一種溼法與幹法串聯的沼氣脫硫淨化工藝方法
2023-06-14 16:49:06
專利名稱：一種溼法與幹法串聯的沼氣脫硫淨化工藝方法
技術領域：
本發明屬於氣體脫硫化工技術領域，具體涉及一種溼法與幹法串聯的沼氣脫硫淨化工藝方法。
背景技術：
有機汙水經厭氧處理產生大量的沼氣，其主要成分是CH4和CO2,還有微量的H2S氣體，H2S是劇毒的有害物質，且H2S溶於水汽中產生氫硫酸將對輸氣管道、貯氣櫃和用氣設備造成嚴重腐蝕，縮短了設備和管道的使用壽命。另外，沼氣中的H2S燃燒後生成SO2,它可與水結合轉化成酸性很強的亞硫酸氣霧，汙染環境，影響人體健康，因此，我國燃氣標準規定:利用沼氣能源時，沼氣氣體中的硫化氫含量不得超過20mg/Nm3，個別應用領域需低於15mg/Nm3，但沼氣中的H2S質量濃度一般在0.8^3.2g/Nm3，遠高於燃氣標準規定，因此沼氣的脫硫是沼氣應用中不可或缺的重要環節。在沼氣脫硫方法中較為傳統的有幹法脫硫和溼法脫硫兩類，在工業化應用中幹法脫硫操作簡單，設備投資 小，其突出優點是淨化度高，且可以脫除多種有機硫化物，適合於規模小、硫含量較低時沼氣脫硫的應用，否則脫硫劑更換頻繁，硫不能有效回收問題很難解決，如氧化鐵法、活性炭法、分子篩法等。溼法脫硫是用特定的溶劑與原料氣接觸，脫除其中的硫化氫，該法一般用於處理規模大，硫含量高的粗脫硫，但其也存在硫容低，淨化精度差的缺點，一般脫除不了有機硫，可應用的有加壓水洗法、鹼吸收法、鐵溶液吸收法、栲膠(單寧)法等。此外，新型的沼氣脫硫工藝還有膜分離脫硫和生物脫硫等方法，但操作和維護成本高、難度大，尚未在工業上普遍廣泛應用。而在大型沼氣工業化應用中還沒有一種大能力、精度高、成本低並可最大限度回收硫資源的應用工藝。
發明內容
本發明是針對現有沼氣脫硫工業化應用技術中的不足，提供了一種溼法和幹法串聯的沼氣脫硫方法，具有處理量大，處理效果穩定，硫回收率高，脫硫劑易再生，使用壽命長的優點，確保沼氣硫化氫含量達到使用要求。該溼法和幹法串聯的沼氣脫硫方法，其特徵在於按下述步驟製備:
1).厭氧生化處理產生的沼氣由風機升壓至8 10.0Mpa，進入水洗塔中降溫到25 30 0C ；
2).降溫後的沼氣進入內裝設填料的溼法脫硫塔，在塔內粗沼氣與脫硫溶液、催化劑逆流接觸，在接觸的過程中脫除大部分硫化氫雜質；脫硫溶液採用NaCO3溶液，濃度保持為NaCO3溶液2 3g/l,催化劑4ppm ；
3).然後經脫水塔分離掉沼氣中的水分，再進入幹法脫硫塔，幹法脫硫採用無定形羥基氧化鐵脫硫劑，進一步脫除硫化氫，使之降到15 mg/Nm3以下進入沼氣櫃中；
4).吸收了H2S的富液進入再生槽，通過空氣的充入在氧氣作用下使溶液中的HS—離子氧化為單質硫，以硫泡沫的形式從再生槽中分離出來，同時脫硫液得到再生循環使用，硫泡沫經過蒸汽加熱後成為硫膏回收。本發明方法及脫硫劑的選擇配置在工業化應用中，解決了單一處理方法對於規模較大的沼氣脫硫系統無法同時滿足處理規模大與精度、穩定性難以保證的矛盾。溼法脫硫脫除沼氣中80% 95%的H2S,幹法脫硫採用無定形羥基氧化鐵脫硫劑，該脫硫劑效率高、硫容大，使用後定期進行更換、晾曬，可保證沼氣脫硫效果的穩定性。幹法脫硫可進一步使H2S含量穩定降至15mg/Nm3以下，總去除效率可達99%以上。可確保沼氣中硫化氫含量穩定在15 mg/Nm3以內，滿足沼氣在其它應用領域中的質量要求。本發明方法適用於大型沼氣工程的脫硫應用，具有處理量大，處理效果穩定，硫回收率高，脫硫劑易再生、循環使用等特點，可以延長沼氣工業化應用中設備管道使用壽命，杜絕沼氣利用中二次汙染的環境問題，並且為沼氣的進一步淨化利用提供保證。
