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1、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日2，。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、
2、湿法脱硫、生物法脱硫等几种脱硫方法。、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
3、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
4、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:Fe2O3H2O+3H2S = Fe2S3+4H2O （脱硫）第二步:Fe2S3+3/2O2+3H2O = Fe2O3H2O+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
5、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
6、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 = N
7、aHS + 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
8、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
9、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=H2SO4H2S + 02 =2 S+ 2H2OS + H2O+
10、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 结构简单，使用方便。 工作过程中无需人员值守，定期换料，一用一备，交替运行。 脱硫率新原料时较高，后期有所降低。 与湿式相比，需要定期换料。 运行费用偏高。2. 湿法脱硫的特点 设备可长期不停的运行，连续进行脱硫。 用PH值来保持脱硫效率，运行费用低。 工艺复杂需要专人值守。 设备需保养。3. 生物脱硫的特点 高父攵率：硫化氢去除率高达98.5% 高适应范围：可处理硫化氢浓度高达1.5% ( 15000ppm ) 低成本：与其它脱硫技术相比，运行成本最低 高安全性：设有多重的安全保护装置 无人值守：系统通过在线监测系统全自动运行 维护简单：少量的维护工作(如定期校正PH探头)
