合铁脱硫、生物脱硫等。

脱硫的基本原理

干式脱硫

干式脱硫是一种简单、高效、相对节约成本的脱硫方法，一般适用于沼气量小、硫化氢浓度低的沼气脱硫。去除沼气中的硫化氢（H2S）机械设备的基本概念是O2使H2S 一种将空气氧化成硫或硫金属氧化物的方法，又称干试空气氧化法。干式机械设备的产生是将填料放入容器中，包括活性碳、化合物等。蒸汽以低流速从一端通过容器填料层，硫化氢（H2S）空气氧化成硫或硫金属氧化物后，留在填料层中，蒸汽从容器另一端排出。

干试脱硫是指主要钢架结构、脱硫剂填料、窗户、气压表、温度计等部件。脱硫塔通常设置为一用一备，即脱硫和再造。带有硫化氢(H2S)沼气进入脱硫塔底部，通过脱硫填料层到达顶部，H2S与脱硫剂发生以下化学变化：

第一步: Fe2O3 · H2O 3 H2S = Fe2S3 4 H2O （脱硫）

第二步: Fe2S3 3/2 O2 3 H2O = Fe2O3 · H2O 2 H2O 3 S（再造）

硫化氢沼气首先反映了底部入口承载力相对较高的脱硫剂。管式反应器上方为低负荷脱硫层。根据设计方案的优良沼气空速和线速，干试脱硫可达到优异的实际精细脱硫效果。

沼气进入干试脱硫塔前，应设置冷凝罐或沼气颗粒过滤装置。该设备能去除沼气中的颗粒残留物，促进沼气进入脱硫前的环境湿度。

当发现脱硫剂褪色或系统软件工作压力损失过大时，应更换另一个脱硫塔。今天的脱硫塔在沼气排放后进行空气循环，并重建脱硫剂。当再造的实际效果较差时，应从塔底部去除废脱硫剂，在底部排放废填料，并添加相同体积的新鲜脱硫填料。

拆卸脱硫剂时切记不要过短，否则容易引起放热反应，引起硫磺粉起火。

干法脱硫

干法脱硫可分为物理消化吸收、有机化学消化吸收和空气氧化。硫化氢的物理和有机化学方法。空气氧化法以碱性溶液为吸附剂，加入氧作为金属催化剂消化吸收H2S，并将空气氧化成单质硫。干式空气氧化法是将脱硫剂融化在水中，液体进入机械设备，与沼气混合，沼气中的硫化氢（H2S）氧化还原与液体反应，氢氧化钠溶液、碳酸钠、碳酸钾、硝酸亚铁等液体转化为单消化吸收硫化氢。空气氧化脱硫法脱硫效率可达99.5%以上。

在大中型脱硫工程中，粗脱硫一般采用干法进行，然后法进行精脱硫。

干式脱硫塔的主要行为包括净化塔、硫化氢取样检测系统、烧碱溶液配备罐、供电软化水设备、液位计自动控制系统、支撑点和连接器。脱硫系统软件根据排气硫化氢浓度值进行监督PH自动值，完成自动操作。

沼气自下高于脱硫塔，Na2CO饱和溶液(或NaOH饱和溶液)从顶部向下喷洒，促进H2S汽体和烧碱溶液发生了足够的化学变化。

烧碱溶液储存在脱硫塔下，根据排气情况自动添加加药泵H2S自启动浓度值监管。

碳酸钾的选择（Na2CO3)实验试剂脱硫的关键反映如下:

H2S Na2CO3 = NaHS NaHCO3 ( 1 )

CO2 Na2CO3 H2O = 2 NaHCO3 ( 2 )

因为沼气中含有很多CO成分，也会消耗烧碱溶液。系统软件应能够反映标准(包括反映温度)PH操作时，设定较佳反应标准，尽量减少烧碱溶液的使用。

络合铁脱硫

根据Fe基金属催化剂的清洁气体技术集脱硫和硫磺粉于一体，即将在高效液相中H2S转换为单质S。

硫化氢滑脱率高（ 99.99 % ）

加工工艺简单、安全，系统软件不使用所有有害化合物，也不会造成所有有害废物，操作简单，系统软件安全性高

2000适合生产kg-20吨中小型硫化氢去除设备/天

融入H2S成分在0~100%

常温下实际操作标准

唐山绿源复合铁加工工艺体现了基本原理：

消化吸收反映：

H2S(汽体) 2Fe 2H S ° 2Fe

再造反映：

1/2 O2 (汽体) H2O 2Fe 2OH- 2Fe

总反映：

H2S ? O2 H2O S°

复合铁脱硫的优点

(1)复合铁金属催化剂，加工工艺简单，硫化氢可快速氧化成硫单质；不同浓度值H2S，其脱硫后的H2S成分可低过10ppm，消除H2S高效率。

（2）系统软件具有较强的抗起伏能力。对于传统的脱硫设备，当原料气体中的硫化氢成分波动较大时，会导致出入口净化处理气体中的硫化氢成分波动较大，甚至超过标准。复合铁具有硫容量高的特点，其脱硫设备可以完全自动解决上述起伏，不一定是人为因素改变实际操作，不会损害脱硫率。

