1、國內(nèi)不同氣體脫硫綜述

沼氣產(chǎn)業(yè)近年來在中國發(fā)展迅速。沼氣產(chǎn)業(yè)作為一種新能源，不僅得到了國家產(chǎn)業(yè)政策的支持，而且在富煤、少油、貧窮的祖國對清潔能源的需求也越來越大。但國內(nèi)沼氣行業(yè)普遍具有氣量小、分散性大、脫硫凈化成本高等特點。因此，脫硫凈化工藝和成本是決定沼氣工業(yè)健康發(fā)展的關(guān)鍵。無論是沼氣、煤氣、焦?fàn)t煤氣、煉油廠煤氣還是天然氣，通常含有不同數(shù)量的硫化氫和有機硫化物，其含量和形式都有不同的來源和原材料。硫化物的存在會導(dǎo)致設(shè)備和管道的腐蝕，導(dǎo)致化學(xué)反應(yīng)催化劑的中毒和失活。硫化物作為民用燃料，污染環(huán)境，危害人體健康。因此，硫化物必須按照不同用途的技術(shù)要求去除，硫化物也可以回收，實現(xiàn)無污染、低消耗、可回收的循環(huán)經(jīng)濟。

沼氣主要是硫化氫，但由于介質(zhì)不同，硫化氫含量不同，脫硫精度不同，一般脫硫發(fā)電要求硫化氫小于每標(biāo)準(zhǔn)立方米200mg，生產(chǎn)車輛天然氣要求硫化氫小于每標(biāo)準(zhǔn)立方米10mg，但由于沼氣成分特殊，二氧化碳含量過高，脫硫工藝，對脫硫劑和脫硫設(shè)備提出了更高的要求。

原料氣脫硫化物的技術(shù)分為物理化學(xué)方法；脫硫分為干脫硫和濕脫硫，濕脫硫中的濕氧化脫硫。濕氧化法是堿性溶液的吸收H2S后生成HS根離子，HS根離子催化轉(zhuǎn)化為單質(zhì)硫，采用分離法或噴射法再生后的溶液循環(huán)。長春進一步優(yōu)化了沼氣行業(yè)的脫硫工藝和配套設(shè)備，特別是在再生環(huán)節(jié)，大大降低了濕脫硫的投資成本和運行成本；從設(shè)計、設(shè)備制造安裝、使用脫硫催化劑、指導(dǎo)駕駛等一站式服務(wù)。近年來，研究了適用于沼氣固定床干脫硫的高效脫硫劑，開發(fā)了高硫容量、高強度、高效的沼氣脫硫?qū)Ｓ妹摿騽?/p>

以888沼氣脫硫?qū)Ｓ么呋瘎槔?/p>

1、脫除沼氣H2S主化學(xué)反應(yīng)(以Na2CO3堿源為例)

①堿性水溶液吸收H2S

Na2CO3 H2S=====NaHS NaHCO3

②液相HS-氧化生成元素硫

888

NaHS 1/2O2=====S↓ NaOH

③催化劑攜氧

[888]R O2==[888]OX

2.脫硫吸收過程中的主要副作用

①NaHS 2O2====Na2 S2O3 H2O

(硫氫化鈉) (氧氣)==(硫化硫酸鈉) (水)

②Na2S2O2 O2===Na2SO4 2S

(硫代硫酸鈉) (氧)==(硫酸鈉) (硫)

③Na2CO3 CO2 H2O===NaHCO3

(碳酸鈉) (二氧化碳) (水)==碳酸氫鈉

④NaHCO3 NaOH===Na2CO3 H2O(調(diào)節(jié)堿度的重要反應(yīng))

(碳酸氫鈉) (氫氧化鈉)=(碳酸鈉) (水)

沼氣脫硫?qū)Ｓ么呋瘎┰谡託饷摿蜻^程中的作用及研究

脫硫催化劑在濕氧化脫硫過程中的作用非常重要，是將沼氣脫硫堿性物質(zhì)吸收硫化氫產(chǎn)生的硫氫酸催化劑轉(zhuǎn)化為單硫，恢復(fù)堿液的吸收活性，因此脫硫催化劑的活性直接影響濕氧化脫硫效率、副作用和材料消耗。

以下是脫硫催化劑在脫硫過程中的作用和關(guān)系。脫硫催化劑作為脫硫液組成的核心，維持穩(wěn)定的催化劑濃度和堿度是十分重要的事情，作為以Na2CO三是堿源脫硫，控制PH8~8.5時，緩沖溶液的當(dāng)量濃度控制不應(yīng)過低或過高。過低不利于吸收脫硫效率低，再生浮選差，泡沫不成型，長期過低，容易導(dǎo)致成分紊亂，低于0.3.堿度很難提高。產(chǎn)生脫硫生產(chǎn)過程中的副反應(yīng)是不可避免的，應(yīng)采用高效的脫硫催化劑來減少副反應(yīng)的產(chǎn)生。一般認為副鹽總量≤200g/L能維持正常生產(chǎn)。如果副作用嚴(yán)重，堿大幅增加，大量補堿也難以維持堿度。當(dāng)溶液中副鹽總量較高時，溶液粘度和比例增加，功耗增加，甚至循環(huán)泵不打液。嚴(yán)重影響吸收和再生。當(dāng)溶液中Na2SO4≥80g/L設(shè)備腐蝕加劇，硫回收率降低，溫度低時容易結(jié)晶堵塞管道或塔，脫硫工況紊亂，HS-的析硫速度和程度決定于合理的脫硫液組分、催化劑的活性等因素，結(jié)合沼氣脫硫的氣體成分和工況特點研發(fā)了沼氣脫硫?qū)Ｓ么呋瘎?/p>

