唐山市綠源沼氣解決項目 沼氣作為一種新興能源，應用廣泛，在我國環(huán)境保護水平上要求嚴格。使用沼氣電能時(shí)，沼氣中的沼氣H2S 成分不得超過(guò)10ppm 。無(wú)論是工業(yè)生產(chǎn)還是民用汽體， 一定要盡量去掉H2S。

沼氣中含有硫化氫，化學(xué)方法是H2S，硫化氫是一種易燃危險化學(xué)品，與氣體混合可產(chǎn)生可燃混合物，火災、高熱燃燒爆炸，加上硫化氫水會(huì )對不銹鋼板造成強腐蝕特性，因此沼氣純化特殊生物氣體準備工藝的關(guān)鍵是去除硫化氫。

厭氧發(fā)酵引起的沼氣中硫化氫濃度值不同，差異較大。造紙行業(yè)、發(fā)醇工業(yè)生產(chǎn)等因為在生產(chǎn)過(guò)程中有含硫的物質(zhì)添加，工業(yè)廢水造成的沼氣含硫化氫的濃度值便較為高。如果造紙業(yè)的沼氣能達到1萬(wàn)-35萬(wàn)ppm，木薯淀粉工業(yè)生產(chǎn)的沼氣一般為1萬(wàn)ppm日常生活垃圾填埋場(chǎng)沼氣在整個(gè)過(guò)程中相對罕見(jiàn)，硫化氫成分低，一般為1萬(wàn)ppm之內。

在我國，沼氣生產(chǎn)制造技術(shù)和商業(yè)操作系統軟件逐步完善，根據科技創(chuàng )新，引進(jìn)和消化海外優(yōu)良的高固體有機化學(xué)廢物厭氧消化技術(shù)，以谷物秸稈、畜禽養殖排泄物、大城市有機化學(xué)廢物為解決大中型沼氣工程項目的目標也取得了開(kāi)創(chuàng )性進(jìn)展，因此，相應的沼氣凈化處理生產(chǎn)過(guò)程也取得了發(fā)展趨勢，產(chǎn)生了一系列相對完善的技術(shù)。

該領(lǐng)域常見(jiàn)的沼氣脫硫方法有：干脫硫、干脫硫、復合鐵脫硫、生物脫硫等。

脫硫的基本原理

干式脫硫

干式脫硫是一種簡(jiǎn)單、高效、相對節約成本的脫硫方法，一般適用于沼氣量小、硫化氫濃度低的沼氣脫硫。去除沼氣中硫化氫（H2S）機械設備的基本概念是O2使H2S 一種將空氣氧化成硫或硫金屬氧化物的方法，又稱(chēng)干試空氣氧化法。干式機械設備的產(chǎn)生是將填料放入一個(gè)容器中，包括活性碳、化合物等。蒸汽以低流速從一端通過(guò)容器填料層，硫化氫（H2S）空氣氧化成硫或硫金屬氧化物后，留在填料層中，凈化后蒸汽從容器另一端排出。

干試脫硫是指主要鋼架結構、脫硫劑填料、窗戶(hù)、氣壓表、溫度計等部件。脫硫塔通常設置為一用一備，即脫硫和再造。 帶有硫化氫(H2S)沼氣進(jìn)入脫硫塔底部，穿過(guò)脫硫填料層到達頂部，H2S與脫硫劑發(fā)生以下化學(xué)變化：

第一步: Fe2O3 · H2O 3 H2S = Fe2S3 4 H2O （脫硫）

第二步: Fe2S3 3/2 O2 3 H2O = Fe2O3 · H2O 2 H2O 3 S（再造）

硫化氫沼氣首先反映了底部入口承載力相對較高的脫硫劑。管式反應器上方為低負荷脫硫層。根據設計方案的優(yōu)良沼氣空速和線(xiàn)速，干試脫硫可達到優(yōu)異的實(shí)際精細脫硫效果。

沼氣進(jìn)入干試脫硫塔前，應設置冷凝罐或沼氣顆粒過(guò)濾裝置。該設備可以去除沼氣中的顆粒殘留物，并促進(jìn)沼氣在進(jìn)入脫硫前具有一定的環(huán)境濕度。

當發(fā)現脫硫劑褪色或系統軟件工作壓力損失過(guò)大時(shí)，應更換應用另一個(gè)脫硫塔。今天的脫硫塔在沼氣排放后進(jìn)行空氣循環(huán)，并對脫硫劑進(jìn)行再造。當再造的實(shí)際效果較差時(shí)，應從塔的底部去除廢脫硫劑，同時(shí)在底部排放廢填料，并添加相同體積的新鮮脫硫填料。

