有機廢棄物資源化利用的過程中被厭氧處理后,產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,對后續(xù)的管道、沼氣柜、燃氣燃燒設備等都具有很強的腐蝕性,且H2S燃燒后產生SO2濃度很高,對自然環(huán)境的污染十分嚴重。因此,沼氣在利用之前都需去除沼氣中的H2S,避免對后期設備的腐蝕。
作為國內農業(yè)有機廢棄物整體解決方案供應商和成套化環(huán)保裝備供應商,盈和瑞環(huán)境結合多年的項目經驗和研發(fā)技改,對生物質沼氣的多種脫硫技術均進行了研究與創(chuàng)新。
目前,盈和瑞環(huán)境已承建國內多個沼氣脫硫項目,并針對項目中客戶的沼氣的氣量、成分及用途,設計出符合客戶需求的干法化學脫硫、酸法生物脫硫、堿法生物脫硫、絡合鐵脫硫等脫硫工藝,從設計、施工、運行等多角度出發(fā)為客戶提供具有針對性的解決方案。
01
堿法生物脫硫
堿法生物脫硫過程分為兩步:
一步:沼氣通過脫硫反應塔將沼氣中H2S從氣相轉化成液相。脫硫反應塔就是一個洗滌塔,沼氣從塔底部進入并穿過濾料床。微堿性循環(huán)水從塔頂進入,經過噴頭打散,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)水從脫硫反應塔底部流入再生池。
脫硫反應塔內的化學方程式: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程,循環(huán)水中有大量的脫硫菌(主要為無色硫細菌等)將以硫化物為食,把硫化物轉化為自身的營養(yǎng)物質,進入微生物的自身循環(huán)過程,從細菌體內排出單質硫和氫氧根,從而達到降解的目的。再生池內創(chuàng)造循環(huán)水中脫硫菌的生存環(huán)境,再生池內的換熱器給循環(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?shù)娜芙庋?。脫硫菌通過消化循環(huán)水中的硫化物新陳代謝產生副產品單質硫和硫酸根(約占5%),硫酸根會導致循環(huán)水的pH值降低,還需通過加藥系統(tǒng)適當增加一些堿液中和這5%的硫酸根。
再生池內的化學方程式:HS(L)+1/2O2→S+OH-
這兩步對沼氣脫硫系統(tǒng)都非常重要。
一步,H2S得到去除,同時消耗OH-,
二步,在再生池內通過脫硫菌的作用,將硫化物氧化生成單質硫,OH-重新生成。單質硫經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。
項目案例:
02
酸法生物脫硫
酸法生物脫硫過程分為三步:
一步:沼氣穿過脫硫反應器,反應器中裝有濾料,濾料表面覆蓋有水層,沼氣中的化學物質與濾料接觸后在表層溶解,并從氣相轉化為液相,以利于濾料中的細胞作進一步的吸收和分解。
二步:水溶液中的異味成分被微生物吸附吸收,H2S從水中轉移至微生物體內。
三步:濾料中的專性細菌(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,把污染物轉化為自身的營養(yǎng)物質,使H2S從化合物的形式轉化為游離態(tài),進入微生物的自身循環(huán)過程,從而達到降解的目的。與此同時,專性細菌等微生物又可實現(xiàn)自身的繁殖過程,當作為食物的污染化合物與專性細菌的營養(yǎng)需要達到平衡。
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,即利用脫硫微生物的再生作用,通過控制生化反應條件,將沼氣中的H2S轉化成為單質S或硫酸鹽,從而實現(xiàn)去除H2S的目的。利用該技術,在項目運行的過程中,僅需要適當添加微量的營養(yǎng)鹽和堿,以保證微生物的活性,即可提高脫硫效率,是一種非常經濟高效穩(wěn)定的沼氣脫硫技術。
項目案例: