沼气脱硫技术概述.doc

天津农学院课程论文(2016—2017学年第一学期)题目:沼气脱硫技术课程名称沼气综合利用工程学生姓名学号学院工专业班级2013级新能源科学与工程1班成绩评定摘要本文简单得介绍了沼气得概念、相关性质以及气体成分,并对其中得硫化氢(HSS)得过滤原因做了一些说明。简单得综述了近年研究人员开发沼气脱硫方法在干式法、湿法与生物脱硫技术方面所做得研究,从原理及所涉及得反应方程式、一般工艺流程图、优点等方面介绍氧化铁、碱性液体等等比较典型得以及新型得脱硫方法。关键字:沼气;硫化氢;脱硫引言沼气就是一种可再生得清洁能源,既可替代秸秆、薪柴等传统生物质能源,也可替代煤炭等商品能源,而且能源效率明显高于秸秆、薪柴、煤炭等,因此沼气得利用备受关注。我国作为一个农业大国,每年都会产生大量得农作物秸秆与农产品加工废弃物,这些大量得农业废弃物中蕴含着巨大得沼气资源。同时畜牧业产生得禽畜粪便、工业产生得有机废弃物、城市生活垃圾与城市生活污水均有沼气潜能。对农业、畜牧业、工业、生活中得有机废弃物进行厌氧发酵产沼气时,因为含硫化合物会被转化为H2S,所以产生得沼气中都含有H2S气体。由于它就是一种腐蚀性很强得化合物,所以对沼气中得H2S进行去除就是沼气利用得关键环节。一般而言,沼气中H2S得质量浓度在1～12g·m3之间,由于其受发酵原料与发酵工艺得影响很大,当原料得蛋白质或硫酸盐含量较高时,发酵后沼气中得H2S质量浓度就较大。我国环保标准严格规定,利用沼气发电时,沼气气体中H2S含量不得超过200~300mg·m3;若将沼气并入燃气管道或作为车载燃料,则H2S要小于或等于15mg·m3[1]。可瞧出,沼气中H2S得质量浓度远远超过规定值,所以无论在工业或民用气体中,都必须尽可能得除去。2、概念介绍2、1沼气就是有机物质在厌氧条件下,经过微生物得发酵作用而生产得一种混合性可燃气体。2、2主要成分其中甲烷(CH4)占50~70%,其次就是二氧化碳(CO2)占30~40%,还有少量得氮、氢、氧、氨、一氧化碳(CO)与硫化氢(H2S)等气体。2、3物理特性改气体具有无色、无味、无毒,比空气轻,难溶于水得特性。2、4硫化氢(H2S)就是无色气体,有类似腐烂臭鸡蛋得恶臭味,剧毒、易溶于水。2、5脱硫原因2、5、1硫化氢具有极强得毒性,空气中浓度为14、mg/m3(标)时,会引起结膜炎与角膜炎,当浓度大约为280mg/m3(标)时会造成昏迷,呼吸困难甚至死亡。2、5、2硫化氢燃烧生成得二氧化硫,遇水生成硫酸分子,腐蚀周围得设备,污染环境,接触到金属,特别就是有色金属就要发生腐蚀[2]。3、脱硫方法现行得沼气脱硫方式按照理化性质,大致可以分别采用物理、化学与生物三种方法。但就是根据脱硫方法得原理不同,沼气脱硫方法还可以可分为直接脱硫与间接脱硫两大类。直接脱硫就就是将沼气中H2S气体直接分离除去;而间接脱硫就是指在沼气得产生过程中采用具体方法,以减少或抑制H2S气体得产生。而沼气直接脱硫方法按照原理得不同又可分为湿式法与干式法。以下就着重介绍湿式法、干式法与生物法。3、1干式法脱硫干法脱硫技术就是一种利用氧气将H2S气体氧化为单质硫或硫氧化物得沼气脱硫方式。其常用得方法为氧化铁干式脱硫法、活性炭法、膜分离法等,适宜理H2S浓度较低得气体,因其结构简单、脱硫技术成熟而在工业上得到广泛应用。但干法脱硫技术得装置占地面积大、操作不连续、脱硫剂再生困难且更换脱硫剂劳动强度大、脱硫效率低等因素制约了其发展。3、1、1氧化铁干式脱硫法a、原理氧化铁(主要就是αFe2O3·H2O与γFe2O3·H2O)就是一种古老得脱硫剂,又名海绵铁。Fe3+具有相当高得氧化还原电位,H2S被氧化为单质硫而非硫酸盐等高价态含硫化合物,故可对单质硫进行回收利用,而反应生成得单质硫对整个吸收过程具有催化作用。b、反应过程氧化铁干式脱硫法由脱硫与氧化再生两个过程组成。脱硫反应如下:Fe2O3·H2O+3H2S→2FeS+S+4H2O氧化再生反应如下:4FeS+3O2→2Fe2O3+4Sc、工艺流程图d、优点氧化铁对H2S进行得就是不可逆得化学吸收,在数秒内就能将H2S脱除到1mg/m3以下,做到精细脱硫;氧化铁资源丰富,价廉易得,能够降低脱硫成本,且此方法操作简单、净化度高、工艺成熟[3]。3、1