切記拆卸脫硫劑時(shí)不要時(shí)間過(guò)短，否則很容易引起放熱反應，引起硫磺粉起火。

干法脫硫

干法脫硫可分為物理消化吸收法、有機化學(xué)消化吸收法和空氣氧化法。硫化氫在物理和有機化學(xué)化學(xué)方法的問(wèn)題?？諝庋趸ㄒ詨A性溶液為吸附劑，加入氧體作為金屬催化劑，消化吸收H2S，并將空氣氧化成單質(zhì)硫。干式空氣氧化法是將脫硫劑融化在水中，液體進(jìn)入機械設備，與沼氣混合，沼氣中的硫化氫（H2S）氧化還原與液體發(fā)生反應，氫氧化鈉溶液、碳酸鈉、碳酸鉀、硝酸亞鐵等液體轉化為單質(zhì)硫消化吸收硫化氫。完善的空氣氧化脫硫法脫硫效率可達99.5%以上。

在大中型脫硫工程中，粗脫硫一般采用干法進(jìn)行，然后根據干法進(jìn)行精脫硫。

干式脫硫塔的主要行為包括凈化塔、硫化氫取樣檢測系統、燒堿溶液配備罐、供電軟化水設備、液位計自動(dòng)控制系統、支撐點(diǎn)和連接器。脫硫系統軟件根據排氣硫化氫濃度值的監督及其PH自動(dòng)值，完成自動(dòng)操作。

沼氣自下高于脫硫塔，Na2CO飽和溶液(或NaOH飽和溶液)從頂部向下噴灑，促進(jìn)H2S汽體和燒堿溶液發(fā)生了足夠的化學(xué)變化。

燒堿溶液儲存在脫硫塔下，根據加藥泵自動(dòng)添加，根據排氣情況添加加加藥泵H2S自啟動(dòng)濃度值監管。

碳酸鉀的選擇（Na2CO3)實(shí)驗試劑脫硫時(shí)，關(guān)鍵反映如下:

H2S Na2CO3 = NaHS NaHCO3 ( 1 )

CO2 Na2CO3 H2O = 2 NaHCO3 ( 2 )

因為沼氣中含有很多CO成分，也會(huì )消耗燒堿溶液。 系統軟件應該能夠反映標準(包括反映溫度)PH進(jìn)行操作，設定較佳反應標準，盡量減少燒堿溶液的使用。

絡(luò )合鐵脫硫

根據Fe基金屬催化劑的干凈氣體技術(shù)集脫硫和硫磺粉于一體，即將在高效液相中H2S轉換為單質(zhì)S。

硫化氫滑脫率高（ 99.99 % ）

加工工藝簡(jiǎn)易、安全性，系統軟件不應用一切有害的化合物，也不會(huì )造成一切有危害的廢料，操縱簡(jiǎn)易，系統軟件安全性高

2000適合生產(chǎn)kg-中小型硫化氫去除設備20噸/天

融入H2S成分在0~100%

常溫下的實(shí)際操作標準

唐山綠源復合鐵加工工藝反映了基本原理：

消化吸收反映：

H2S(汽體) 2Fe 2H S ° 2Fe

再造反映：

1/2 O2 (汽體) H2O 2Fe 2OH- 2Fe

總反映：

H2S ? O2 H2O S°

復合鐵脫硫的優(yōu)點(diǎn)

（1）復合鐵金屬催化劑，加工工藝簡(jiǎn)單，可快速將硫化氫氧化成硫單質(zhì)；各種不同濃度值H2S，其脫硫后的H2S成分可低過(guò)10ppm，消除H2S高效率。

（2）系統軟件具有較強的抗起伏能力。對于傳統的脫硫設備，當原料氣體中的硫化氫成分波動(dòng)較大時(shí)，會(huì )導致出入口凈化處理氣體中的硫化氫成分波動(dòng)較大，甚至超過(guò)標準。復合鐵具有高硫容量的特點(diǎn)，其脫硫設備可以完全自動(dòng)解決上述起伏，不一定是人為因素改變實(shí)際操作，不會(huì )損害脫硫率。

（3）運行成本低。由于脫硫過(guò)程中使用的幾種藥物中的復合鐵金屬催化劑可回收系統，無(wú)副作用，只需填充少量在脫硫過(guò)程中損壞的復合鐵金屬催化劑，每噸硫粉藥物的運行成本為1000-1500元。

（4）復合鐵金屬催化劑選擇性高，副鹽成分低。在復合鐵脫硫中，復合鐵離子空氣氧化硫化氫為硫粉，脫硫過(guò)程副作用少，藥物使用壽命長(cháng)。

(5)脫硫液硫容量高。新開(kāi)發(fā)的復合鐵脫硫劑，脫硫劑循環(huán)系統液體的硫容量不會(huì )受到二氧化碳的危害，工作中硫容量達到3.3kg硫磺粉/m藥物高于國外同類(lèi)技術(shù)(工作中硫容量好為0.37 kg硫磺粉/m藥物）。因此，復合鐵脫硫劑的應用可以顯著(zhù)降低循環(huán)系統的水率，降低機械設備的規格，降低項目投資和實(shí)際運行成本。

