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沼氣脫硫工程

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沼氣脫硫上傳視頻
沼氣作為一種新興能源其應用越來越廣泛，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******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，******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。
主要方法：干法脫硫、濕法脫硫等
脫硫原理
干法脫硫：
干法脫硫是一種簡易、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。　含有硫化氫(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)生以下的化學反應：
******步: Fe2O3 • H2O + 3 H2S = Fe2S3 + 4 H2O （脫硫）
******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，反應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質(zhì)，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器中。
濕法脫硫：
濕法脫硫可以歸納分為物理吸收法、化學吸收法和氧化法三種。物理和化學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，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、硫酸亞鐵等。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)生了充分的化學反應。
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：
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)應能對反應條件（包括反應溫度、PH值）等進行控制，設(shè)置優(yōu)反應條件，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。成功的代表是氧化亞鐵硫桿菌，其生長的pH值為2.0～2.2。