沼气脱硫塔湿法脱硫跟干法脱硫区别
沼气脱硫塔主流脱硫方式分为干法脱硫和湿法脱硫,二者适用场景、工艺原理、设备组件及化学反应均存在显著差异。干法适配小气量、低H₂S浓度沼气,湿法无此限制,本文详细解析二者核心区别与关键工艺要点。
沼气脱硫塔常用的沼气脱硫方法有:干法脱硫、湿法脱硫、生物法脱硫等几种脱硫方法,其中干法脱硫和湿法脱硫是应用最广泛的两种,二者在适用条件、工艺原理、设备构成及反应机制上各有特点,本文将重点讲解干法脱硫、湿法脱硫的核心区别与详细工艺。
一 干法脱硫
干法脱硫一般适合用于沼气量小,H₂S浓度低的沼气脱硫。干法脱除沼气气体中H₂S的设备基本原理是以O₂使H₂S氧化成硫或硫氧化物的一种方法,也可称为干式氧化法。
干法设备的构成是,在一个容器内放入填料,填料层有活性炭、氧化铁等脱硫剂。气体以低流速从一端经过容器内填料层,H₂S氧化成硫或硫氧化物后,余留在填料层中,净化后气体从容器另一端排出。填料层粘附的硫和硫氧化物达到一定程度,出口气体H₂S就会超指标便要进行再生或更换脱硫剂。
干式脱硫主要包括主体钢结构、脱硫剂填料、观察窗、压力表、温度表等组件。脱硫塔通常设计为一用一备,交替使用,即一个脱硫,一个再生。
含有H₂S的沼气进入脱硫塔底部,在穿过脱硫填料层到达顶端的过程中,H₂S与脱硫剂发生分步化学反应,实现脱硫与再生循环。
核心化学反应:
第一步(脱硫):Fe₂O₃·H₂O+3H₂S=Fe₂S₃+4H₂O
第二步(再生):Fe₂S₃+3/2O₂+3H₂O=Fe₂O₃·H₂O+2H₂O+3S
含有H₂S的沼气由塔底部进入依次通过脱硫剂填料层从顶部导出汇入总管,通过设计良好的沼气空速和脱硫剂装填高度及工艺操作指标控制,能达到良好的精脱硫效果。
二 湿法脱硫
湿法脱硫可以分为循环法和氧化法两种。氧化法是以碱性溶液为吸收剂,并加入载氧体催化剂,吸收H₂S反应生成HS⁻,并将其氧化成单质硫,湿式氧化法是把脱硫剂溶解在水中,液体进入设备,与沼气混合,沼气中的H₂S与液体产生中和反应,生成HS⁻再催化氧化成单质硫分离出系统。
湿法脱硫工艺主体包括洗涤塔、脱硫塔和再生槽、H₂S采样与监测系统、碱液配置槽、供水软水装置、液位控制系统、支撑件和连接件等,脱硫系统通过对出气H₂S浓度的监控以及碱度催化剂浓度和反应温度的操作监控,实现对沼气中H₂S脱除。
沼气由下至上通过脱硫塔,Na₂CO₃溶液(或NaOH溶液)从顶部向下喷淋,使得H₂S气体与碱液发生了充分的化学反应,完成脱硫过程。
核心化学反应(以Na₂CO₃脱硫为例):
1. H₂S+Na₂CO₃=NaHS+NaHCO₃
2. CO₂+Na₂CO₃+H₂O=2NaHCO₃
3. NaHS+1/2O₂=S↓+NaOH
4. NaOH+NaHCO₃=Na₂CO₃+H₂O
由于沼气中含有的大量CO₂成份,其会与碱液发生中和反应,因此在湿法脱硫过程中,CO₂会同样消耗碱液,这是湿法脱硫工艺中需要重点考虑的问题。