沼氣脫硫塔在沼氣凈化系統中的作用中具有處理H2S、提高沼氣質量、符合能源利用標準和可再生能源利用等作用。干法脫硫操作相對簡單,對運行管理人員要求較低,適合運行管理水平一般的項目?;瘜W吸收法和生物脫硫法對運行管理人員的知識和技能要求較高,需要定期監測吸收液指標、微生物生長狀態等,并根據情況及時調整運行參數。因此,在選擇工藝時,需考慮項目自身的運行管理能力,確保所選工藝能正常運行和維護。
沼氣脫硫塔組成:
(一)沼氣脫硫塔主體
塔體結構:采用碳鋼、玻璃鋼材質制作,確保塔體具備較好的強度和耐腐蝕性,能承受沼氣壓力及吸收液或脫硫劑的腐蝕作用。沼氣脫硫塔塔體設計為圓柱形,內部根據不同脫硫工藝設置相應的結構,如采用化學吸收法時,設置噴淋裝置、填料層等;采用生物脫硫法時,設置生物載體、曝氣裝置等;采用干法脫硫時,設置脫硫劑裝填層及氣體分布裝置。
進出氣口設計:進氣口位于塔體底部一側,設計為切線方向或特殊的氣體分布結構,使沼氣能均勻進入塔內,與吸收液或脫硫劑充分接觸。出氣口位于塔體頂部,設置除霧裝置(如采用折流板、絲網除霧器等),處理脫硫后沼氣中的液滴或粉塵。
(二)吸收液/脫硫劑系統
化學吸收法吸收液系統:包括吸收液儲存罐、循環泵、加藥裝置等。吸收液儲存罐用于儲存堿性吸收液,循環泵將吸收液從儲存罐輸送至沼氣脫硫塔頂部的噴淋裝置,實現吸收液的循環使用。加藥裝置根據吸收液的pH值及H2S吸收情況,自動添加堿性(如NaOH、Na?CO?),維持吸收液的脫硫能力。同時,設置吸收液再生裝置,對吸收了H2S的富液進行再生處理,分離出硫等副產物,恢復吸收液的活性。
干法脫硫法脫硫劑系統:包含脫硫劑儲存裝置及更換設備。脫硫劑儲存裝置用于存放備用脫硫劑,當塔內脫硫劑失效時,通過更換設備(如手動或自動卸料裝置)將失效脫硫劑排出,裝填新的脫硫劑。同時,可設置脫硫劑再生裝置(若脫硫劑具有再生性能),對部分失效的脫硫劑進行再生處理。
(三)監測與控制系統
傳感器設置:在脫硫塔進出口管道上安裝H2S濃度傳感器,實時監測沼氣中H2S的進出濃度,以便及時掌握脫硫效率。
控制系統:采用自動化控制系統(如PLC控制系統),將傳感器采集的數據傳輸至控制系統進行分析處理。
沼氣脫硫塔在沼氣凈化系統中的作用技術原理
(一)化學吸收法
采用堿性溶液(如NaOH或Na?CO?溶液)作為吸收劑,與沼氣中的H?S發生化學反應。以NaOH溶液為例,其反應方程式為:H?S+2NaOH→Na?S+2H?O。沼氣從脫硫塔底部進入,與從塔頂噴淋而下的堿性吸收液逆流接觸,H?S被吸收液吸收,從而實現脫硫。
(二)干法脫硫法
主要采用固體脫硫劑(如以氧化鐵為主要成分的脫硫劑)來處理H?S。脫硫劑與H?S發生化學反應,以Fe?O??H?O為脫硫劑時,反應式為:Fe?O??H?O+3H?S→2FeS+S+4H?O。沼氣通過填充有脫硫劑的脫硫塔,H?S被脫硫劑吸附并反應。隨著反應進行,脫硫劑逐漸失效,需定期更換。干法脫硫結構簡單、操作方便,但脫硫劑需頻繁更換,運行成本較高。