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沼氣脫硫有難點?鸭脖appios環境這樣解——針對客戶具體需求,量身定制脫硫工藝

2020-10-29 02:29:00 14
有機廢棄物資源化利用的過程中被厭氧處理後,産生的沼氣中含有多種氣體,其中的CH4是非常好的清潔能源,但H2S卻是一種具有惡臭的腐蝕性氣體,對後續的管道、沼氣櫃、燃氣燃燒設備等都具有很強的腐蝕性,且H2S燃燒後産生SO2濃度很高,對自然環境的污染十分嚴重。因此,沼氣在利用之前都需去除沼氣中的H2S,避免對後期設備的腐蝕。
作為國内農業有機廢棄物整體解決方案供應商和成套化環保裝備供應商,鸭脖appios環境結合多年的項目經驗和研發技改,對生物質沼氣的多種脫硫技術均進行了研究與創新。
目前,鸭脖appios環境已承建國内多個沼氣脫硫項目,并針對項目中客戶的沼氣的氣量、成分及用途,設計出符合客戶需求的幹法化學脫硫、酸法生物脫硫、堿法生物脫硫、絡合鐵脫硫等脫硫工藝,從設計、施工、運行等多角度出發為客戶提供具有針對性的解決方案。

鸭脖appios環境脫硫工藝案例詳解

01

堿法生物脫硫

堿法生物脫硫過程分為兩步:

第一步:沼氣通過脫硫反應塔将沼氣中H2S從氣相轉化成液相。脫硫反應塔就是一個洗滌塔,沼氣從塔底部進入并穿過濾料床。微堿性循環水從塔頂進入,經過專用噴頭打散,自由落體穿過濾床,專用濾料可以使沼氣與循環水進一步打散和延長接觸時間,提高洗滌效果。含有硫化物的循環水從脫硫反應塔底部流入再生池。

脫硫反應塔内的化學方程式:H2S(G)+OH-→HS(L)+H2O

第二步:再生池完成循環水中硫化物被氧化的過程,循環水中有大量的脫硫菌(主要為無色硫細菌等)将以硫化物為食,把硫化物轉化為自身的營養物質,進入微生物的自身循環過程,從細菌體内排出單質硫和氫氧根,從而達到降解的目的。再生池内創造循環水中脫硫菌的生存環境,再生池内的換熱器給循環水提供熱量,保證循環水溫度在33-34度左右。曝氣頭給循環水提供氧氣,保證循環水适當的溶解氧。脫硫菌通過消化循環水中的硫化物新陳代謝産生副産品單質硫和硫酸根(約占5%),硫酸根會導緻循環水的pH值降低,還需通過加藥系統适當增加一些堿液中和這5%的硫酸根。

再生池内的化學方程式:HS(L)+1/2O2→S+OH-

這兩步對沼氣脫硫系統都非常重要。

第一步,H2S得到去除,同時消耗OH-,

第二步,在再生池内通過脫硫菌的作用,将硫化物氧化生成單質硫,OH-重新生成。單質硫經沉澱池沉澱從底部排出硫污泥,沉澱池的上清液回到循環水系統中。

項目案例:

02

酸法生物脫硫

酸法生物脫硫過程分為三步:

第一步:沼氣穿過脫硫反應器,反應器中裝有濾料,濾料表面覆蓋有水層,沼氣中的化學物質與濾料接觸後在表層溶解,并從氣相轉化為液相,以利于濾料中的細胞作進一步的吸收和分解。

第二步:水溶液中的異味成分被微生物吸附吸收,H2S從水中轉移至微生物體内。

第三步:濾料中的專性細菌(主要為氧化亞鐵硫杆菌、脫氮硫杆菌、排硫硫杆菌、氧化硫硫杆菌)将以污染物為食,把污染物轉化為自身的營養物質,使H2S從化合物的形式轉化為遊離态,進入微生物的自身循環過程,從而達到降解的目的。與此同時,專性細菌等微生物又可實現自身的繁殖過程,當作為食物的污染化合物與專性細菌的營養需要達到平衡。

脫硫:2H2S+O2→2S+2H2O

再生:2S+3O2+2H2O→2H2SO4

沼氣堿法、酸法生物脫硫是鸭脖appios環境自主研發且具有專利的成熟脫硫技術,即利用脫硫微生物的再生作用,通過控制生化反應條件,将沼氣中的H2S轉化成為單質S或硫酸鹽,從而實現去除H2S的目的。利用該技術,在項目運行的過程中,僅需要适當添加微量的營養鹽和堿,以保證微生物的活性,即可提高脫硫效率,是一種非常經濟高效穩定的沼氣脫硫技術。

項目案例:

03

絡合鐵脫硫

絡合鐵脫硫早期主要在石油天然氣行業中大量使用,鸭脖appios環境将此技術改進應用到沼氣脫硫中,脫硫效果穩定、操作簡單。

絡合鐵法脫硫技術是一種以絡合鐵為催化劑的濕式氧化脫除H2S的方法,其特點是直接将氣體中的H2S轉變成元素S,吸收後氣體中H2S的含量小于100ppm,是一種工藝簡單、工作硫容高且環保無毒的新型脫硫技術,克服了傳統脫硫工藝硫容量低、脫硫工藝複雜、副鹽生成率高、環境污染嚴重等弊端,可滿足不斷提升的環保指标。

絡合鐵脫硫工藝為脫除H2S提供了一種恒溫、低成本的運行方法。其化學反應原理是利用空氣中的氧氣氧化氣相中的H2S,使H2S被氧化為單質S。其反應過程如下:

脫硫:H2S(g) + 2Fe3+(L) → 2H+(L) + S↓+ 2Fe2+(L)

再生:1/2O2(g) + H2O(L) + 2Fe2+(L) → 2OH-(L) + 2Fe3+(L) 

絡合鐵脫硫催化劑利用水溶液中絡合鐵離子的氧化還原性,使含H2S氣體與含絡合鐵催化劑的水溶液(簡稱絡合鐵吸收劑,下同)進行氣液相接觸反應。該氣液相接觸反應首先通過水溶液的偏堿性,在氣液接觸時通過酸堿化學吸收将原料氣中的H2S吸收進入水溶液;在水溶液中,利用高價絡合鐵離子的氧化性将H2S氧化成單質S,絡合鐵離子被還原為低價絡合亞鐵離子。

水溶液中絡合亞鐵離子容易被氧氣氧化,因此,将絡合亞鐵離子溶液直接與空氣進行氣液相接觸反應,利用空氣中的氧氣将水溶液中的絡合亞鐵離子氧化為絡合鐵離子。

項目案例:

04

幹法脫硫

鸭脖appios環境的幹法脫硫系統采用了流動床設計,脫硫塔由底部出料倉、頂部進料倉、直梯、主體筒體、支腿、頂部護欄及吊柱組成,運行方式可串可并。每日僅需固定置換少量的脫硫劑,避免了傳統幹法脫硫一次性大量置換脫硫劑産生的高強度勞動,也減小了脫硫劑在塔中闆結的可能性。

幹法脫硫反應過程:

2Fe(OH)3·XH2O+3H2S=Fe2S3·XH2O+6H2O(脫硫)

Fe2O3·XH2O+3H2S=Fe2S3·XH2O+3H2O(脫硫)

Fe2S3=2FeS+S(大部分分解)

Fe2S3·XH2O+ O2=Fe2O3·XH2O+3S(再生)

2FeS+O2+XH2O=Fe2O3·XH2O+2S(再生)

項目案例: