CN103205296A - 一种湿法与干法串联的沼气脱硫净化工艺方法 - Google Patents

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陆浩洋
张晓阳
樊国军
刘克
刘纯显
包恒亭
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Abstract

本发明公开了一种湿法和干法串联的沼气脱硫方法，包括以下步骤：粗沼气由风机升压，经冷却塔降温后，进入湿法脱硫塔，在塔内粗沼气和脱硫溶液和催化剂逆流接触过程中,脱除大部分硫化氢等杂质，然后经脱水塔分离掉水分后,再进入干法脱硫，进一步脱除硫化氢,使之降到15mg/Nm3以下进入沼气柜利用，含有H2S的富液在再生槽内通过再生循环使用。该方法处理量大，处理效果稳定，硫回收率高，脱硫剂易再生，使用寿命长的优点，确保沼气硫化氢含量达到使用要求。可以延长沼气工业化应用中设备管道使用寿命，杜绝沼气利用中二次污染的环境问题，并且为沼气的进一步净化利用提供保证。

Description

一种湿法与干法串联的沼气脱硫净化工艺方法
技术领域
本发明属于气体脱硫化工技术领域，具体涉及一种湿法与干法串联的沼气脱硫净化工艺方法。 
背景技术
有机污水经厌氧处理产生大量的沼气，其主要成分是CH4和CO2，还有微量的H2S气体，H2S是剧毒的有害物质，且H2S溶于水汽中产生氢硫酸将对输气管道、贮气柜和用气设备造成严重腐蚀，缩短了设备和管道的使用寿命。另外，沼气中的H2S燃烧后生成SO2，它可与水结合转化成酸性很强的亚硫酸气雾，污染环境，影响人体健康，因此，我国燃气标准规定：利用沼气能源时，沼气气体中的硫化氢含量不得超过20mg/Nm3，个别应用领域需低于15 mg/Nm3，但沼气中的H2S质量浓度一般在0.8~3.2g/Nm3，远高于燃气标准规定，因此沼气的脱硫是沼气应用中不可或缺的重要环节。 
在沼气脱硫方法中较为传统的有干法脱硫和湿法脱硫两类，在工业化应用中干法脱硫操作简单，设备投资小，其突出优点是净化度高，且可以脱除多种有机硫化物，适合于规模小、硫含量较低时沼气脱硫的应用，否则脱硫剂更换频繁，硫不能有效回收问题很难解决，如氧化铁法、活性炭法、分子筛法等。湿法脱硫是用特定的溶剂与原料气接触，脱除其中的硫化氢，该法一般用于处理规模大，硫含量高的粗脱硫，但其也存在硫容低，净化精度差的缺点，一般脱除不了有机硫，可应用的有加压水洗法、碱吸收法、铁溶液吸收法、栲胶（单宁）法等。此外，新型的沼气脱硫工艺还有膜分离脱硫和生物脱硫等方法，但操作和维护成本高、难度大，尚未在工业上普遍广泛应用。而在大型沼气工业化应用中还没有一种大能力、精度高、成本低并可最大限度回收硫资源的应用工艺。 
发明内容
本发明是针对现有沼气脱硫工业化应用技术中的不足，提供了一种湿法和干法串联的沼气脱硫方法，具有处理量大，处理效果稳定，硫回收率高，脱硫剂易再生，使用寿命长的优点，确保沼气硫化氢含量达到使用要求。 
该湿法和干法串联的沼气脱硫方法，其特征在于按下述步骤制备： 
1）.厌氧生化处理产生的沼气由风机升压至8～10.0Mpa，进入水洗塔中降温到25～30℃；
2）.降温后的沼气进入内装设填料的湿法脱硫塔，在塔内粗沼气与脱硫溶液、催化剂逆流接触, 在接触的过程中脱除大部分硫化氢杂质；脱硫溶液采用NaCO3溶液，浓度保持为NaCO3溶液2～3g/l,催化剂4ppm；
3）.然后经脱水塔分离掉沼气中的水分,再进入干法脱硫塔，干法脱硫采用无定形羟基氧化铁脱硫剂，进一步脱除硫化氢，使之降到15 mg/Nm3以下进入沼气柜中； 
