沼气脱硫剂的脱硫及再生反应原理和操作使用

沼气脱硫济有什么作用

沼气发酵过程中会产生大量的硫化氢气体，这种气体是臭鸡蛋的味道，并且燃烧时与灶具和铁质锅产生化学反应，腐蚀灶具和锅。所以必须对其进行过滤。脱硫剂的着用是在燃烧之前用氧化铁对其进行脱硫以起到保护灶具和锅具，减少臭味。

沼气中含有约万分之一的硫化氢，随沼气燃烧后生成二氧化碳。当温室中二氧化硫浓度达到极限时则会使植株组织脱水、死亡。对二氧化硫比较敏感的作物有番茄、茄子、菠菜、莴苣等所以在温室燃烧沼气时要经过脱硫处理。

1、乙醇胺简称别名乙醇胺，无色液体，在室温下为无色透明的粘稠液体，有吸湿性和氨臭。乙醇胺对碳钢腐蚀性能的影响。优点作用可用为化学试剂、溶剂、乳化剂、橡胶促进剂、腐蚀抑制剂等。

2、碱洗法脱硫原理：采用碱水(烧碱或碳酸钠)洗涤烟气，反应生成物进入置换池添加石灰(氢氧化钙)置换，置换后的反应生成经过氧化、浓缩、干化，水循环使用。结垢堵塞问题严重影响脱硫系统的正常运行。脱硫剂采用钠碱和石灰，塔内清液吸收，有效避免塔内结垢。液气比小。可脱硫除尘一体化。一次投资省，运行成本低，国产程度高。

硫化氢在水溶液中发生电离生成H+，由于HS一、S2-及FeS的存在加速了氢离子的放氢，并加速H+吸附在金属表面继而进入金属晶格内，遇到金属内的夹杂物；晶间空隙或其它缺陷时，原子氢在某些部位积聚结合成分子氢，体积增大很多倍（20多倍），在金属内部产生很大应力，致使低强度低合金钢材在未受到外加应力的条件下产生氢鼓泡或阶梯式裂纹，而使强度高或硬度大的钢材产生晶格变形，使格变脆产生微裂纹，即氢脆。这种情况经常大使作业过程发生工程事故。毁坏我们的井下设备，在80摄氏度以上氢脆效应减弱，所以在施工过程中地下设备防硫化氢一般在2500米以上。

如果不脱硫,在设备中硫会产生氧化、氢脆和内部应力使发电设备很快损坏。

沼气脱硫

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 。

业内常用的沼气脱硫方法有:干法脱硫、湿法脱硫、生物法脱硫等几种脱硫方法。

沼气脱硫技术通常包括干法脱硫、湿法脱硫、生物脱硫三类，脱硫效率通常均可达到99%以上。

（1）干法脱硫

干法脱硫是指沼气通过活性炭、氧化铁等构成的填料层，使硫化氢氧化成单质硫或硫氧化物的一种方法。

氧化铁沼气脱硫是在常温下沼气通过脱硫剂床层，沼气中的硫化氢与氧化铁接触，生成硫化铁和硫化亚铁，然后含有硫化物的脱硫剂与空气中的氧接触，当有水存在时，铁的硫化物又转化为氧化铁和单质硫。这种脱硫再生过程可循环进行多次，直至氧化铁脱硫剂表面的大部分孔隙被硫或其他杂质覆盖而失去活性为止。氧化铁干法脱硫具有工艺简单、成熟可靠、造价低等特点，并能达到较高的净化效果。氧化铁沼气脱硫装置宜设置两套，一用一备，如图8-17所示。

图8-17 氧化铁沼气脱硫装置

脱硫塔一般是由塔体、封头、进出气管、检查孔、排污孔、支架及内部木格栅（箅子）等组成。根据处理沼气量的不同，在塔内可分为单层床或双层床。一般床层高度为1米左右时，采用单层床；若高度大于1.5米，则采用双层床。温度对脱硫剂的脱硫效果有一定的影响，在北方寒冷地区脱硫装置应设置在室内，在南方地区可设置在室外；一般当沼气温度低于10℃时，脱硫塔应有保温和增温措施，当沼气温度高于35℃时，应对沼气进行降温。

沼气在脱硫塔内流动的方向可分为两种。一种是沼气自下而上流动，为了防止冷凝水沉积在塔顶部而使脱硫剂受湿，通常可在顶部脱硫剂上铺一定厚度的碎硅酸铝纤维或其他多孔性填料，将冷凝水阻隔。另一种是气流自上而下流动，塔内产生的冷凝水都聚积在塔底部，可通过排污阀定期排除。脱硫塔底部应设置排污阀门和沼气安全泄压等装置。

氧化铁脱硫剂的更换时间应根据脱硫剂的活性和装填量、沼气中硫化氢含量和沼气处理量来确定。一旦脱硫剂失去活性，则需要将脱硫剂从塔内卸出，摊晒在空地上，用碱液或氨水将pH调整至8～9，利用空气中的氧，进行自然再生。大型沼气干法脱硫装置，应设置机械设备装卸脱硫剂。

（2）湿法脱硫

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。沼气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，吸收硫化氢，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，沼气中的硫化氢与液体产生氧化反应，生成单质硫。

（3）生物脱硫

沼气生物脱硫工艺是一种高效的沼气脱硫工艺，是在生物的作用下，将硫化氢氧化成单质硫的一种方法。生物脱硫方法主要是利用无色硫细菌，如氧化硫硫杆细菌、氧化亚铁硫杆细菌等，在微氧条件下将硫化氢氧化成单质硫，单质硫经过沉淀分离从而达到去除硫的目的。这种脱硫方法已经在德国沼气脱硫中广泛使用，在国内某些工程中已有采用。其优点是：不需要催化剂、不需要处理化学污泥，产生很少的生物污泥、能耗低、可回收单质硫、去除效率高。生物脱硫装置构造如图8-18所示。

图8-18 生物脱硫装置构造示意图

虽然生物脱硫具有能耗少、去除率高的特点，但必须给硫细菌创造一个适宜的环境，才能保证其具有较高的生物活性，以达到最佳的脱硫效果，这种脱硫技术关键是如何根据硫化氢的浓度来控制反应中供给的溶解氧浓度。