沼氣濕法脫硫技術(shù)是使氣體中的硫化氫在含有催化劑的液相中氧化成單質(zhì)硫的一種脫硫技術(shù)。該技術(shù)的流程比較簡(jiǎn)單，可以直接得到元素硫。主要用于處理二氧化碳濃度高的氣體進(jìn)行脫硫，比如沼氣。該技術(shù)的關(guān)鍵在于設(shè)備某些參數(shù)選擇是否符合實(shí)際需要。
2.1沼氣濕法脫硫基本原理
在有催化劑參與下的脫硫，可分為兩個(gè)過(guò)程：吸收和再生。吸收過(guò)程主要發(fā)生在吸收硫化氫的脫硫塔內(nèi)。主要反應(yīng)如下
2.2濕法脫硫技術(shù)工藝流程
濕法脫硫技術(shù)工藝流程圖如圖1所示。
脫硫液以碳酸鈉作為堿源，總堿度為0.3～0.6N，NaHCO3：Na2CO3≥5且pH值為8.2～8.5；催化劑溶解后混入脫硫液。
工作時(shí)，含硫沼氣從脫硫塔底部進(jìn)入，與脫硫液逆向接觸，硫化氫被堿液吸收，凈化后的沼氣從塔頂排出。吸收硫化氫后的脫硫液變成富液，流經(jīng)富液槽，再被泵打入再生槽，與空氣混合進(jìn)行再生，其中硫以單質(zhì)形態(tài)浮于槽頂，溢流到硫膏槽。再生后的脫硫液變成貧液，恢復(fù)脫硫能力，經(jīng)貧液槽，再被泵循環(huán)進(jìn)入脫硫塔繼續(xù)脫硫。
3脫硫效果與影響因素
經(jīng)過(guò)調(diào)試發(fā)現(xiàn)，影響脫硫效果的主要因素比較多。由于不同的環(huán)境條件，沼氣的成分也發(fā)生變化，其中對(duì)脫硫效果有影響的主要是硫和氣量的變化。下面主要講述濕法脫硫操作與脫硫效果的關(guān)系。
3.1碳酸鈉的濃度
碳酸鈉的濃度是脫硫操作的一項(xiàng)重要指標(biāo)。濃度越高，脫硫效果越好。但是，如果濃度過(guò)高，生成*副反應(yīng)會(huì)加大。經(jīng)過(guò)對(duì)比試驗(yàn)，脫硫液中的碳酸鈉含量宜保持在4.8～6.0g/L之間，其對(duì)應(yīng)的溶液pH值為8.2～8.5。
3.2溶液的催化劑濃度
根據(jù)催化劑在城市煤氣、焦?fàn)t氣、合成氣、天然氣等脫硫上經(jīng)驗(yàn)，在本試驗(yàn)中，保持催化劑濃度為5～20ppm，同樣實(shí)現(xiàn)了很高的脫硫效果，平均脫硫效率在98%左右。證明合理的催化劑濃度在沼氣脫硫上具有很好的經(jīng)濟(jì)性。
3.3助催化劑
由于脫硫設(shè)備應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)的沼氣中硫化氫濃度高達(dá)25g/Nm3，雖然催化劑脫硫效果在98%左右，但是，脫硫后沼氣含硫仍然接近1g/Nm3，不符合后續(xù)的沼氣發(fā)電機(jī)組運(yùn)行要求。我們?cè)诿摿蛞褐醒a(bǔ)充了對(duì)苯二酚作為助催化劑。助催化劑添加量按照催化劑的兩倍使用，經(jīng)運(yùn)行比較，脫硫效果有所提高，處理后的沼氣中硫化氫濃度達(dá)到200mg/Nm3。
3.4再生時(shí)間
本套脫硫裝置初設(shè)計(jì)時(shí)再生時(shí)間按8分鐘考慮，試驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)脫硫效率不到90%。經(jīng)檢測(cè)，溶液中含有較多的HS-離子，同時(shí)懸浮硫也很高。通過(guò)借鑒其它濕式氧化脫硫技術(shù)的經(jīng)驗(yàn)，將再生時(shí)間擴(kuò)大到15分鐘后，取得了良好的效果。
通過(guò)調(diào)試期間操作參數(shù)的不斷優(yōu)化，濕法脫硫效率達(dá)到穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)。在本試驗(yàn)中，脫硫前沼氣平均含硫化氫在25g/Nm3左右，脫硫效率平均為97.2%。表1摘錄了試驗(yàn)記錄中的部分?jǐn)?shù)據(jù)。
