詳解沼氣生物脫硫工藝
發(fā)布時間:
2022-05-05
1.概述 沼氣作為新式動力,運用越來越廣泛,沼氣生物脫硫工藝在中國環(huán)境保護規(guī)范中采用了嚴格的規(guī)則,在運用沼氣動力時,沼氣中H2S含量不得超過20MG M-3。有必要盡可能從工業(yè)或民用天然氣中去除H2S。
沼氣作為新式動力,運用越來越廣泛,沼氣生物脫硫工藝在中國環(huán)境保護規(guī)范中采用了嚴格的規(guī)則,在運用沼氣動力時,沼氣中H2S含量不得超過20MG M-3.有必要盡可能從工業(yè)或民用天然氣中去除H2S。
甲烷氣體在厭氧發(fā)酵設(shè)備中生產(chǎn)時,特別是在中溫或高溫下發(fā)酵時,有很多H2S。由于甲烷氣體中還存在大量水蒸氣,水與甲烷氣體中的H2S共同作用,加速金屬管道、閥門、流量計的腐蝕和堵塞。另外,H2S焚燒后生成的SO2會構(gòu)成焚燒產(chǎn)品的水蒸氣和亞硫酸,腐蝕設(shè)備的金屬表面,對大氣環(huán)境造成污染,影響人體健康。因此,在使用沼氣之前,有必要清除其間的H2S。
過去沼氣脫硫是選擇化學法的,可以分為堿吸收、化學吸附、化學氧化、高溫熱氧化等多種方法?;瘜W法脫硫運行成本高的原因是,沼氣生物脫硫工藝在運行過程中需要大量化學藥品和高能耗,出現(xiàn)新的硫化化合物,如果得不到非常好的處置,就會出現(xiàn)新的環(huán)境污染。
沼氣生物脫硫工藝是取代化學脫硫的新技術(shù),可以在很多方面戰(zhàn)勝化學脫硫的不足。生物脫硫過程中觸及了兩種主要微生物:光能滋養(yǎng)型微生物和化學滋養(yǎng)型微生物。本文綜述了這兩種主要微生物去除甲烷氣體中H2S的基本原理。
2.雙光能滋養(yǎng)型沼氣生物脫硫工藝原理
綠色硫細菌是一種嚴厲的厭氧光能滋養(yǎng)型微生物。在光和無機營養(yǎng)物質(zhì)存在的情況下,綠黃細菌可以利用CO2構(gòu)成新的細胞物質(zhì),將S2-轉(zhuǎn)化為單質(zhì)硫,釋放到細胞外部。這些特征使綠色黃細菌非常適合的生物脫硫過程值得關(guān)注。在一定條件下,綠黃細菌可以進一步氧化單質(zhì)硫為SO42-,因此脫硫作用與光照強度的關(guān)系是光照不足影響脫硫作用的。照明過量會導致SO42-生成,只有在光線適當?shù)臈l件下硫化物才能完全轉(zhuǎn)化為單質(zhì)硫,不會發(fā)生SO42.因此在選擇綠色硫細菌脫硫過程時,有必要嚴格操作反應條件。
3.化能源滋養(yǎng)型沼氣生物脫硫工藝原理
化學滋養(yǎng)型微生物以CO2為碳源,在氧化S2-過程中獲得能量。在有機碳源存在的情況下,一些品種的滋養(yǎng)微生物可以利用有機碳源進行異養(yǎng)代謝?;瘜W能滋養(yǎng)型微生物將S2-轉(zhuǎn)化為單質(zhì)硫,既可以在有氧條件下也可以在無氧條件下進行。有氧的情況下,氧氣是電子受體,沒有氧氣的情況下,硝酸物可以用作電子受體。唐山綠源的許多磁化型微生物可以使用單質(zhì)硫、H2S、硫代硫酸鹽、有機硫化物作為電子工質(zhì),其中具有代表性的微生物有氧化鐵黃菌、脫硫菌、黃菌、氧化黃菌。如果氧氣是生化反應的速度限制因素,則單質(zhì)硫是主要產(chǎn)品。S2-如果是生化反應的限速因素,主要產(chǎn)品是SO42-,而不是單質(zhì)硫。
3.1沼氣生物脫硫工藝技術(shù)原理
脫硫功能技術(shù)原理其混響的基本原理是接觸含有H2S的甲烷氣體和含有磁化型微生物的蘇打水溶液,H2S被堿性溶劑吸收后由微生物催化元素硫或硫酸鹽。
目前,技術(shù)是全球經(jīng)驗豐富的脫硫技術(shù)之一,具有以下優(yōu)點:
(1)安全性:所有生物脫硫系統(tǒng)停止運行,沼氣中的H2S被完全吸收,吸收器下游沒有油玻璃H2S,沒有中毒、傷亡和環(huán)境污染。
(2)節(jié)約:這項技術(shù)所需的出資少,其設(shè)備和儀器的數(shù)量少。駕駛本錢低,生產(chǎn)所需的操作員少,人力本錢減少。不需要化學催化劑,生物催化劑不活,自動再生,不需要更換,操作所需化學藥品較少,節(jié)省生產(chǎn)成本。該技術(shù)的運營成本、保護成本都很低。
(3)效率:使用該技術(shù)脫硫后天然氣中H2S含量為4ppmv使不到。另外,操作彈性大,H2S濃度規(guī)模為50ppmv~100vol。%,壓力規(guī)模1 ~ 100barg,靈活性高,可以習慣H2S峰值負載。
該技術(shù)的技術(shù)過程很簡略,控制系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)很少,沒有雜亂的操作回路,操作保護也很簡略和方便。適用于H2S濃度高的小型氣田,更經(jīng)濟,效益很好。而且,運用該技術(shù)的設(shè)備功能穩(wěn)定,功能牢固,經(jīng)濟效益好。
3.2鐵鹽吸收生物脫硫技術(shù)原理
鐵鹽吸收生物脫硫的基本原理是,在吸收期間H2S被Fe3氧化成單質(zhì)硫,然后在酸性條件(PH=1.2 ~ 1.8)下,借助氧化鐵黃菌的代謝,F(xiàn)e2可以轉(zhuǎn)化成Fe3.在吸收期間再利用,具有相當高的氧化還原潛力,H2S可以轉(zhuǎn)化成單質(zhì)硫。生成的單質(zhì)硫經(jīng)過分離后回收,然后Fe2經(jīng)過氧化鐵黃菌代謝成Fe3再利用。因此,大多數(shù)研究人員認為,該方法能耗低,出資少,廢物排放少,更適合沼氣脫硫過程。
關(guān)鍵字:沼氣濕法脫硫,河道治理菌劑,工業(yè)廢水處理,
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