專利名稱：一種濕法與干法串聯(lián)的沼氣脫硫方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于氣體脫硫化工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種濕法與干法串聯(lián)的沼氣脫硫凈化工藝方法。
背景技術(shù)：
有機污水經(jīng)厭氧處理產(chǎn)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(zhì)，且H2S溶于水汽中產(chǎn)生氫硫酸將對輸氣管道、貯氣柜和用氣設(shè)備造成嚴重腐蝕，縮短了設(shè)備和管道的使用壽命。另外，沼氣中的H2S燃燒后生成SO2,它可與水結(jié)合轉(zhuǎn)化成酸性很強的亞硫酸氣霧，污染環(huán)境，影響人體健康，因此，我國燃氣標準規(guī)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(lǐng)域需低于15mg/Nm3，但沼氣中的H2S質(zhì)量濃度一般在O. 8^3. 2g/Nm3，遠高于燃氣標準規(guī)定，因此沼氣的脫硫是沼氣應用中不可或缺的重要環(huán)節(jié)。 在沼氣脫硫方法中較為傳統(tǒng)的有干法脫硫和濕法脫硫兩類，在工業(yè)化應用中干法脫硫操作簡單，設(shè)備投資小，其突出優(yōu)點是凈化度高，且可以脫除多種有機硫化物，適合于規(guī)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。濕法脫硫是用特定的溶劑與原料氣接觸，脫除其中的硫化氫，該法一般用于處理規(guī)模大，硫含量高的粗脫硫，但其也存在硫容低，凈化精度差的缺點，一般脫除不了有機硫，可應用的有加壓水洗法、堿吸收法、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(yè)上普遍廣泛應用。而在大型沼氣工業(yè)化應用中還沒有一種大能力、精度高、成本低并可最大限度回收硫資源的應用工藝。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是針對現(xiàn)有沼氣脫硫工業(yè)化應用技術(shù)中的不足，提供了一種濕法和干法串聯(lián)的沼氣脫硫方法，具有處理量大，處理效果穩(wěn)定，硫回收率高，脫硫劑易再生，使用壽命長的優(yōu)點，確保沼氣硫化氫含量達到使用要求。該濕法和干法串聯(lián)的沼氣脫硫方法，其特征在于按下述步驟制備
O.厭氧生化處理產(chǎn)生的沼氣由風機升壓至8 10. OMpa，進入水洗塔中降溫到25 30 0C ；
2).降溫后的沼氣進入內(nèi)裝設(shè)填料的濕法脫硫塔，在塔內(nèi)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(zhì)；脫硫溶液采用NaCO3溶液，濃度保持為NaCO3溶液2 3g/l,催化劑4ppm ；
3).然后經(jīng)脫水塔分離掉沼氣中的水分，再進入干法脫硫塔，干法脫硫采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以下進入沼氣柜中；
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(zhì)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(huán)使用，硫泡沫經(jīng)過蒸汽加熱后成為硫膏回收。
本發(fā)明方法及脫硫劑的選擇配置在工業(yè)化應用中，解決了單一處理方法對于規(guī)模較大的沼氣脫硫系統(tǒng)無法同時滿足處理規(guī)模大與精度、穩(wěn)定性難以保證的矛盾。濕法脫硫脫除沼氣中80% 95%的H2S,干法脫硫采用無定形羥基氧化鐵脫硫劑，該脫硫劑效率高、硫容大，使用后定期進行更換、晾曬，可保證沼氣脫硫效果的穩(wěn)定性。干法脫硫可進一步使H2S 含量穩(wěn)定降至15mg/Nm3以下，總?cè)コ士蛇_99%以上?？纱_保沼氣中硫化氫含量穩(wěn)定在15 mg/Nm3以內(nèi)，滿足沼氣在其它應用領(lǐng)域中的質(zhì)量要求。本發(fā)明方法適用于大型沼氣工程的脫硫應用，具有處理量大，處理效果穩(wěn)定，硫回收率高，脫硫劑易再生、循環(huán)使用等特點，可以延長沼氣工業(yè)化應用中設(shè)備管道使用壽命，杜絕沼氣利用中二次污染的環(huán)境問題， 并且為沼氣的進一步凈化利用提供保證。