(6)能去除有機化學(xué)硫COS、碳醇。

(7)機械設備規格小，撬裝化可以合理完成。由于工作中硫容量高，機械設備小，撬裝化可以合理完成，特別適合好項目的撬裝化規定。

(8)金屬催化劑安全系數高，系統軟件中使用的金屬催化劑對自然環(huán)境和身體無(wú)害，具有良好的環(huán)境經(jīng)濟效益。

(9)系統軟件沒(méi)有太多副鹽，環(huán)保經(jīng)濟發(fā)展。

生物脫硫

生物脫硫技術(shù)包括生物過(guò)濾、生物吸附和生物滴濾。這三種系統軟件都是開(kāi)放式系統，其微生物種隨著(zhù)自然環(huán)境的變化而變化。在整個(gè)生物脫硫過(guò)程中，空氣氧化態(tài)中的硫污染物必須通過(guò)生物氧化轉化為硫酸鹽或硫酸鹽H2S然后通過(guò)生物空氣氧化的整個(gè)過(guò)程轉化為單質(zhì)硫。在大多數生物管菌為主，細菌為次，酵母很少。常見(jiàn)病菌是氧化亞鐵硫鏈球菌、脫氮硫鏈球菌和排硫鏈球菌。較成功的表現是氧化亞鐵硫鏈球菌，其生長(cháng)較好p

H數值2.0～2.2。

沼氣生物脫硫是20世界90年代發(fā)展趨勢下的一種新技術(shù)應用。它在海外取得了普遍的科學(xué)研究，在使用方面取得了很大的進(jìn)展。沼氣生物脫硫在海外具有相對完善的

加工工藝描述：

用硫化氫將一定量的氣體引入沼氣中，混合氣根據EnvironTec生物脫硫塔除去硫化氫。獨特的塑料填料安裝在管式反應器內，為脫硫細菌的繁殖提供了足夠的室內空間。培養液的循環(huán)系統保持填料濕冷，填補脫硫細菌生長(cháng)發(fā)育所需的營(yíng)養。依靠培養液在填料中繁殖專(zhuān)屬菌苗(如絲硫菌屬或硫桿菌屬)。在這種情況下，中消化吸收硫化氫，并將其轉化為單質(zhì)硫，從而轉化為稀鹽酸，

化學(xué)反應如下：H2S 2O2=H2SO42

H2S O2 =2 S 2H2OS H2O 1.5 O2=H2SO4

轉化成的稀鹽酸在培養液和飲用水的緩存水解作用下，一起排出來(lái)系統軟件，

全過(guò)程循環(huán)往復。

1 反應罐 5 培養液供貨 9 換熱器 13 培養液位控制器

2 填料 6 稀釋自來(lái)水 10 氣檢測儀 14 空氣流量計

3 沼氣通道 7 循環(huán)系統液 11 pH 操縱儀 15 培養液廢水排放入口

4 氣體供貨 8培養液泵 12 體溫計 16安全總流量自動(dòng)開(kāi)關(guān)

沼氣(3)進(jìn)入管式反應器(1)底部，從底部穿過(guò)填料層到頂部。根據變頻操作準確添加氣體(4)。廢氣成分分析儀(10)監督余吸氧濃度，加入氣體離心風(fēng)機連鎖。 循環(huán)水泵(8)循環(huán)系統噴灑循環(huán)系統液。液位開(kāi)關(guān)(13)操作整體液位儀均衡。選擇換熱器(9)和溫度監測(12)系統來(lái)控制溫度，以保證病菌的較佳活力。PH儀器(11)用于操縱培養液的質(zhì)量（ph酸堿度)，如當PH當小于額定值時(shí)，新鮮培養液(5)和稀釋液自來(lái)水(6)自動(dòng)添加到脫硫塔中。同時(shí)，廢水(15)自動(dòng)排出，液位計保持平衡。

方式較為

干式脫硫的特點(diǎn)

結構簡(jiǎn)單，使用方便。

工作中不需要工作人員值班，按時(shí)控制材料，一用一備，更換操作。

新原料脫硫率較高，中后期有一定減少。

與濕試相比，必須按時(shí)控制材料。

運營(yíng)成本高。

干法脫硫的特點(diǎn)

機械設備可長(cháng)期持續運行，持續脫硫。

用PH維持脫硫效率高，運行成本低。

復雜的加工工藝必須值班。

機械設備需要維護。

復合鐵脫硫特性

效率高： 硫化氫污泥負荷達到99.9%

高融入范疇： 硫化氫濃度值可達100%

成本低： 與其他脫硫技術(shù)相比，運營(yíng)成本較低

高安全系數： 配備多種安全防護設備

無(wú)人化： 根據在線(xiàn)檢測系統軟件，系統軟件自動(dòng)運行

維護保養簡(jiǎn)易： 小量的維護工作

生物脫硫的特點(diǎn)

效率高： 硫化氫污泥負荷達到988.5%

高融入范疇： 硫化氫濃度值達到0.8% （8000ppm）

成本低： 運作低成本

適應能力: 化學(xué)方法抗起伏能力差

無(wú)人化： 根據在線(xiàn)檢測系統軟件，系統軟件自動(dòng)運行

維護簡(jiǎn)單： 小量的維護工作 (如按時(shí)校準PH攝像頭）

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