第六讲 沼气净化、提纯与储存.ppt
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1、1、沼气脱硫 1.1 干法脱硫,干法脱硫是在脱硫塔内装填一定高度的脱硫剂,沼气自下而上通过脱硫剂,H2S 被去除。常用的脱硫剂为氧化铁,氧化铁脱硫的原理如下: Fe2O3H2O + 3 H2S = Fe2S3H2O + 3 H2O Fe2S3 是可以还原再生的,与O2 和H2O 发生化学反应可还原为Fe2O3,原理如下: 2Fe2S3H2O + 3O2 = 2Fe2O3H2O + 6S,(1)原理,影响脱硫剂使用的因素有: (1)温度:室温均可,最佳温度2040,冬季注意保温。 (2)水分:对脱硫影响很大,水过多,脱硫剂微孔被堵塞,硫化氢不能与脱硫剂充分接触,使硫化氢得不到有效脱除,水分过少脱
2、硫剂液膜无法形成,也影响其脱硫效果。建议不要有液态水进入脱硫剂床层。 (3)再生:再生温度应低于70 。再生时应首先将脱硫罐拆离沼气系统。迅速打开脱硫罐,将脱硫剂平铺于干燥阴凉处,以防止局部过热。再生应维持2448小时为宜。鉴于以上再生原理, 在选择脱硫剂时尽量选用不含纤维(如木屑、稻壳) 类脱硫剂,避免再生时对脱硫剂起助燃作用。,(2)影响因素,脱硫塔 大型沼气工程中的脱硫装置一般为塔式。这种塔由碳钢壳组成,内有可移动的筐子,每筐内装有两层放在木架上的氧化物。筐的构造为,当它们放在塔内可形成一中央进气管。管的每一段开有长方形孔,气体经过此孔进入每个筐的两层氧化物之间的空间。气体与氧化物接触后
3、,流入筐与塔壳间的环隙内内,并由此通至出口。 通常脱硫塔放在湿法脱硫(粗脱)、脱碳之后,在脱硫塔前需设置汽水分离器,而且必须有足够的分离能力,在操作中,实现“严禁带液”。沼气工程中脱硫一般由多个塔组成,其中1-2个备用。,(3)脱硫塔及其设计要点,脱硫塔的直径 脱硫塔的直径应满足以下两个条件:一般情况下,粗脱硫时取高径比为34,精脱硫时的高径比为23,当高径比增大时,脱硫效果提高,但同时压力损失增大,因此,在满足压力损失的情况下,尽量取上限值;脱硫塔内常用气体的线速度为0.10.3m/s,当线速度下降时,通过气膜的传质能力亦下降,提高线速度,会使脱硫效果提高,但同时会增加床层阻力。,(3)脱硫
4、塔及其设计要点,根据当前大中型沼气工程的实际情况及沼气中硫化氢的浓度范围确定: 一级脱硫:H2S在2g/m3; 二级脱硫:H2S在25g/m3; 三级脱硫:H2S在5g/m3以上;,(3)脱硫塔及其设计要点,根据沼气工程技术规范: H2S20mg/m3,1.2 沼气湿法脱硫,(1)碳酸钠吸收法 碳酸钠吸收液呈碱性,在吸收酸性气体时,pH值不会很快发生变化,可保证系统的操作稳定性。此外,碳酸钠溶液吸收H2S比吸收CO2快,由于在沼气中这两种酸性气体同时存在,所以可以部分地选择吸收H2S。 此溶液吸收H2S的化学反应为: Na2CO3 + H2S = NaHCO3 + NaHS 该方法的主要优点是
5、设备简单、经济;主要缺点是一部分碳酸钠变成了重碳酸钠而吸收效率降低,一部分变成硫酸盐而被消耗。,(2)氨水法 硫化氢是酸性气体,当用碱性的氨水吸收硫化氢时,便发生中和反应: H2S + NH4OH = NH4HS + H2O 第一步是气体中硫化氢溶解于氨水,是一个物理溶解过程。第二步是溶解的硫化氢和氢氧化铵起中和反应,是一个化学吸收过程。 再生方法是往含硫氢化铵的溶液中吹入空气,以产生吸收反应的逆过程,使硫化氢气体解吸出来。解吸后的氢氧化铵溶液经补充新鲜氨水后,继续用于吸收。再生时产生的硫化氢,必须二次处理,以避免造成环境污染。,1.3 生物脱硫法,生物氧化 是在有氧的条件下,通过硫细菌的代谢
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