圖1為本發(fā)明沼氣脫硫方法的工藝流程圖。
圖中標記為1.緩沖罐，2.沼氣加壓風機，3.水洗塔，4.濕法脫硫塔，5.脫水塔， 6.干法脫硫塔，7.沼氣柜，8.再生槽，9.熔硫釜，10.循環(huán)泵。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步描述實例如圖1所示的一種濕法與干法串聯(lián)的沼氣脫硫方法，具體步驟如下粗沼氣(H2S含量約800 2200mg/Nm3 )進入緩沖罐I (壓力3飛kpa)，由沼氣加壓風機2進行升壓至10. OMpa后進入水洗塔3，將沼氣溫度降至25 30°C，然后進入濕法脫硫塔4，在塔內(nèi)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(zhì)，脫硫溶液采用NaCO3溶液，濃度保持為NaCO3溶液2 3g/l，催化劑4ppm ;然后沼氣進入脫水塔5分離掉水分后，再進入干法脫硫塔6，干法脫硫采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，最后進入沼氣柜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(huán)泵10送至濕法脫硫塔4進行循環(huán)使用，富液在氧氣作用下使溶液中的HS—離子氧化為單質(zhì)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(yè)化應用中，單一處理方法對于規(guī)模較大的沼氣脫硫系統(tǒng)來說，無法同時滿足處理規(guī)模大與精度、穩(wěn)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(yōu)點，并可確保沼氣中硫化氫含量穩(wěn)定在 15 mg/Nm3以內(nèi)，滿足沼氣在其它應用領(lǐng)域中的質(zhì)量要求。
權(quán)利要求
1.一種濕法和干法串聯(lián)的沼氣脫硫方法，其特征在于按下述步驟制備 1)厭氧生化處理產(chǎn)生的沼氣由風機升壓至8 10.OMpa,進入水洗塔中降溫25 30 0C ； 2)降溫后的沼氣進入內(nèi)裝設(shè)填料的濕法脫硫塔，在塔內(nèi)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(zhì)；脫硫溶液采用NaCO3溶液，濃度保持為NaCO3溶液2 3g/l,催化劑4ppm ； 3)然后經(jīng)脫水塔分離掉沼氣中的水分，再進入干法脫硫塔，干法脫硫采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以下進入沼氣柜中； 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(zhì)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(huán)使用，硫泡沫經(jīng)過蒸汽加熱后成為硫膏回收。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種濕法和干法串聯(lián)的沼氣脫硫方法，包括以下步驟粗沼氣由風機升壓，經(jīng)冷卻塔降溫后，進入濕法脫硫塔，在塔內(nèi)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(zhì)，然后經(jīng)脫水塔分離掉水分后,再進入干法脫硫，進一步脫除硫化氫,使之降到15mg/Nm3以下進入沼氣柜利用，含有H2S的富液在再生槽內(nèi)通過再生循環(huán)使用。該方法處理量大，處理效果穩(wěn)定，硫回收率高，脫硫劑易再生，使用壽命長的優(yōu)點，確保沼氣硫化氫含量達到使用要求?？梢匝娱L沼氣工業(yè)化應用中設(shè)備管道使用壽命，杜絕沼氣利用中二次污染的環(huán)境問題，并且為沼氣的進一步凈化利用提供保證。
文檔編號C10L3/10GK103013600SQ20121046728
公開日2013年4月3日 申請日期2012年11月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月19日
發(fā)明者陸浩洋, 張曉陽, 樊國軍, 劉克, 劉純顯, 包恒亭 申請人:河南天冠工業(yè)沼氣有限公司