1、國內不同氣體脫硫綜述

沼氣產(chǎn)業(yè)近年來(lái)在中國發(fā)展迅速。沼氣產(chǎn)業(yè)作為一種新能源，不僅得到了國家產(chǎn)業(yè)政策的支持，而且在富煤、少油、貧窮的祖國對清潔能源的需求也越來(lái)越大。但國內沼氣行業(yè)普遍具有氣量小、分散性大、脫硫凈化成本高等特點(diǎn)。因此，脫硫凈化工藝和成本是決定沼氣工業(yè)健康發(fā)展的關(guān)鍵。無(wú)論是沼氣、煤氣、焦爐煤氣、煉油廠(chǎng)煤氣還是天然氣，通常含有不同數量的硫化氫和有機硫化物，其含量和形式都有不同的來(lái)源和原材料。硫化物的存在會(huì )導致設備和管道的腐蝕，導致化學(xué)反應催化劑的中毒和失活。硫化物作為民用燃料，污染環(huán)境，危害人體健康。因此，硫化物必須按照不同用途的技術(shù)要求去除，硫化物也可以回收，實(shí)現無(wú)污染、低消耗、可回收的循環(huán)經(jīng)濟。

沼氣主要是硫化氫，但由于介質(zhì)不同，硫化氫含量不同，脫硫精度不同，一般脫硫發(fā)電要求硫化氫小于每標準立方米200mg，生產(chǎn)車(chē)輛天然氣要求硫化氫小于每標準立方米10mg，但由于沼氣成分特殊，二氧化碳含量過(guò)高，脫硫工藝，對脫硫劑和脫硫設備提出了更高的要求。

原料氣脫硫化物的技術(shù)分為物理化學(xué)方法；脫硫分為干脫硫和濕脫硫，濕脫硫中的濕氧化脫硫。濕氧化法是堿性溶液的吸收H2S后生成HS根離子，HS根離子催化轉化為單質(zhì)硫，采用分離法或噴射法再生后的溶液循環(huán)。長(cháng)春進(jìn)一步優(yōu)化了沼氣行業(yè)的脫硫工藝和配套設備，特別是在再生環(huán)節，大大降低了濕脫硫的投資成本和運行成本；從設計、設備制造安裝、使用脫硫催化劑、指導駕駛等一站式服務(wù)。近年來(lái)，研究了適用于沼氣固定床干脫硫的高效脫硫劑，開(kāi)發(fā)了高硫容量、高強度、高效的沼氣脫硫專(zhuān)用脫硫劑。

以888沼氣脫硫專(zhuān)用催化劑為例

1、脫除沼氣H2S主化學(xué)反應(以Na2CO3堿源為例)

①堿性水溶液吸收H2S

Na2CO3 H2S=====NaHS NaHCO3

②液相HS-氧化生成元素硫

888

NaHS 1/2O2=====S↓ NaOH

③催化劑攜氧

[888]R O2==[888]OX

2.脫硫吸收過(guò)程中的主要副作用

①NaHS 2O2====Na2 S2O3 H2O

(硫氫化鈉) (氧氣)==(硫化硫酸鈉) (水)

②Na2S2O2 O2===Na2SO4 2S

(硫代硫酸鈉) (氧)==(硫酸鈉) (硫)

③Na2CO3 CO2 H2O===NaHCO3

(碳酸鈉) (二氧化碳) (水)==碳酸氫鈉

④NaHCO3 NaOH===Na2CO3 H2O(調節堿度的重要反應)

(碳酸氫鈉) (氫氧化鈉)=(碳酸鈉) (水)

沼氣脫硫專(zhuān)用催化劑在沼氣脫硫過(guò)程中的作用及研究

脫硫催化劑在濕氧化脫硫過(guò)程中的作用非常重要，是將沼氣脫硫堿性物質(zhì)吸收硫化氫產(chǎn)生的硫氫酸催化劑轉化為單硫，恢復堿液的吸收活性，因此脫硫催化劑的活性直接影響濕氧化脫硫效率、副作用和材料消耗。

以下是脫硫催化劑在脫硫過(guò)程中的作用和關(guān)系。脫硫催化劑作為脫硫液組成的核心，維持穩定的催化劑濃度和堿度是十分重要的事情，作為以Na2CO三是堿源脫硫，控制PH8~8.5時(shí)，緩沖溶液的當量濃度控制不應過(guò)低或過(guò)高。過(guò)低不利于吸收脫硫效率低，再生浮選差，泡沫不成型，長(cháng)期過(guò)低，容易導致成分紊亂，低于0.3.堿度很難提高。產(chǎn)生脫硫生產(chǎn)過(guò)程中的副反應是不可避免的，應采用高效的脫硫催化劑來(lái)減少副反應的產(chǎn)生。一般認為副鹽總量≤200g/L能維持正常生產(chǎn)。如果副作用嚴重，堿大幅增加，大量補堿也難以維持堿度。當溶液中副鹽總量較高時(shí)，溶液粘度和比例增加，功耗增加，甚至循環(huán)泵不打液。嚴重影響吸收和再生。當溶液中Na2SO4≥80g/L設備腐蝕加劇，硫回收率降低，溫度低時(shí)容易結晶堵塞管道或塔，脫硫工況紊亂，HS-的析硫速度和程度決定于合理的脫硫液組分、催化劑的活性等因素，結合沼氣脫硫的氣體成分和工況特點(diǎn)研發(fā)了沼氣脫硫專(zhuān)用催化劑。

鑒于沼氣中二氧化碳含量高，硫化氫和二氧化碳是酸性氣體，堿性溶液更難選擇性吸收酸性氣體，產(chǎn)生大量碳酸氫鈉，降低碳酸鈉的吸收活性。沼氣是高CO2氣體工況，作為以Na2CO3為堿源制備的脫硫液在脫硫塔內完成Na2CO3和H2S吸收過(guò)程也完成了Na2CO3和CO2生成NaHCO3.反應過(guò)程。高NaHCO雖然3的脫硫液可以去除H2S，但脫硫效率顯著(zhù)降低。更嚴重的是脫硫液分析Na2CO3含量為零。NaHCO3指標50-60g/L也很常見(jiàn)。此時(shí)，應采取積極措施進(jìn)行調整NaHCO3/ Na2CO3的比例也可以暫時(shí)補充系統NaOH來(lái)調節NaHCO3(快速有效)。作者認為是對的NaHCO3和Na2CO較好通過(guò)管理生產(chǎn)過(guò)程來(lái)實(shí)現自身的平衡。沼氣脫硫對脫硫催化劑的要求較高。近年來(lái)，根據沼氣脫硫的具體特點(diǎn)和工作條件，開(kāi)發(fā)了適合沼氣脫硫的專(zhuān)用催化劑，具有脫硫效率高、硫容量高、副作用少、溶液成分操作簡(jiǎn)單、塔不易堵塞等特點(diǎn)。

四、脫硫設備的探索與研究

脫硫催化劑是濕氧化法脫硫中的軟件，因此脫硫設備是硬件。兩者相互統一，相互影響。結合脫硫過(guò)程中沼氣脫硫的特點(diǎn)：氣液分布器、再分布器、填料傳質(zhì)、噴淋塔高效霧化噴嘴是具有獨立產(chǎn)權的專(zhuān)利產(chǎn)品。經(jīng)過(guò)大量的研究和實(shí)驗，沼氣脫硫工業(yè)化驗證取得了良好的效果。

報告脫硫過(guò)程中脫硫設備及內件的作用：

脫硫塔的核心是氣液分布和填料傳質(zhì)，決定了整個(gè)脫硫吸收塔的效率。氣體分布器、液體分布器和氣液再分布器應具有較高的脫硫效率。分布器的結構和分布狀態(tài)是決定脫硫效率和塔阻力控制的硬件，是實(shí)現氣液再分布和提高塔效率的關(guān)鍵。眾所周知，脫硫塔基本上使用聚丙烯填料。隨著(zhù)使用周期的延長(cháng)，填料不可避免地會(huì )老化和強度下降。隨著(zhù)塔的拆卸、清洗和運行過(guò)程的湍流，填料將被破碎。破碎的填料將從填料支撐下移到下一段的氣液再分布器；容易堵塞再分布器的降液孔或形成橋梁現象，影響下一段填料的點(diǎn)密度，導致液體再分布不均勻，嚴重時(shí)可引起液泛。影響脫硫效率和截面阻力。影響脫硫效率和截面阻力。因此，有機會(huì )停止維護，即剝離塔，也要打開(kāi)裝料孔，檢查清潔液體再分布器。

濕式氧化法脫硫氣體采用氧化再生槽噴射器─液體傳質(zhì)過(guò)程具有充分利用并流原理的優(yōu)點(diǎn)。脫硫液高速通過(guò)噴嘴形成射流，產(chǎn)生局部負壓，實(shí)現自吸空氣。此時(shí)，由于兩相流體高速分散，氣液接觸面大大增加，不斷更新，使傳質(zhì)過(guò)程非?？?，脫硫液快速有效地氧化再生，在文丘里管內完成，同時(shí)，硫泡沫在再生罐中浮選，噴射再生氧化效率高，空氣與溶液接觸時(shí)間短，副作用低，原料消耗低，溶液腐蝕性小。當噴射器設計合理，操作條件合適時(shí)，一般自吸空氣能滿(mǎn)足再生要求，無(wú)需鼓空氣。當噴射器設計合理，操作條件合適時(shí)，一般自吸空氣量可滿(mǎn)足再生要求，無(wú)需鼓空氣。噴射器的工作壓力可根據脫硫負荷調節，以滿(mǎn)足自吸空氣量。對于自吸空氣0.35~0.5Mpa溶液流量為20-25m3/S(不同的噴嘴不同)如果噴嘴處的溶液流量過(guò)小，吸入空氣量少，再生氧化效率低。隨著(zhù)噴嘴流量的增加，空氣吸入量在一定范圍內增加。但如果液速過(guò)大，再生效率會(huì )降低，功耗會(huì )增加。濕式氧化法脫硫應用噴射器進(jìn)行溶液再生氧化所需的空氣量，約為理論空氣量的12-15倍。實(shí)踐證明，除氧化外，空氣量控制效果較好。一般來(lái)說(shuō)，再生氧化效率隨著(zhù)空氣與溶液比的增加而提高，但超過(guò)一定邊界時(shí)，再生氧化效率會(huì )降低，副作用會(huì )增加。通過(guò)吸氣閥的開(kāi)度大小，可以調節噴射器吸入的空氣量調節噴射器吸入的空氣量。