沼气脱硫工艺简介

沼气作为一种新兴能源其应用越来越广泛，在我国环保标准中严格规定，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，特别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。

业内常用的沼气脱硫方法有：干法脱硫、湿法脱硫、生物法脱硫等几种脱硫方法。

一、干法脱硫

干法脱硫是一种简易、高效、相对低成本的脱硫方式，适合用于沼气量小，硫化氢浓度低的沼气脱硫。一般采用常压氧化铁法脱硫，即在一个容器内放入填料，填料层有活性炭、氧化铁等，厚度0.3~0.8m，气体以0.4~0.6m/min从一端经过容器内填料层，接触时间在2~3min，硫化氢氧化成硫或者硫氧化物，余留在填料层中，净化后的气体从容器另一端排出。

再生时，将含硫化铁的脱硫剂取出，撒上水，接触空气使其氧化，即可再生利用。

二、湿法脱硫

湿法脱硫系统主要包含吸收塔与再生塔这两个部分。浓度在2%至3%之间的碳酸钠溶液从吸收塔顶部向下喷淋，与此同时，沼气自下而上与溶液形成逆流接触，在这个过程中硫化氢被有效去除。当碳酸钠溶液吸收硫化氢之后，会被输送至再生塔，在催化剂的作用下，溶液中的硫磺得以分解，从而使碳酸钠溶液能够再生并被循环利用。

另外，还可以采用处理厂的出水来对沼气进行喷淋，以去除其中的硫化氢。在温度处于 20℃且压力为标准大气压的条件下，每1m³水能够溶解2.3m³的硫化氢。

三、生物脱硫

生物脱硫工艺由洗涤塔、生物反应器以及沉淀脱水三个部分构建而成。其中核心的环节在于噬硫细菌的驯化培育过程。生物脱硫的原理是借助无色细菌把硫化物氧化转化为单质硫，其化学反应式如下所示：

通过该反应生成的单质硫会含有少量杂质，这些含杂质的硫可应用于硫酸工业领域。在硫燃烧制备硫酸期间，其中少量残留的生物质会自动被清除。

生物脱硫还有一个优势是针对沼气可以运用处理厂的出水来吸收硫化氢，并且吸收液能够与含有高浓度COD的有机废水共同进行治理，如此一来便节省了处理COD所需投入的费用。不过就当前而言，生物脱硫技术在我国的实际应用还比较有限。

四、总结

在沼气处理中，若沼气里硫化氢含量偏高且气量较大，湿法脱硫法较为适用，此方法不仅能脱除硫化氢，还可去除部分二氧化碳，进而提升沼气中甲烷的比例。倘若场地面积有限，可选择干法脱硫，不过其脱硫剂通常每三个月就需要更换一次。当沼气被用作燃气机等的燃料时，为防止沼气喷嘴或燃气机运行出现问题，沼气还需进行深度净化与过滤，以便清除气体中的固体颗粒。过滤装置包含沙砾过滤器、气体过滤器等。生物脱硫在国内现阶段的应用尚不广泛，主要是因为其投资成本相对较高。

江西某农药生产企业沼气脱硫现场实拍

上图为江西某农药生产企业沼气脱硫现场实拍，废水处理以及与之配套的沼气处理均由我公司负责设计与施工。本项目厌氧反应器产生的沼气经水封后暂存在双膜气柜，再经风机加压后进入脱硫系统，脱硫系统设置湿法脱硫 + 精脱硫，湿法脱硫可实现处理后沼气 H₂S≤200ppm，精脱硫作为备用单元可以达到沼气含 H₂S≤50ppm。脱硫后的沼气可以进行利用，不利用则可以通过沼气燃烧器焚烧排放。

脱硫塔采用碱液作为脱硫剂，该碱液吸收沼气中的硫化氢后形成富液，富液在再生槽进行氧化再生得到碱液及单质硫。再生后的碱液暂存在贫液槽，再经泵输送至脱硫塔，实现碱液的循环利用。再生槽生成的单质硫排入硫沫槽，经板框脱水后定期外运处理。

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来源：网络