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沼氣脫硫技術
發布人:admin 發布時間:2019-12-16 瀏覽次數:383次

  產品詳情

1概述

沼氣作為一種新式動力其運用越來越廣泛,在中國環保規范中嚴厲規則,運用沼氣動力時,沼氣氣體中H2S含量不得超越20mg·m-3。不管在工業或民用氣體中,都有必要盡可能的除掉H2S。

沼氣從厭氧發酵設備產出時,特別是在中溫或高溫發酵時,帶著有很多的H2S。因為沼氣中還有很多的水蒸汽存在,水與沼氣中的H2S一起作用,加快了金屬管道、閥門和流量計的腐蝕和阻塞。別的,H2S焚燒后生成的SO2,與焚燒產品中的水蒸氣結組成亞硫酸,使設備的金屬表面發生腐蝕,而且還會造成對大氣環境的污染,影響人體健康。因而,在運用沼氣之前,有必要脫除其間的H2S。

以往沼氣脫硫是選用化學法,它可以分為堿吸收、化學吸附、化學氧化以及高溫熱氧化等幾種辦法。化學法脫硫運轉費用很高,首要原因是在運轉進程中需求很多的化學藥劑和較高的能耗,而且還會發生新的含硫化合物,假如得不到極好處置會發生新的環境污染。

生物脫硫是代替化學脫硫的一種新技能,它可以在很多方面戰勝化學脫硫的缺乏。在生物脫硫進程中,觸及兩大類微生物,即光能自養型微生物和化能自養型微生物。這篇文章綜述了這兩大類微生物去掉沼氣中H2S的基本原理。

2光能自養型微生物脫硫原理

綠色硫細菌是一種嚴厲厭氧的光能自養型微生物。在光照和無機營養物質存在的情況下,綠色硫細菌可以運用CO2組成新的細胞物質,一起將S2-轉化為單質硫并釋放在細胞外部,這些特色使綠色硫細菌十分合適生物脫硫進程,其脫硫反響進程如下:

值得注意的是,在必定條件下綠色硫細菌會將單質硫進一步氧化為SO42-:

因而脫硫作用與光照強度之間存在的關系是光照缺乏影響脫硫作用,光照過剩導致SO42-的生成,只有在光照適宜的條件下,硫化物才干徹底的轉化為單質硫而無SO42-發生,所以,在選用綠色硫細菌脫硫進程中有必要嚴厲操控反響條件。

3化能自養型微生物脫硫原理

化能自養型微生物以CO2為碳源,一起在氧化S2-的進程中獲得能量。在有機碳源存在的情況下,部分品種的自養微生物可以運用有機體碳源進行異養代謝。化能自養型微生物將S2-轉化為單質硫,既可以在有氧的條件下進行,也可以在無氧的條件下進行。在有氧的情況下氧作為電子受體,而在無氧的情況下可以運用硝化物作為電子受體。很多化能自養型微生物都能以單質硫、H2S、硫代硫酸鹽以及有機硫化物為電子供體,其間具有代表性的微生物是氧化亞鐵硫桿菌、脫氮硫桿菌、排硫硫桿菌、氧化硫硫桿菌。化能自養型微生物將S2-轉化為單質硫的進程如下:

當氧為生化反響的限速要素時,單質硫為首要產品;當S2-為生化反響的限速要素時,首要產品是SO42-而不是單質硫。

3.1生物脫硫技能技能原理

脫硫技能技能原理其反響的基本原理是將含H2S的沼氣和含有化能自養型微生物的蘇打水溶液進行觸摸,H2S被堿性溶劑吸收后,經微生物催化生成元素硫或硫酸鹽。生物反響器內首要下列反響如下:

現在,技能是全球對比老練的脫硫技能之一,它具有以下長處:

(1)安全:全部生物脫硫系統是關閉運轉的,而且沼氣中的H2S被徹底吸收,在吸收器的下流沒有游離的H2S,不會有中毒和傷亡事情,無環境污染。

(2)節省:該技能所要的出資少,其首要設備和儀器數量少。運轉本錢低,出產所需的操作人員少,減少人力本錢;不需求化學催化劑,生物催化劑不會失活,它自動再生,無須替換,運轉中所需化學藥品少,節省出產本錢;該技能的操作本錢、保護費用均很低。

(3)高效:運用該技能確保脫硫后的天然氣中H2S含量小于4ppmv;而且操作彈性大,習慣H2S濃度規模50ppmv~100vol.%,壓力規模1~100barg,具有很高的靈活性,能習慣H2S頂峰負荷。

該技能的技能流程簡略,操控系統和監測系統很少,沒有雜亂的操控回路,操作保護簡略便利。適用于對含H2S濃度高的小型氣田,更經濟,效益非常好;而且運用該技能的設備功能穩定,技能牢靠,經濟效益好。

3.2鐵鹽吸收生物脫硫技能技能原理

鐵鹽吸收生物脫硫的基本原理是在吸收期間H2S被Fe3+氧化成單質硫,然后在酸性條件下(pH=1.2~1.8)憑借氧化亞鐵硫桿菌的代謝,將Fe2+轉化Fe3+,并循環到吸收期間重復運用,有關反響如下:

具有相當高的氧化復原電位,可以將H2S轉化為單質硫,又不能將單質硫進一步氧化為硫酸鹽。所生成的單質硫經過別離后收回,然后的Fe2+又經過氧化亞鐵硫桿菌代謝為Fe3+,并循環運用。因而,大多數研討人員認為此辦法能耗低、出資少、廢物排放少,更合適沼氣脫硫的進程。

4討論

(1)在光能自養型微生物技能去掉沼氣中的H2S方面,綠色硫細菌是一種較為抱負的微生物,因為它能運用無機碳源,一起這種微生物的脫硫功率高,而且代謝產品單質硫釋放在細胞外部,對比簡單別離。

可是,光和細菌在轉化進程中需求很多的輻射能,因為反響系統中生成硫的微顆粒后,透光率將大大下降,然后影響脫硫功率,所以在經濟條件上難以完成。假如可以在下降光源的能耗和進步光源的功率方面獲得打破,該辦法的運用具有寬廣的商場運用遠景。

(2)在嚴厲操控供氧的條件下,運用化能自養型微生物去掉沼氣中的H2S具有很寬廣的商場運用遠景,尤其是兩期間脫硫技能[13,14]已經有了工程運用的先例(謝爾-帕克技能)。該技能具有不影響沼氣的收回運用,不發生新的環境污染等特色。別的,以鐵鹽吸收脫出H2S,然后用生物氧化再生鐵鹽吸收液,使鐵鹽再生的辦法這些年成為新的研討熱門。

(3)生物脫硫技能有必要具有幾個條件:榜首,具有牢靠的功率;第二,所需的營養物質少;第三,生物量中的單質硫簡單別離出來。

5結語

生物脫硫法與傳統的物理、化學脫硫法比較,后者能耗高、處理費用貴重,促進大家尋覓低能耗、高功率、經濟而領先的處理辦法,生物脫硫技能則為這一范疇的研討和運用拓荒了新的方向。

雖然生物脫硫技能具有誘人的工業運用遠景,但技能總體上仍是處于研討開發期間,現在依然面對很多應戰,為該技能的迅速發展設置了屏障。研討人員一方面要尋求具有脫硫作用的菌種,研討它的脫硫作用,另一方面要運用生物技能和基因工程的有關常識來進步它的活性、穩定性和選擇性,以求到達非常好的脫硫作用,完成沼氣去掉H2S技能的新打破。

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