4）.吸收了H2S的富液进入再生槽，通过空气的充入在氧气作用下使溶液中的HS-离子氧化为单质硫，以硫泡沫的形式从再生槽中分离出来，同时脱硫液得到再生循环使用，硫泡沫经过蒸汽加热后成为硫膏回收。 
本发明方法及脱硫剂的选择配置在工业化应用中，解决了单一处理方法对于规模较大的沼气脱硫系统无法同时满足处理规模大与精度、稳定性难以保证的矛盾。湿法脱硫脱除沼气中80%～95%的H2S，干法脱硫采用无定形羟基氧化铁脱硫剂，该脱硫剂效率高、硫容大，使用后定期进行更换、晾晒，可保证沼气脱硫效果的稳定性。干法脱硫可进一步使H2S含量稳定降至15mg/Nm3以下，总去除效率可达99%以上。可确保沼气中硫化氢含量稳定在15 mg/Nm3以内，满足沼气在其它应用领域中的质量要求。本发明方法适用于大型沼气工程的脱硫应用，具有处理量大，处理效果稳定，硫回收率高，脱硫剂易再生、循环使用等特点，可以延长沼气工业化应用中设备管道使用寿命，杜绝沼气利用中二次污染的环境问题，并且为沼气的进一步净化利用提供保证。 
附图说明
图1为本发明沼气脱硫方法的工艺流程图。 
图中标记为：1.缓冲罐，2.沼气加压风机，3.水洗塔，4.湿法脱硫塔，5.脱水塔，6.干法脱硫塔，7.沼气柜，8.再生槽，9. 熔硫釜，10.循环泵。 
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述： 
实例：如图1所示的一种湿法与干法串联的沼气脱硫方法，具体步骤如下：
粗沼气（H2S含量约800～2200mg/Nm3）进入缓冲罐1（压力3~5kpa），由沼气加压风机2进行升压至10.0Mpa后进入水洗塔3，将沼气温度降至25～30℃，然后进入湿法脱硫塔4，在塔内粗沼气与脱硫溶液、催化剂逆流接触,脱除大部分硫化氢等杂质，脱硫溶液采用NaCO3溶液，浓度保持为NaCO3溶液2～3g/l,催化剂4ppm；然后沼气进入脱水塔5分离掉水分后,再进入干法脱硫塔6，干法脱硫采用无定形羟基氧化铁脱硫剂，进一步脱除硫化氢,使之降到15 mg/Nm3以下，最后进入沼气柜7加以利用。吸收H2S的富液进入再生槽8，在氧气作用下再生成为贫液，通过循环泵10送至湿法脱硫塔4进行循环使用，富液在氧气作用下使溶液中的HS-离子氧化为单质硫，以硫泡沫的形式从再生槽8中分离出来，进入熔硫釜9，通过蒸汽处理成为硫膏回收硫资源。
整个工艺装置及脱硫剂的选择配置解决了在工业化应用中，单一处理方法对于规模较大的沼气脱硫系统来说，无法同时满足处理规模大与精度、稳定性难以保证的矛盾，同时具有硫回收率高，脱硫剂易再生，使用寿命长等优点，并可确保沼气中硫化氢含量稳定在15 mg/Nm3以内，满足沼气在其它应用领域中的质量要求。 

Claims (1)

1.一种湿法和干法串联的沼气脱硫方法，其特征在于按下述步骤制备： 
1）厌氧生化处理产生的沼气由风机升压至8～10.0Mpa，进入水洗塔中降温25～30℃；
2）降温后的沼气进入内装设填料的湿法脱硫塔，在塔内粗沼气与脱硫溶液、催化剂逆流接触, 在接触的过程中脱除大部分硫化氢杂质；脱硫溶液采用NaCO3溶液，浓度保持为NaCO3溶液2～3g/l,催化剂4ppm；
3）然后经脱水塔分离掉沼气中的水分,再进入干法脱硫塔，干法脱硫采用无定形羟基氧化铁脱硫剂，进一步脱除硫化氢，使之降到15 mg/Nm3以下进入沼气柜中；
4）吸收了H2S的富液进入再生槽，通过空气的充入在氧气作用下使溶液中的HS-离子氧化为单质硫，以硫泡沫的形式从再生槽中分离出来，同时脱硫液得到再生循环使用，硫泡沫经过蒸汽加热后成为硫膏回收。
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