有機(jī)廢棄物資源化利用的過(guò)程中被厭氧處理后,產(chǎn)生的沼氣中含有多種氣體,其中的CH4是非常好的清潔能源,但H2S卻是一種具有惡臭的腐蝕性氣體,對(duì)后續(xù)的管道、沼氣柜、燃?xì)馊紵O(shè)備等都具有很強(qiáng)的腐蝕性,且H2S燃燒后產(chǎn)生SO2濃度很高,對(duì)自然環(huán)境的污染十分嚴(yán)重。因此,沼氣在利用之前都需去除沼氣中的H2S,避免對(duì)后期設(shè)備的腐蝕。
作為國(guó)內(nèi)農(nóng)業(yè)有機(jī)廢棄物整體解決方案供應(yīng)商和成套化環(huán)保裝備供應(yīng)商,盈和瑞環(huán)境結(jié)合多年的項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)和研發(fā)技改,對(duì)生物質(zhì)沼氣的多種脫硫技術(shù)均進(jìn)行了研究與創(chuàng)新。
目前,盈和瑞環(huán)境已承建國(guó)內(nèi)多個(gè)沼氣脫硫項(xiàng)目,并針對(duì)項(xiàng)目中客戶(hù)的沼氣的氣量、成分及用途,設(shè)計(jì)出符合客戶(hù)需求的干法化學(xué)脫硫、酸法生物脫硫、堿法生物脫硫、絡(luò)合鐵脫硫等脫硫工藝,從設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行等多角度出發(fā)為客戶(hù)提供具有針對(duì)性的解決方案。
01
堿法生物脫硫
堿法生物脫硫過(guò)程分為兩步:
一步:沼氣通過(guò)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(gè)洗滌塔,沼氣從塔底部進(jìn)入并穿過(guò)濾料床。微堿性循環(huán)水從塔頂進(jìn)入,經(jīng)過(guò)噴頭打散,自由落體穿過(guò)濾床,濾料可以使沼氣與循環(huán)水進(jìn)一步打散和延長(zhǎng)接觸時(shí)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。
脫硫反應(yīng)塔內(nèi)的化學(xué)方程式:H2S(G)+OH-→HS(L)+H2O
二步:再生池完成循環(huán)水中硫化物被氧化的過(guò)程,循環(huán)水中有大量的脫硫菌(主要為無(wú)色硫細(xì)菌等)將以硫化物為食,把硫化物轉(zhuǎn)化為自身的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),進(jìn)入微生物的自身循環(huán)過(guò)程,從細(xì)菌體內(nèi)排出單質(zhì)硫和氫氧根,從而達(dá)到降解的目的。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33-34度左右。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?。脫硫菌通過(guò)消化循環(huán)水中的硫化物新陳代謝產(chǎn)生副產(chǎn)品單質(zhì)硫和硫酸根(約占5%),硫酸根會(huì)導(dǎo)致循環(huán)水的pH值降低,還需通過(guò)加藥系統(tǒng)適當(dāng)增加一些堿液中和這5%的硫酸根。
再生池內(nèi)的化學(xué)方程式:HS(L)+1/2O2→S+OH-
這兩步對(duì)沼氣脫硫系統(tǒng)都非常重要。
一步,H2S得到去除,同時(shí)消耗OH-,
二步,在再生池內(nèi)通過(guò)脫硫菌的作用,將硫化物氧化生成單質(zhì)硫,OH-重新生成。單質(zhì)硫經(jīng)沉淀池沉淀從底部排出硫污泥,沉淀池的上清液回到循環(huán)水系統(tǒng)中。
項(xiàng)目案例:
02
酸法生物脫硫
酸法生物脫硫過(guò)程分為三步:
一步:沼氣穿過(guò)脫硫反應(yīng)器,反應(yīng)器中裝有濾料,濾料表面覆蓋有水層,沼氣中的化學(xué)物質(zhì)與濾料接觸后在表層溶解,并從氣相轉(zhuǎn)化為液相,以利于濾料中的細(xì)胞作進(jìn)一步的吸收和分解。
二步: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)。
三步:濾料中的專(zhuān)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(yíng)養(yǎng)物質(zhì),使H2S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(guò)程,從而達(dá)到降解的目的。與此同時(shí),專(zhuān)性細(xì)菌等微生物又可實(shí)現(xiàn)自身的繁殖過(guò)程,當(dāng)作為食物的污染化合物與專(zhuān)性細(xì)菌的營(yíng)養(yǎng)需要達(dá)到平衡。
脫硫:2H2S+O2→2S+2H2O
再生:2S+3O2+2H2O→2H2SO4
沼氣堿法、酸法生物脫硫是盈和瑞環(huán)境自主研發(fā)且具有成熟脫硫技術(shù),即利用脫硫微生物的再生作用,通過(guò)控制生化反應(yīng)條件,將沼氣中的H2S轉(zhuǎn)化成為單質(zhì)S或硫酸鹽,從而實(shí)現(xiàn)去除H2S的目的。利用該技術(shù),在項(xiàng)目運(yùn)行的過(guò)程中,僅需要適當(dāng)添加微量的營(yíng)養(yǎng)鹽和堿,以保證微生物的活性,即可提高脫硫效率,是一種非常經(jīng)濟(jì)高效穩(wěn)定的沼氣脫硫技術(shù)。
項(xiàng)目案例: