沼气脱硫方法.docx

沼气脱硫方法
0 引言 沼气是一种可再生能源，在目前能源短缺的情况下日益受到人们的重视。通常沼气的气
体的组成为甲烷(60%~70%)和二氧化碳(30%~40%)，另外还含有少量的硫化氢等气体。硫 化氢是一种剧毒的有害气体，对管道、燃烧免造成环境污染。如采用氨水液相催化脱硫， 借助溶液对苯二酚的氧化作用，使硫化氢氧化成元素硫而被分离，同时溶液获得再生。生成 的硫颗粒由于比较细，不易过滤回收，对填料和器壁附着力强，塔内易形成硫堵，影响生产。
氨法采用氨水作吸收剂，对设备腐蚀较大，且污染环境，但在处理焦炉煤气时因可以利 用焦化厂自产的碱源而具有经济上的优势。农业部成都沼气科学研究所研究利用氨水脱除沼 气中CO2和H2S的技术［2］, H2S平均脱除率达到了 %。
干法脱硫
干法脱硫常用于低含硫气体的处理，常用的方法有膜分离法、分子筛法、变压吸附PSA) 法、不可再生的固定床吸附法和低温分离法。沼气脱硫常用不可再生的固定床吸附法，不可 再生的固定床吸附法有很多，从物系上大致可分为铁系、锌系、活性炭、活性氧化铝和硅胶 等，常用于低含硫气体的精脱过程。
氧化铁是一种古老的脱硫剂，通常称其为海绵铁，其脱硫机理是先与H2S反应生成硫化 铁，再将硫化铁氧化成氧化铁。它可脱除气体中10-6级的H2S，已经有多种改良方法获得了 工业应用。
干法存在操作不连续、更换脱硫剂劳动强度大以及装置占地面积大等缺点。为此，牛克 胜和孙严声［3］在脱硫的同时通过自动控制系统连续定量地投加空气，实现了脱硫剂的连续还 原再生［1］。
目前，国内脱硫技术已比较成熟，脱硫方法及脱硫工艺众多，但是都存在着以下缺点： 干法脱硫效率不高，脱硫剂再生困难，硫容相对较低，主要适用于精细脱硫；湿法脱硫处理 量大，脱硫效率高，可连续操作，但投资运行费用也高，沼气利用一般用户难以承受。随着 环保法规的日趋严格，开发高效、低投入、资源化和无二次污染的技术已成为脱硫技术发展 的主流。一些新的脱硫方法（如微生物分解法、臭氧氧化法、二氧化硫法、电化学法和微波法） 正日益引起人们的重视，其中生物脱硫具有少污染、低能耗和高效率等特点，成为研究的热 点。
2生物脱硫
生物脱硫是利用微生物的代谢作用将沼气中的硫化物转化为单质硫或硫酸盐。其过程可 分为3个阶段：一是H2S气体的溶解过程，即由气相转移到液相；二是溶解后的H2S被微生 物吸收，转移至微生物的体内；三是进人微生物细胞内的H2S作为营养被微生物分解、转化 和利用，从而达到去除 H2S 的目的。
根据微生物的活动类型，能够转化硫化物的微生物有 3 种，即光合细菌、反硝化细菌和 无色硫细菌。其中，反硝化细菌在氧化硫化物的过程中需要硝酸盐，因此该技术应用受到一 定的限制。
光合细菌 光合细菌也称有氧化硫细菌，为光能营养细菌，能够利用光能而生长，广泛分布于自然 环境中。它们在自然界碳、氮、硫等元素的循环中起着重要的作用，可以从光中获得能量。 光合细菌利用细菌叶绿素固定光能，以分子氢、还原性硫化物或有机物为外源电子供体，而 不是以水分子为外源电子供体。因此，细菌的光合作用与植物和藻类不同，是一个厌氧过程， 不产生氧气。在光合作用过程中，不同的光合细菌以不同的硫化合物（如硫化物、硫单质、亚 硫酸盐及硫代硫化物）作为电子供体同化C02。某些