CN103285709B - 一种应用氨气强化浸渍活性炭脱除沼气中硫化氢的方法 - Google Patents
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Abstract
一种应用氨气强化浸渍活性炭脱除沼气中硫化氢的方法，将活性炭在80℃条件下烘烤后浸渍在含氢氧化钠和氢氧化钾溶液中，浸渍后的活性炭烘干分层置入脱硫吸附塔内，沼气与氨气混合后一起进入吸附塔。使用本发明的方法强化浸渍活性炭脱除沼气中的H2S，对H2S的脱除能力较未经过浸渍过的活性炭高出三倍以上且脱硫精度高，操作条件温和，能耗低，无二次污染，特别适合于在高含硫气体的脱除H2S的条件下使用。
Description
技术领域
本发明涉及一种应用氨气强化浸渍活性炭脱除沼气中硫化氢的方法。
背景技术
活性炭具有发达的孔隙结构，有巨大的比表面积和孔容。对于许多气体、挥发性物质等都具有很强的吸附能力，是一种应用广泛的吸附剂和工业催化剂载体。由于活性炭表面上存在氧、氮等杂原子构成的表面官能团和炭分等对许多反应具有催化作用，特别是氧化反应。实践证明：经过NaOH和KOH混合溶液浸渍后的活性炭，可有效提高对沼气中H2S的吸附量。但在高含硫沼气中脱除硫化氢，其能力就明显不足。因此，提出用输入氨气做为对提高硫化氢吸附效率的强化技术措施，进一步强化浸渍活性炭在高含硫沼气中对硫化氢吸附效率；同时该方法也适用于在页岩气中脱除硫化氢。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种用氨气强化浸渍活性炭脱除沼气中硫化氢的方法，使之脱除硫化氢精度高、操作条件温和、能耗低、无二次污染，是一种适用于特别高含硫沼气脱除硫化氢的方法，同时本方法也适用于脱除页岩气中的硫化氢。
本发明以如下技术方案解决上述技术问题：
本发明的工艺步骤是：
⑴将活性炭在80-90℃条件下烘烤3-5h，冷却后取出；
⑵步骤1所得活性炭浸渍在含有质量比为20%-40%的氢氧化钠和质量比为30%-60%的氢氧化钾混合水溶液中，活性炭与浸渍溶液质量比1:1.5-2，浸渍温度35-40℃，浸渍时间4-6h；
⑶将浸渍后的活性炭取出、沥干后，在温度100℃-110℃、时间6-8h下烘干；
⑷将浸渍过并烘干了的活性炭分层放入脱硫吸附塔内；
⑸在沼气进入吸附塔之前的沼气管道上，有与氨气储罐相通的接口；由沼气储罐流出的沼气与由氨气储罐流出的氨气在接口处经气体混合器混合后，一起进入吸附塔；氨气与沼气中H2S质量比为1:1～1.2倍；
吸附塔内每层浸渍活性炭的平面铺设厚度为3-5cm，层间距为15-20cm，吸附塔数量为2-3个，每个吸附塔内填装3-4层浸渍活性炭；
为了确保氨气与沼气的均匀混合，流态平稳，氨气的压强应高于沼气压强0.1-0.5Kpa；
使用本发明的方法，比仅采用未经浸渍的活性炭对H2S的脱除能力高出2-3倍以上(实验值分别为3.036-7.481mg/g︰1.960-2.562mg/g)，且脱硫精度高，操作条件温和，能耗低，无二次污染，特别适合于在高含硫沼气中的脱除H2S使用，也可用于高含硫的页岩气中脱除H2S。
附图说明
图1是一种应用氨气强化浸渍活性炭脱除沼气中硫化氢的方法的工艺流程图。
图中：1-沼气管道 2-阀门 3-阀门 4-氨气储罐 5-管口 6-吸附塔
具体实施方式
在采用浸渍活性炭脱除沼气中硫化氢的过程中发现，氨气（NH3）几乎不被活性炭吸附。当在有NH3存在的条件下，浸渍活性炭对H2S的脱除效率有明显提高。实验发现：若在将沼气输入已填装了浸渍活性炭的脱硫塔中脱硫时，同时混入少量氨气NH3，可以提高脱硫的吸附量2-3倍。
本发明的活性炭浸渍过程：
活性炭先在80-90℃下烘烤3-5h，冷却后取出；所得活性炭浸渍在含有质量比为20%-40%的氢氧化钠和质量比为30%-60%氢氧化钾水溶液中，浸渍时间4-6h，温度35-40℃。将浸渍后的活性炭取出、沥干后，温度100-110℃下烘干，时间6-8h。
脱除沼气中硫化氢时，将浸渍过的活性炭分层放入脱硫吸附塔内。塔内各层活性炭厚度为3-5cm，层间距为15-20cm，通常按3-4层填装，必要时可设两个脱硫吸附塔。脱除沼气中硫化氢的流程为：在沼气进入吸附塔之前的沼气管道上，有与氨气储罐相通的管口；当开始进行脱硫吸附时，由沼气储罐流出经阀门控制的沼气与由氨气储罐流出经阀门控制的氨气在管口混合后一起进入吸附塔。
通过浸渍的改性，可以改变活性炭本身的特性，同时具有化学物质的脱除作用，可以改变活性炭的官能团、酸碱性和亲水性。此外，氨气强化浸渍均匀分布在活性炭表面物质，可以加大对硫的吸附量，又能提高反应的选择性，吸附效果显著提高。
实施例1：
实施例2：
实施例3：
Claims (1)
1.一种应用氨气强化浸渍活性炭脱除沼气中硫化氢的方法，其特征是工艺步骤为：
⑴将活性炭在80-90℃条件下烘烤3-5h，冷却后取出；
⑵步骤1所得活性炭浸渍在含有质量比为20％-40％的氢氧化钠和质量比为30％-60％的氢氧化钾混合水溶液中，活性炭与浸渍溶液质量比1:1.5-2，浸渍温度35-40℃，浸渍时间4-6h；
⑶将浸渍后的活性炭取出、沥干后，在温度100℃-110℃、时间6-8h下烘干；
⑷将浸渍过并烘干了的活性炭分层放入脱硫吸附塔内；
⑸在沼气进入吸附塔之前的沼气管道上，有与氨气储罐相通的接口；由沼气储罐流出的沼气与由氨气储罐流出的氨气在接口处经气体混合器混合后，一起进入吸附塔；氨气与沼气中H2S质量比为1:1～1.2倍；
其中：
吸附塔内每层浸渍活性炭的平面铺设厚度为3-5cm，层间距为15-20cm，吸附塔数量为2-3个，每个吸附塔内填装3-4层浸渍活性炭；
为了确保氨气与沼气的均匀混合，流态平稳，氨气的压强应高于沼气压强0.1-0.5Kpa。
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