沼氣生物脫硫,又稱沼氣生物催化脫硫,是一種利用脫硫微生物催化沼氣中的硫化氫(H2S),通過控制氧氣的濃度的大?。ㄑ趸€原電位),將硫化氫選擇性轉化成硫酸或單質硫的生物代謝過程。含有有機質的廢水、固體垃圾等進過厭氧處理后,產生大量沼氣,由于硫酸鹽還原細菌的作用,同時也產生大量硫化氫。由于硫化氫有毒、腐蝕性強,限制了沼氣的綜合利用。隨著科技的發(fā)展、技術的更替,沼氣脫硫技術已發(fā)展到以生物脫硫為主流的第三代沼氣脫硫技術。很早的沼氣脫硫采用的工藝是固體化學脫硫工藝(干法脫硫),脫硫劑一般為硫酸鐵。目前污泥厭氧消化產沼氣發(fā)電技術將成為未來污泥處理的發(fā)展趨勢。乙醇行業(yè)沼氣生物脫硫技術服務
生物脫硫工藝分為兩種,一種為一體式,另一種為分離式。:分離式生物脫硫工藝采用分離式生物脫硫方式含硫化氫的沼氣氣體首先進入生物洗滌塔,在塔內與混合液中堿反應從沼氣中脫除硫化氫。生物洗滌塔吸收液流至塔底,進入生物反應器。在反應器底部有空氣分布系統,給微生物提供氧氣,將反應器中的硫化物轉化為單質硫,同時堿液得到再生,單質硫在分離器中分離。分離式生物脫硫方案的脫硫效率高(可達99%以上),年運行成本低,自動化程度高操作簡便,沼氣不與空氣直接混合運行安全。能處理高濃度的硫化氫的沼氣。但運行成本略高于一體式生物脫硫。乙醇行業(yè)沼氣生物脫硫技術服務脫硫塔通常設計為一用一備,交替使用,即一個脫硫,一個再生。
沼氣中含有硫化氫,分子式為H2S,硫化氫為易燃?;罚c空氣混合能形成性混合物,遇明火、高熱能引起燃燒,加上硫化氫遇水后會對鋼材產生較強的腐蝕特性,因此沼氣提純精制生物天然氣的預處理工序的重點即是脫除硫化氫。不同的有機廢棄物在厭氧狀態(tài)下產生的沼氣中的硫化氫濃度有高有低,差異比較大。造紙工業(yè)、發(fā)酵工業(yè)等由于在生產過程中有含硫的介質加入,生產廢水產生的沼氣含硫化氫的濃度便比較高。如造紙行業(yè)的沼氣可高達10000-35000ppm,淀粉工業(yè)沼氣一般在10000ppm左右,生活垃圾填埋沼氣則由于產生過程中相對較少有硫介質參與,因此硫化氫含量較低,一般在1000ppm以內。在我國,目前沼氣的生產加工技術和商業(yè)化運行系統也已經逐漸成熟,通過自主創(chuàng)新、引進并消化吸收了國外成熟先進的高含固量的有機廢棄物厭氧消化技術,其中以谷物秸稈、畜禽糞便、城市有機垃圾為處理對象的大型沼氣工程也取得了突破性進展,因此,相應的沼氣凈化提純工藝技術也得到發(fā)展,形成了一系列相對比較成熟的技術。
一體式生物脫硫是指:將一定量的空氣導入含有硫化氫的沼氣中,混合氣體通過生物濾池、生物滴濾池以去除硫化氫,脫硫副產物一般為硫酸或者硫酸鹽,由于運行成本低,被較廣應用于沼氣脫硫發(fā)電項目中。分離式生物脫硫工藝是指:含硫化氫的沼氣氣體首先進入生物洗滌塔,在塔內與混合液中堿反應,先從沼氣中脫除硫化氫,然后生物洗滌液進入生物反應器。將反應器中的硫化物轉化為單質硫,同時堿液得到再生,重復使用。隨著嗜鹽脫硫菌的發(fā)現,分離式脫硫工藝得到長足發(fā)展。解決了一體式生物脫硫容易出現的硫填料易堵塞的問題。在沼氣提純CNG的工藝中、以及高濃度硫化氫的沼氣處理工藝中,分離式脫硫工藝占有優(yōu)勢。生物脫硫技術在常用的細菌是硫桿菌屬的氧化亞鐵硫桿菌,脫氮硫桿菌及排硫桿菌。
沼氣中的H2S的密度比空氣大,能溶于水(1:2.6) ,其水溶液叫氫硫酸,具有腐蝕性,會腐蝕壓縮機、金屬管道、氣體儲柜和發(fā)動機等設備,嚴重影響沼氣發(fā)電利用率。常用脫硫方法有干式(常用于低含硫氣體的處理)、濕式(適合于氣體處理量大和硫化氫含量高的工程)、生物脫硫(有很好發(fā)展前景)。脫水是因為導氣管中如果積累了水會溶解硫化氫而腐蝕管道,此外當沼氣被加壓儲存時,為了防止因為凝結水而凍壞儲氣罐,也必須對水進行去除。常用的方法有冷凝法、吸附法、吸收法。消化池輸出的沼氣中常夾帶固體雜質,因此需要進行過濾,一般采用礫石過濾器去除。沼氣脫硫發(fā)酵液當中含有很多微生物。制藥行業(yè)沼氣生物脫硫種類
通過硫沉淀器實現硫固體的分離。乙醇行業(yè)沼氣生物脫硫技術服務
沼氣脫硫和煙氣脫硫雖然都是脫硫,但確是完全不同的兩種工藝。煙氣脫硫是從工業(yè)廢氣中脫除二氧化硫SO2和SO3。我們常說的脫硫脫硝,就指的是脫除二氧化硫。而沼氣脫硫是指從沼氣中脫除硫化氫(H2S),以減少對后續(xù)管道、燃燒鍋爐或發(fā)電機的腐蝕。沼氣生物脫硫(簡稱沼氣脫硫)是利用生物菌種去除沼氣中腐蝕性強、毒性強的硫化氫氣體的一種工藝方法,這個工藝具有自動化程度高,流程簡潔,運行成本低等優(yōu)點。,厭氧發(fā)酵產生的沼氣進入洗滌塔,通過與堿性循環(huán)噴淋液發(fā)生吸收反應,從而去除沼氣中的硫化氫。吸收硫化氫的富液回流至生物反應器內,通過生物轉化,將硫化氫轉化成固態(tài)單質硫磺,并將溶液再生為可用于洗滌沼氣的堿性吸收液(亦成為貧液),從而實現了吸收劑的回收和再生循環(huán)利用。通過硫沉淀器實現硫磺固體的分離。乙醇行業(yè)沼氣生物脫硫技術服務