(3)运行成本低。由于脱硫过程中使用的几种药物中的复合铁金属催化剂可回收系统，无副作用，只需填充少量脱硫过程中损坏的复合铁金属催化剂，每吨硫粉药物的运行成本为1000-1500元。

(4)复合铁金属催化剂选择性高，副盐成分低。复合铁脱硫中，复合铁离子空气氧化硫化氢为硫粉，脱硫过程副作用少，药物使用寿命长。

(5)脱硫液硫容量高。对于新开发的复合铁脱硫剂，脱硫剂循环系统中液体的硫容量不会受到二氧化碳的危害，工作中硫容量达到3.3kg硫磺粉/m药物高于国外同类技术(工作中硫容量为0.37 kg硫磺粉/m药物)。因此，复合铁脱硫剂的应用可以显著降低循环系统的水率，降低机械设备的规格，降低项目投资和实际运行成本。

(6)能去除有机化学硫COS、碳醇。

（7）机械设备规格小，撬装可合理完成。由于工作中硫容量高，机械设备小，撬装可以合理完成，特别适用于项目的撬装规定。

(8)金属催化剂安全系数高，系统软件中使用的金属催化剂对自然环境和身体无害，具有良好的环境经济效益。

(9)系统软件副盐不多，环保经济发展。

生物脱硫

生物脱硫技术包括生物过滤、生物吸附和生物滴滤。这三种系统软件都是开放式系统，其微生物种随着自然环境的变化而变化。空气氧化态中的硫污染物必须通过生物氧化转化为硫酸盐或硫酸盐H2S然后通过生物空气氧化的整个过程转化为单质硫。在大多数生物管菌为主，细菌为次，酵母很少。常见病菌是氧化亚铁硫链球菌、脱氮硫链球菌和排硫链球菌。较成功的表现是氧化亚铁硫链球菌，其生长较好p

H数值2.0～2.2。

沼气生物脱硫是20世纪90年代发展趋势下的一种新技术应用。它在海外取得了广泛的科学研究，在使用方面取得了巨大的进展。沼气生物脱硫在海外相对完善

加工工艺描述：

用硫化氢将一定量的气体引入沼气中，混合气根据EnvironTec去除硫化氢的生物脱硫塔。管式反应器中安装了独特的塑料填料，为脱硫细菌的繁殖提供了足够的室内空间。培养液循环系统保持填料湿冷，填补脱硫细菌生长发育所需的营养。专属菌苗(如丝硫菌属或硫杆菌属)依靠培养液在填料中繁殖。在这种情况下，硫化氢被消化吸收，转化为单质硫，从而转化为稀盐酸，

化学反应如下：H2S 2O2=H2SO42

H2S O2 =2 S 2H2OS H2O 1.5 O2=H2SO4

在培养液和饮用水的缓存水解作用下，转化成的稀盐酸一起排出系统软件，

全过程循环往复。

1 反应罐 5 培养液供货 9 换热器 13 培养液位控制器

2 填料 6 稀释自来水 10 气检测仪 14 空气流量计

3 沼气通道 7 循环系统液 11 pH 操纵仪 15 培养液废水排放入口

4 气体供货 8培养液泵 12 体温计 16安全总流量自动开关

沼气(3)进入管式反应器(1)底部，从底部穿过填料层到顶部。气体(4)按变频操作准确添加。废气成分分析仪(10)监督余吸氧浓度，加入气体离心风机连锁。循环泵(8)循环系统喷洒循环系统液。液位开关(13)操作整个液位仪均衡。选择换热器(9)和温度监测(12)系统来控制温度，以确保细菌的较佳活力。PH操纵培养液质量的仪器(11)（ph如当PH新鲜培养液(5)和稀释液自来水(6)小于额定值时，自动加入脱硫塔。同时，废水(15)自动排放，液位计保持平衡。

方式较为

干式脱硫的特点

结构简单，使用方便。

不需要工作人员值班，按时控制材料，一用一备，更换操作。

新原料脱硫率高，中后期有所下降。

与湿试相比，材料必须按时控制。

运营成本高。

干法脱硫的特点

机械设备可长期持续运行，持续脱硫。

用PH脱硫效率高，运行成本低。

复杂的加工工艺必须值班。

机械设备需要维护。