沼气作为一种新能源,应用越来越广泛,在我国环境保护标准中严格规定,利用沼气能源时,沼气中的H2S 含量不得超过20mg/m3 。无论在工业或民用气体中, 必须尽可能去除H2S。
沼气从厌氧发酵装置产生时,特别是中温或高温发酵时,携带大量H2S 。因为沼气中有大量的水蒸气,水和沼气中的H2S 共同作用加速了金属管道、阀门和流量计的腐蚀和堵塞。 H2S 燃烧后生成的SO2 与燃烧产物中的水蒸气结合形成亚硫酸,腐蚀设备的金属表面,污染大气环境,影响人体健康。因此,在使用沼气之前,必须去除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。
湿法脱硫
湿法脱硫可分为物理吸收法、化学吸收法和氧化法。物理和化学方法存在硫化氢再处理问题。氧化法以碱性溶液为吸收剂,加入载氧体为催化剂,吸收H2S并将其氧化为单质硫。湿法氧化法是将脱硫剂溶解在水中,液体进入设备,与沼气混合,沼气中的硫化氢(H2S)与液体发生氧化反应,产生单质硫吸收硫化氢的液体包括氢氧化钠、氢氧化钙、碳酸钠、硫酸亚铁等。成熟的氧化脱硫法,脱硫效率可达99.5%以上。
在大型脱硫工程中,一般采用湿法粗脱硫,然后采用干法精脱硫。
湿法脱硫塔的主体包括洗涤塔、硫化氢采样监测系统、碱液配置槽、供水软水装置、液位控制系统、支撑件和连接件。脱硫系统监测出气硫化氢浓度和PH实现全自动运行的值监控。
运行时,沼气自下而上通过脱硫塔。Na2CO3溶液(或NaOH溶液)从顶部向下喷洒,使H2S气体与碱液有充分的化学反应。
碱液储存在脱硫塔下方,通过计量泵自动添加,计量泵的添加控制通过出气H2S监测浓度自动运行。
碳酸钠(Na2CO3)试剂脱硫时,主要发生以下反应:
H2S Na2CO3 = NaHS NaHCO3 ( 1 )
CO2 Na2CO3 H2O = 2 NaHCO3 ( 2 )
沼气中含有大量CO2成分,同样会消耗碱液。 反应条件(包括反应温度,PH控制值)等,设定反应条件,尽量减少碱液的消耗。