鑒于沼氣中二氧化碳含量高，硫化氫和二氧化碳是酸性氣體，堿性溶液更難選擇性吸收酸性氣體，產(chǎn)生大量碳酸氫鈉，降低碳酸鈉的吸收活性。沼氣是高CO2氣體工況，作為以Na2CO3為堿源制備的脫硫液在脫硫塔內(nèi)完成Na2CO3和H2S吸收過程也完成了Na2CO3和CO2生成NaHCO3.反應(yīng)過程。高NaHCO雖然3的脫硫液可以去除H2S，但脫硫效率顯著降低。更嚴(yán)重的是脫硫液分析Na2CO3含量為零。NaHCO3指標(biāo)50-60g/L也很常見。此時，應(yīng)采取積極措施進行調(diào)整NaHCO3/ Na2CO3的比例也可以暫時補充系統(tǒng)NaOH來調(diào)節(jié)NaHCO3(快速有效)。作者認為是對的NaHCO3和Na2CO較好通過管理生產(chǎn)過程來實現(xiàn)自身的平衡。沼氣脫硫?qū)γ摿虼呋瘎┑囊筝^高。近年來，根據(jù)沼氣脫硫的具體特點和工作條件，開發(fā)了適合沼氣脫硫的專用催化劑，具有脫硫效率高、硫容量高、副作用少、溶液成分操作簡單、塔不易堵塞等特點。

四、脫硫設(shè)備的探索與研究

脫硫催化劑是濕氧化法脫硫中的軟件，因此脫硫設(shè)備是硬件。兩者相互統(tǒng)一，相互影響。結(jié)合脫硫過程中沼氣脫硫的特點：氣液分布器、再分布器、填料傳質(zhì)、噴淋塔高效霧化噴嘴是具有獨立產(chǎn)權(quán)的專利產(chǎn)品。經(jīng)過大量的研究和實驗，沼氣脫硫工業(yè)化驗證取得了良好的效果。

報告脫硫過程中脫硫設(shè)備及內(nèi)件的作用：

脫硫塔的核心是氣液分布和填料傳質(zhì)，決定了整個脫硫吸收塔的效率。氣體分布器、液體分布器和氣液再分布器應(yīng)具有較高的脫硫效率。分布器的結(jié)構(gòu)和分布狀態(tài)是決定脫硫效率和塔阻力控制的硬件，是實現(xiàn)氣液再分布和提高塔效率的關(guān)鍵。眾所周知，脫硫塔基本上使用聚丙烯填料。隨著使用周期的延長，填料不可避免地會老化和強度下降。隨著塔的拆卸、清洗和運行過程的湍流，填料將被破碎。破碎的填料將從填料支撐下移到下一段的氣液再分布器；容易堵塞再分布器的降液孔或形成橋梁現(xiàn)象，影響下一段填料的點密度，導(dǎo)致液體再分布不均勻，嚴(yán)重時可引起液泛。影響脫硫效率和截面阻力。影響脫硫效率和截面阻力。因此，有機會停止維護，即剝離塔，也要打開裝料孔，檢查清潔液體再分布器。

濕式氧化法脫硫氣體采用氧化再生槽噴射器─液體傳質(zhì)過程具有充分利用并流原理的優(yōu)點。脫硫液高速通過噴嘴形成射流，產(chǎn)生局部負壓，實現(xiàn)自吸空氣。此時，由于兩相流體高速分散，氣液接觸面大大增加，不斷更新，使傳質(zhì)過程非?？欤摿蛞嚎焖儆行У匮趸偕?，在文丘里管內(nèi)完成，同時，硫泡沫在再生罐中浮選，噴射再生氧化效率高，空氣與溶液接觸時間短，副作用低，原料消耗低，溶液腐蝕性小。當(dāng)噴射器設(shè)計合理，操作條件合適時，一般自吸空氣能滿足再生要求，無需鼓空氣。當(dāng)噴射器設(shè)計合理，操作條件合適時，一般自吸空氣量可滿足再生要求，無需鼓空氣。噴射器的工作壓力可根據(jù)脫硫負荷調(diào)節(jié)，以滿足自吸空氣量。對于自吸空氣0.35~0.5Mpa溶液流量為20-25m3/S(不同的噴嘴不同)如果噴嘴處的溶液流量過小，吸入空氣量少，再生氧化效率低。隨著噴嘴流量的增加，空氣吸入量在一定范圍內(nèi)增加。但如果液速過大，再生效率會降低，功耗會增加。濕式氧化法脫硫應(yīng)用噴射器進行溶液再生氧化所需的空氣量，約為理論空氣量的12-15倍。實踐證明，除氧化外，空氣量控制效果較好。一般來說，再生氧化效率隨著空氣與溶液比的增加而提高，但超過一定邊界時，再生氧化效率會降低，副作用會增加。通過吸氣閥的開度大小，可以調(diào)節(jié)噴射器吸入的空氣量調(diào)節(jié)噴射器吸入的空氣量。