1. 沼氣脫硫-干法脫硫:三氧化二鐵脫硫
工藝原理:在干式脫硫塔中,通過脫硫劑氧化鐵與H2S發(fā)生化學(xué)反應(yīng),去除沼氣中的H2S。
脫硫過程化學(xué)反應(yīng):
Fe2O3+H2O+3H2S=Fe2S3·H2O+3H2O
Fe2O3+H2O+3H2S=2FeS+S+6H2O
再生過程化學(xué)反應(yīng)
3Fe2S3+H2O+3O2=2Fe2O3·H2O+6S
4FeS+3O2=2Fe2O3+4S
運行過程:在一個容器內(nèi)放入填料(主要成分是活性炭和氧化鐵)。氣體以低流速從一端經(jīng)過容器內(nèi)填料層,H2S氧化成硫或硫化鐵后,余留在填料層中,凈化后氣體從容器另一端排出。待氧化鐵反應(yīng)結(jié)束后,可進(jìn)行再生。
工藝特點:
①結(jié)構(gòu)簡單,使用方便;
②工作過程中無需人員值守,定期換料,一用一備,交替運行;
③脫硫率新原料時較高,后期有所降低;
④需要定期換料;
⑤運行費用偏高(填料再生會產(chǎn)生二次污染,環(huán)保壓力大)。
2. 沼氣脫硫-濕法脫硫:絡(luò)合鐵脫硫
工藝原理:(以堿性溶液為吸收劑,并加入絡(luò)合鐵為催化劑,吸收H2S,并將其氧化成單質(zhì)硫。
吸收氧化總反應(yīng)方程式:
H2S(g) + 2Fe3+(L) → 2H+(L) + S↓+ 2Fe2+(L)(脫硫塔內(nèi)反應(yīng))
1/2O2(g) + H2O(L) + 2Fe2+(L) → 2OH-(L) + 2Fe3+(L) (再生池內(nèi)再生)
總的反應(yīng)式:
H2S + 1/2O2 → H2O + S↓
絡(luò)合鐵法脫硫技術(shù)是一種以絡(luò)合鐵為催化劑的濕式氧化脫除硫化氫的方法,其特點是直接將氣體中的H2S轉(zhuǎn)變成元素S,是一種工藝簡單、工作硫容高且環(huán)保無毒的新型脫硫技術(shù),克服了傳統(tǒng)脫硫工藝硫容量低、脫硫工藝復(fù)雜、副鹽生成率高、環(huán)境污染嚴(yán)重等弊端,硫磺回收率達(dá)到99.99%。
3. 堿法生物脫硫
工藝原理:在脫硫塔內(nèi),沼氣中的硫化氫和氫氧化鈉進(jìn)行中和反應(yīng),反應(yīng)后的產(chǎn)物為硫氫化鈉和水,去除沼氣中的硫化氫;然后再利用生物菌的作用,將硫氫化鈉還原成氫氧化鈉和單質(zhì)硫。
1、脫硫反應(yīng)塔內(nèi)的化學(xué)方程式:H2S(G) + OH - → HS(L) + H2O
2、再生池內(nèi)的化學(xué)方程式:HS(L) + 1/2O2 → S + OH-
運行過程:沼氣通過脫硫反應(yīng)塔將沼氣中H2S從氣相轉(zhuǎn)化成液相,脫硫反應(yīng)塔就是一個洗滌塔。沼氣從塔底部進(jìn)入并穿過濾料床。循環(huán)水從塔頂進(jìn)入,經(jīng)過噴頭打散,自由落體穿過濾床,濾料可以使沼氣與循環(huán)水進(jìn)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(huán)水從脫硫反應(yīng)塔底部流入再生池。
再生池完成循環(huán)水中硫化物被氧化的過程,再生池內(nèi)創(chuàng)造循環(huán)水中脫硫菌的生存環(huán)境,再生池內(nèi)的換熱器給循環(huán)水提供熱量,保證循環(huán)水溫度在30-33度之間。曝氣頭給循環(huán)水提供氧氣,保證循環(huán)水適當(dāng)?shù)娜芙庋酢?/span>
工藝特點:
①脫硫過程中除向再生池通入少量空氣外和少量堿液,不需再額外添加催化劑和氧化劑;
②不需處理化學(xué)污泥;
③不產(chǎn)生生物污染,低能耗,效率高且穩(wěn)定,無臭味;
④技術(shù)含量高,但易控制,只需要對操作人員進(jìn)行一周專業(yè)培訓(xùn)(高中文化)。
4.酸法生物脫硫
工藝原理:水溶液中的異味成分被微生物吸附吸收,H2S從水中轉(zhuǎn)移至微生物體內(nèi)。
脫硫塔內(nèi)濾料中的專性細(xì)菌(主要為氧化亞鐵硫桿菌、脫氮硫桿菌、排硫硫桿菌、氧化硫硫桿菌)將以污染物為食,把污染物轉(zhuǎn)化為自身的營養(yǎng)物質(zhì),使硫化氫從化合物的形式轉(zhuǎn)化為游離態(tài),進(jìn)入微生物的自身循環(huán)過程,從而達(dá)到降解的目的。
其反應(yīng)方程式如下:
H2S+2O2 →H2SO4
2H2S+O2 →2S+2H2O
工藝特點:
1.沼氣管道內(nèi)加空氣,氧氣的利用率高??捎糜诎l(fā)電、但不適用于沼氣提純。可處理高濃度硫化氫。
2.抗沖擊能力較弱,當(dāng)沼氣氣量穩(wěn)定時,去除率達(dá)99%。
3.空氣與沼氣的比例嚴(yán)格控制,需要有監(jiān)控措施。
4.在此四類生物脫硫方法中,運行費用低。
5.設(shè)備定期需要反沖洗。
6.對操作人員要求較高。
7.降低硫化氫濃度。