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行業(yè)產(chǎn)品

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棗強縣眾信玻璃鋼環(huán)保制品廠



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經(jīng)營模式:生產(chǎn)廠家

商鋪產(chǎn)品:382條

所在地區(qū):河北衡水市

聯(lián)系人:毛文輝 (銷售部經(jīng)理)

技術(shù)文章

沼氣脫硫原理

閱讀:1106發(fā)布時間:2015-4-1

沼氣作為一種新興能源其應(yīng)用越來越廣泛,在我國環(huán)保標準中嚴格規(guī)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(yè)或民用氣體中, 都必須盡可能的除去H2S。

沼氣從厭氧發(fā)酵裝置產(chǎn)出時,特別是在中溫或高溫發(fā)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(chǎn)物中的水蒸氣結(jié)合成亞硫酸,使設(shè)備的金屬表面產(chǎn)生腐蝕,并且還會造成對大氣環(huán)境的污染,影響人體健康。因此,在使用沼氣之前,必須脫除其中的H2S 。

業(yè)內(nèi)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。

干法脫硫

干發(fā)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(shè)備基本原理是以O(shè)2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(shè)備的構(gòu)成是,在一個容器內(nèi)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(jīng)過容器內(nèi)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(jié)構(gòu)、脫硫劑填料、觀察窗、壓力表、溫度表等組件。脫硫塔通常設(shè)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(fā)生以下的化學(xué)反應(yīng): 

干法脫硫

*步: Fe2O3 · H2O + 3 H2S = Fe2S3 + 4 H2O (脫硫)

第二步: 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(yīng),反應(yīng)器上部是負載低的脫硫劑層,通過設(shè)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(yīng)設(shè)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志,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(tǒng)壓力損失過大時,應(yīng)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(yīng)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(yīng)器中。

濕法脫硫

濕法脫硫可以歸納分為物理吸收法、化學(xué)吸收法和氧化法三種。物理和化學(xué)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(zhì)硫,濕法氧化法是把脫硫劑溶解在水中,液體進入設(shè)備,與沼氣混合,沼氣中的硫化氫(H2S)與液體產(chǎn)生氧化反應(yīng),生成單質(zhì)硫吸收硫化氫的液體有氫氧化鈉、氫氧化鈣、碳酸鈉、*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(jiān)測系統(tǒng)、堿液配置槽、供水軟水裝置、液位控制系統(tǒng)、支撐件和連接件。脫硫系統(tǒng)通過對出氣硫化氫濃度的監(jiān)控以及PH值監(jiān)控,實現(xiàn)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(fā)生了充分的化學(xué)反應(yīng)。

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(jiān)控自動運行。

當采用碳酸鈉(Na2CO3)試劑脫硫時,主要發(fā)生如下反應(yīng):

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(tǒng)應(yīng)能對反應(yīng)條件(包括反應(yīng)溫度、PH值)等進行控制,設(shè)置*反應(yīng)條件,盡可能地減少堿液的消耗量。

生物脫硫

生物脫硫技術(shù)包括生物過濾法、生物吸附法和生物滴濾法,三種系統(tǒng)均屬開放系統(tǒng),其微生物種群隨環(huán)境改變而變化。在生物脫硫過程中,氧化態(tài)的含硫污染物必須先經(jīng)生物還原作用生成硫化物或H2S然后再經(jīng)生物氧化過程生成單質(zhì)硫,才能去除。在大多數(shù)生物反應(yīng)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。zui成功的代表是氧化亞鐵硫桿菌,其生長的*p
  H值為2.0~2.2。

沼氣生物脫硫是20世紀90年代發(fā)展起來的新技術(shù),在國外已得到了廣泛研究,在應(yīng)用方面也取得了很大進展。國外已有較成熟的沼氣生物脫硫集成技術(shù),主要包括荷蘭帕克公司的殼牌-帕克工藝(shell-PAQ工藝)、奧地利英環(huán)(EnvironTec)生物濾池脫硫工藝等,這些工藝在國內(nèi)也得到了較廣泛應(yīng)用。國內(nèi)的生物脫硫技術(shù)目前還處于研究階段。下面以奧地利英環(huán)EnvironTec 生物脫硫技術(shù)為例,介紹一下沼氣生物脫硫工藝。EnvironTec生物脫硫在迄今已完成400多個工程案例,在國內(nèi)也有不少工程案例,該技術(shù)被證明是沼氣脫硫的*實踐技術(shù),一個典型的案例表明,生物脫硫的綜合運行成本低于每立方沼氣2分錢。

工藝描述:

將一定量的空氣導(dǎo)入含有硫化氫的沼氣中,混合氣體通過EnvironTec生物脫硫塔去除硫化氫。在反應(yīng)器內(nèi)部安裝有特殊的塑料填料,它們?yōu)槊摿蚣毦敝程峁┏浞值目臻g。營養(yǎng)液的循環(huán)使填料保持潮濕狀態(tài),并且補充脫硫細菌生長繁殖所需的營養(yǎng)。專屬菌種(如絲硫菌屬或者硫桿菌屬),借助營養(yǎng)液在填料中繁殖。在這種情況下,他們從混合沼氣中吸收硫化氫,并將他們轉(zhuǎn)化為單質(zhì)硫,進而轉(zhuǎn)化為稀硫酸。


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