玻璃鋼沼氣脫硫塔

沼氣作為一種新興能源其應用越來越廣泛，在環(huán)保標準中規(guī)定，利用沼氣能源時，沼氣氣體中H2S 含量不得超過20mg/m3 。無論在工業(yè)或民用氣體中， 都必須盡可能的除去H2S。沼氣從厭氧發(fā)酵裝置產(chǎn)出時，尤其是在中溫或高溫發(fā)酵時，攜帶有大量的H2S 。由于沼氣中還有大量的水蒸汽存在，水與沼氣中的H2S 共同作用，加速了金屬管道、閥門和流量計的腐蝕和堵塞。另外， H2S 燃燒后生成的SO2 ，與燃燒產(chǎn)物中的水蒸氣結合成亞硫酸，使設備的金屬表面產(chǎn)生腐蝕，并且還會造成對大氣環(huán)境的污染，影響人體健康。因此，在使用沼氣之前，必須脫除其中的H2S 。由于沼氣中硫化氫的濃度受發(fā)酵原料或發(fā)酵工藝的影響很大，原料不同，沼氣中硫化氫含量變化也很大，一般在0.8~14.5g/m3之間，其中以糖蜜廢水及城糞發(fā)酵后，沼氣中的硫化含量高。 濕法脫硫是以液體吸收劑來脫除硫化氫，設備處理量大，投資及運行費用小，可連續(xù)操作，經(jīng)過凈化系統(tǒng)處理后的沼氣達到質量指標要求，硫化氫含量小于20 mg/m3。

沼氣脫硫塔是根據(jù)沼氣使用的實際需求，對沼氣進行系統(tǒng)的脫硫、脫水等凈化處理。該系統(tǒng)按照工藝分為三大類：干法脫硫系統(tǒng)、濕法氫氧化鈉脫硫系統(tǒng)、濕法碳酸鈉脫硫系統(tǒng)。

沼氣脫硫塔運行順序：

沼氣脫硫塔

沼氣作為一種能源,在使用前需要經(jīng)過凈化,使沼氣的質量達到標準要求。在《氣工程技術規(guī)范》NY/T1220.2-2006規(guī)定,沼氣低熱值>18MJ/m3,沼氣中H2S質量濃度<20mg/m3,沼氣溫度<35。沼氣凈化主要包括脫硫、脫水和過濾。
    脫硫:沼氣作為能源利用時,要求H2S的質量濃度符合有關要求,否則對管道、設備(如鍋爐、沼氣發(fā)動機等)有腐蝕作用。脫硫方法有干法脫硫、濕法脫硫、水噴淋脫硫等。
    脫水:水分與沼氣中的H2S反應產(chǎn)生氫硫酸,腐蝕管道和設備;水分凝聚在檢查閥、安全閥、流量計、調節(jié)器等設備的膜片和隔膜上,影響其準確性;水分能增大管道的氣流阻力;水分能降低沼氣的熱值。脫水方法有冷凍法、吸附法、化學反應法等。
    過濾:沼氣中含有雜質,尤其在消化池運行初期或消化狀態(tài)不穩(wěn)定時雜質較多。因此,進入內燃機前一般應采取過濾措施。濾網(wǎng)可設在沼氣管道上,一些發(fā)動機在設備內部也設有濾網(wǎng),應定期清洗。沼氣脫硫塔內的結構及脫硫過程需要根據(jù)用戶的實際氣體氣量和氣體中硫化氫含量，量身設計外形尺寸和內部結構。不同類型的氣體，不同氣體中硫化氫含量，不同氣體壓力設計的脫硫設備尺寸不同，內部結構不同。為實時監(jiān)控再生過程中硫化物及多硫化物與空氣中的氧氣反應速度，增加溫度監(jiān)控設備，避免因再生過程中通入空氣量過大，放熱反應劇烈，溫度超過脫硫劑的燃點，發(fā)生意外火災。
   干法脫硫
   干法脫硫中常見的方法為常壓氧化鐵脫硫法。在常溫常壓下沼氣通過脫硫劑床層,沼氣中硫化氫與活性氧化鐵接觸,生成硫化鐵和硫化亞鐵。然后進行再生,含有硫化物的脫硫劑與空氣中的氧接觸,當有水存在時,鐵的硫化物又轉化為氧化鐵和單質硫。這種脫硫、再生過程可進行多次,直至氧化鐵脫硫劑表面的大部分空隙被硫或其他雜質覆蓋而失去活性為止。脫硫劑失去活性后,需將脫硫劑從塔內卸出,攤曬在空地上,然后均勻地在脫硫劑上噴灑少量稀氨水,利用空氣中的氧,進行自然再生。
脫硫劑一次裝入后,平時不需維護,當出口沼氣的硫含量超標時,應更換脫硫劑。更換出來的脫硫劑可以再生,再生的次數(shù)與脫硫劑的品質有關,一般可以再生2~3次。
    濕法脫硫
    濕法脫硫有直接氧化法、化學吸收法、物理吸收法。

濕法脫硫塔主體包括洗滌塔、硫化氫采樣與監(jiān)測系統(tǒng)、堿液配置槽、供水軟水裝置、液位控制系統(tǒng)、支撐件和連接件。脫硫系統(tǒng)通過對出氣硫化氫濃度的監(jiān)控以及PH值監(jiān)控，實現(xiàn)全自動運行。運行時，沼氣由下*通過脫硫塔，Na2CO3溶液（或NaOH溶液）從頂部向下噴淋，使得H2S氣體與堿液發(fā)生了充分的化學反應。堿液存儲在脫硫塔的下方，通過計量泵自動添加，計量泵的添加控制通過對出氣H2S濃度的監(jiān)控自動運行。

當采用碳酸鈉（Na2CO3）試劑脫硫時，主要發(fā)生如下反應：

H2S + Na2CO3 = NaHS + NaHCO3 ( 1 )
　　CO2 + Na2CO3 + H2O = 2 NaHCO3 ( 2 )

原料氣進入脫硫塔底部,通過塔內填料層時,與塔頂噴淋而下的脫硫液(堿液)逆流接觸,堿液吸收硫化氫生成NaHS,塔頂出來的凈化氣中硫化氫質量濃度下降到20mg/m3,脫硫氣體由塔頂流出,經(jīng)氣液分離后進入下一工序。吸收了硫化氫的溶液經(jīng)循環(huán)泵送入再生槽進行再生,再生后溶液經(jīng)液位調節(jié)器進入脫硫塔頂部循環(huán)使用。
   干濕結合法脫硫
   干濕結合法脫硫效率高,管理一體化,綜合運行費用低,保養(yǎng)維護簡單,設備壽命長、運行可靠,脫硫劑價格低廉,可將脫硫脫水置于一體,設備可*連續(xù)進行脫硫、脫水。用pH值來控制一級脫硫效率。采用干法脫硫進行二級脫硫,使脫硫率提高到99.8%。
與干法脫硫相比,干濕結合法脫硫運行費用低,但因設備復雜,需要較高的運行維護操作水平。