玻璃钢沼气脱硫塔

玻璃钢沼气脱硫塔

沼气作为一种新兴能源其应用越来越广泛，在环保标准中规定，利用沼气能源时，沼气气体中H2S 含量不得超过20mg/m3 。无论在工业或民用气体中， 都必须尽可能的除去H2S。沼气从厌氧发酵装置产出时，尤其是在中温或高温发酵时，携带有大量的H2S 。由于沼气中还有大量的水蒸汽存在，水与沼气中的H2S 共同作用，加速了金属管道、阀门和流量计的腐蚀和堵塞。另外， H2S 燃烧后生成的SO2 ，与燃烧产物中的水蒸气结合成亚硫酸，使设备的金属表面产生腐蚀，并且还会造成对大气环境的污染，影响人体健康。因此，在使用沼气之前，必须脱除其中的H2S 。由于沼气中硫化氢的浓度受发酵原料或发酵工艺的影响很大，原料不同，沼气中硫化氢含量变化也很大，一般在0.8~14.5g/m3之间，其中以糖蜜废水及城粪发酵后，沼气中的硫化含量高。 湿法脱硫是以液体吸收剂来脱除硫化氢，设备处理量大，投资及运行费用小，可连续操作，经过净化系统处理后的沼气达到质量指标要求，硫化氢含量小于20 mg/m3。

沼气脱硫塔是根据沼气使用的实际需求，对沼气进行系统的脱硫、脱水等净化处理。该系统按照工艺分为三大类：干法脱硫系统、湿法氢氧化钠脱硫系统、湿法碳酸钠脱硫系统。

沼气脱硫塔运行顺序：

沼气脱硫塔

沼气作为一种能源,在使用前需要经过净化,使沼气的质量达到标准要求。在《气工程技术规范》NY/T1220.2-2006规定,沼气低热值>18MJ/m3,沼气中H2S质量浓度<20mg/m3,沼气温度<35。沼气净化主要包括脱硫、脱水和过滤。
    脱硫:沼气作为能源利用时,要求H2S的质量浓度符合有关要求,否则对管道、设备(如锅炉、沼气发动机等)有腐蚀作用。脱硫方法有干法脱硫、湿法脱硫、水喷淋脱硫等。
    脱水:水分与沼气中的H2S反应产生氢硫酸,腐蚀管道和设备;水分凝聚在检查阀、安全阀、流量计、调节器等设备的膜片和隔膜上,影响其准确性;水分能增大管道的气流阻力;水分能降低沼气的热值。脱水方法有冷冻法、吸附法、化学反应法等。
    过滤:沼气中含有杂质,尤其在消化池运行初期或消化状态不稳定时杂质较多。因此,进入内燃机前一般应采取过滤措施。滤网可设在沼气管道上,一些发动机在设备内部也设有滤网,应定期清洗。沼气脱硫塔内的结构及脱硫过程需要根据用户的实际气体气量和气体中硫化氢含量，量身设计外形尺寸和内部结构。不同类型的气体，不同气体中硫化氢含量，不同气体压力设计的脱硫设备尺寸不同，内部结构不同。为实时监控再生过程中硫化物及多硫化物与空气中的氧气反应速度，增加温度监控设备，避免因再生过程中通入空气量过大，放热反应剧烈，温度超过脱硫剂的燃点，发生意外火灾。
   干法脱硫
   干法脱硫中常见的方法为常压氧化铁脱硫法。在常温常压下沼气通过脱硫剂床层,沼气中硫化氢与活性氧化铁接触,生成硫化铁和硫化亚铁。然后进行再生,含有硫化物的脱硫剂与空气中的氧接触,当有水存在时,铁的硫化物又转化为氧化铁和单质硫。这种脱硫、再生过程可进行多次,直至氧化铁脱硫剂表面的大部分空隙被硫或其他杂质覆盖而失去活性为止。脱硫剂失去活性后,需将脱硫剂从塔内卸出,摊晒在空地上,然后均匀地在脱硫剂上喷洒少量稀氨水,利用空气中的氧,进行自然再生。
脱硫剂一次装入后,平时不需维护,当出口沼气的硫含量超标时,应更换脱硫剂。更换出来的脱硫剂可以再生,再生的次数与脱硫剂的品质有关,一般可以再生2~3次。
    湿法脱硫
    湿法脱硫有直接氧化法、化学吸收法、物理吸收法。

湿法脱硫塔主体包括洗涤塔、硫化氢采样与监测系统、碱液配置槽、供水软水装置、液位控制系统、支撑件和连接件。脱硫系统通过对出气硫化氢浓度的监控以及PH值监控，实现全自动运行。运行时，沼气由下通过脱硫塔，Na2CO3溶液（或NaOH溶液）从顶部向下喷淋，使得H2S气体与碱液发生了充分的化学反应。碱液存储在脱硫塔的下方，通过计量泵自动添加，计量泵的添加控制通过对出气H2S浓度的监控自动运行。

当采用碳酸钠（Na2CO3）试剂脱硫时，主要发生如下反应：

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

原料气进入脱硫塔底部,通过塔内填料层时,与塔顶喷淋而下的脱硫液(碱液)逆流接触,碱液吸收硫化氢生成NaHS,塔顶出来的净化气中硫化氢质量浓度下降到20mg/m3,脱硫气体由塔顶流出,经气液分离后进入下一工序。吸收了硫化氢的溶液经循环泵送入再生槽进行再生,再生后溶液经液位调节器进入脱硫塔顶部循环使用。
   干湿结合法脱硫
   干湿结合法脱硫效率高,管理一体化,综合运行费用低,保养维护简单,设备寿命长、运行可靠,脱硫剂价格低廉,可将脱硫脱水置于一体,设备可长期连续进行脱硫、脱水。用pH值来控制一级脱硫效率。采用干法脱硫进行二级脱硫,使脱硫率提高到99.8%。
与干法脱硫相比,干湿结合法脱硫运行费用低,但因设备复杂,需要较高的运行维护操作水平。