圖1為本發明沼氣脫硫方法的工藝流程圖。圖中標記為:1.緩衝罐，2.沼氣加壓風機，3.水洗塔，4.溼法脫硫塔，5.脫水塔，
6.幹法脫硫塔，7.沼氣櫃，8.再生槽，9.熔硫釜，10.循環泵。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明作進一步描述:
實例:如圖1所示的一種溼法與幹法串聯的沼氣脫硫方法，具體步驟如下:
粗沼氣(H2S含量約800 2200mg/Nm3 )進入緩衝罐I (壓力3飛kpa)，由沼氣加壓風機2進行升壓至10.0Mpa後進入水洗塔3，將沼氣溫度降至25 30°C，然後進入溼法脫硫塔4，在塔內粗沼氣與脫硫溶液、催化劑逆流接觸，脫除大部分硫化氫等雜質，脫硫溶液採用NaCO3溶液，濃度 保持為NaCO3溶液2 3g/l，催化劑4ppm ;然後沼氣進入脫水塔5分離掉水分後，再進入幹法脫硫塔6，幹法脫硫採用無定形羥基氧化鐵脫硫劑，進一步脫除硫化氫，使之降到15 mg/Nm3以下，最後進入沼氣櫃7加以利用。吸收H2S的富液進入再生槽8，在氧氣作用下再生成為貧液，通過循環泵10送至溼法脫硫塔4進行循環使用，富液在氧氣作用下使溶液中的HS—離子氧化為單質硫，以硫泡沫的形式從再生槽8中分離出來，進入熔硫釜9，通過蒸汽處理成為硫膏回收硫資源。整個工藝裝置及脫硫劑的選擇配置解決了在工業化應用中，單一處理方法對於規模較大的沼氣脫硫系統來說，無法同時滿足處理規模大與精度、穩定性難以保證的矛盾，同時具有硫回收率高，脫硫劑易再生，使用壽命長等優點，並可確保沼氣中硫化氫含量穩定在15 mg/Nm3以內，滿足沼氣在其它應用領域中的質量要求。
權利要求
1.一種溼法和幹法串聯的沼氣脫硫方法，其特徵在於按下述步驟製備: 1)厭氧生化處理產生的沼氣由風機升壓至8 10.0Mpa,進入水洗塔中降溫25 30℃ ； 2)降溫後的沼氣進入內裝設填料的溼法脫硫塔，在塔內粗沼氣與脫硫溶液、催化劑逆流接觸，在接觸的過程中脫除大部分硫化氫雜質；脫硫溶液採用NaCO3溶液，濃度保持為NaCO3溶液2 3g/l,催化劑4ppm ； 3)然後經脫水塔分離掉沼氣中的水分，再進入幹法脫硫塔，幹法脫硫採用無定形羥基氧化鐵脫硫劑，進一步脫除硫化氫，使之降到15 mg/Nm3以下進入沼氣櫃中； 4)吸收了 H2S的富液進入再生槽，通過空氣的充入在氧氣作用下使溶液中的HS_離子氧化為單質硫，以硫泡 沫的形式從再生槽中分離出來，同時脫硫液得到再生循環使用，硫泡沫經過蒸汽加熱後成為硫膏回收。
全文摘要
本發明公開了一種溼法和幹法串聯的沼氣脫硫方法，包括以下步驟粗沼氣由風機升壓，經冷卻塔降溫後，進入溼法脫硫塔，在塔內粗沼氣和脫硫溶液和催化劑逆流接觸過程中,脫除大部分硫化氫等雜質，然後經脫水塔分離掉水分後,再進入幹法脫硫，進一步脫除硫化氫,使之降到15mg/Nm3以下進入沼氣櫃利用，含有H2S的富液在再生槽內通過再生循環使用。該方法處理量大，處理效果穩定，硫回收率高，脫硫劑易再生，使用壽命長的優點，確保沼氣硫化氫含量達到使用要求。可以延長沼氣工業化應用中設備管道使用壽命，杜絕沼氣利用中二次汙染的環境問題，並且為沼氣的進一步淨化利用提供保證。
文檔編號C10L3/10GK103205296SQ201210546210
公開日2013年7月17日 申請日期2012年12月14日 優先權日2012年12月14日
發明者陸浩洋, 張曉陽, 樊國軍, 劉克, 劉純顯, 包恆亭 申請人:河南天冠工業沼氣有限公司