沼气脱硫运行方法（沼气脱硫技术）

沼气脱硫运行方法（沼气脱硫技术）脱硫剂再生如在脱硫装置内进行，必须严格控制再生条件：常压，床层温度为30~60℃，严格控制超温，否则会引起单质S的升华和自然，水分含量在使用条件的35％，pH值为8~10，为提高再生效果，可在脱硫塔底部进气口处定时加入适量的浓氨水（NH3·H2O）[5，29]，造成弱碱性再生环境，当观察到脱硫剂由黑褐色转变为红棕色时，再生即完成。 脱硫剂再生可循环多次，直到脱硫剂中的大部分孔隙被单质S堵满失去活性为止。 当脱硫剂工作进行到一定程度后，即Fe2O3大量转化为Fe2S3或FeS，出口H2S的浓度超过规定标准时，就需要对脱硫剂进行处理。太原理工大学开发的、山西科灵公司生产的常温氧化铁脱硫剂硫容可达30％~40％，脱硫效率也高均在99％以上[31]，未达到饱和硫容的脱硫剂可进行再生；若超过了饱和硫容就需要更换新脱硫剂。脱硫剂再生原理：将脱硫剂与氧气接触（向脱硫装置内通入氧气或将脱硫剂置于大气中）发

沼气脱硫技术是一项从沼气中分离硫化氢的技术，由美国纽约州康奈尔大学的植物学科学家发明，该技术的原理是将沼气注入木桶底部，桶中放粪便构成的特殊介质，沼气通过时，其中的硫化氢就被去除，“控硫大使”的专家哈曼估计这种特殊介质可以被重复使用6次，之后再在沼气混合物中重新补充这种特殊介质即可。该项技术不仅限于农场使用，在下水道处理厂和垃圾填埋场产生的沼气也可用于分离硫化氢。另外，一项新型沼气脱硫技术名为《农村户用沼气常温氧化铁脱硫催化剂生产技术与废弃脱硫催化剂绿色化方法》的科技项目获得了科技成果鉴定^[38]，并被评为同类技术国内领先水平。该项成果研发期间申报了3项自主知识产权的国家专利。新开发的农村户用沼气常温氧化铁脱硫剂产品具有硫容大、净化程度高、使用寿命长、再生方便充分、机械强度高、耐水性强的特点。产品累计硫容超过35％，抗侧压强度大于40N/cm，低强度百分率小于10％，产品无毒、无害，可将农村户用沼气中的H₂S脱除到0.1mg/Nm³以下，真正让沼气成为清洁环保的可再生能源。同时，对使用失效的脱硫催化剂提出了绿色化处理方法，通过吸收沼液沼渣中农作物所必需的生长元素，将其制成农用缓释肥料，实现了资源的综合利用和环境友好。

沼气干式法脱硫技术主要包括氧化铁法、活性炭法等。Fe₂O₃脱硫剂为条状多孔结构固体，填装于脱硫装置内，沼气经过时，对H₂S能进行快速的不可逆吸附，数秒内可将H₂S脱除至1ppm以下，发生如下化学反应：

Fe₂O₃·H₂O 3H₂S Fe₂S₃·H₂O 3H₂O

Fe₂O₃·H₂O 3H₂S 2FeS S 4H₂O

当脱硫剂工作进行到一定程度后，即Fe₂O₃大量转化为Fe₂S₃或FeS，出口H₂S的浓度超过规定标准时，就需要对脱硫剂进行处理。太原理工大学开发的、山西科灵公司生产的常温氧化铁脱硫剂硫容可达30％~40％，脱硫效率也高均在99％以上^[31]，未达到饱和硫容的脱硫剂可进行再生；若超过了饱和硫容就需要更换新脱硫剂。脱硫剂再生原理：将脱硫剂与氧气接触（向脱硫装置内通入氧气或将脱硫剂置于大气中）发生反应生成Fe₂O₃和S单质，反应式为：

2Fe₂S₃·H₂O 3O₂ 2Fe₂O₃·H₂O 6S

4FeS 3O₂ 2Fe₂O₃ 4S

脱硫剂再生可循环多次，直到脱硫剂中的大部分孔隙被单质S堵满失去活性为止。

脱硫剂再生如在脱硫装置内进行，必须严格控制再生条件：常压，床层温度为30~60℃，严格控制超温，否则会引起单质S的升华和自然，水分含量在使用条件的35％，pH值为8~10，为提高再生效果，可在脱硫塔底部进气口处定时加入适量的浓氨水（NH₃·H₂O）^[5，29]，造成弱碱性再生环境，当观察到脱硫剂由黑褐色转变为红棕色时，再生即完成。

为充分实现脱硫剂的脱硫性能，按其机理控制工艺条件优为重要，脱硫机理：最佳反应温度为20~40℃，冬季尤其要注意；水分含量不宜过大亦不宜过小，水过多，脱硫剂表面的微孔被堵塞，H₂S不能与脱硫剂接触，不能被有效脱除，水分过少难于形成液膜，H₂S的吸附受到影响，脱除效果亦不理想，沼气水分一般偏大，可在其脱硫罐前加置气水分离器并定期排出水分，避免液态水进入脱硫床层；脱硫剂再生时应遵守上述再生条件，再生时间应维持在24~48小时为宜。

湿式法脱硫技术

沼气湿式法脱硫技术包括碱性溶液吸收法、萘醌氧化法、HAPS氧化法、PDS法等。碱性溶液法吸收H₂S^[30]，采用逆流接触，反应如下：

2NaOH H₂S Na₂S 2H₂O

NaOH H₂S NaHS H₂O

H₂S吸收受到流速、流量、温度、气量、停留时间等因素的影响，溶解度很难保证100％，易形成NaHS，而非Na₂S。NaHS再生时与氧气反应生成硫酸盐和硫代硫酸盐，降低吸收液的吸收能力，从而碱液需要定期更换，也可能带来二次污染。

萘醌氧化法是氧化H₂S成为S单质，从而脱除H₂S，回收硫，此法具有合适的氧化还原电位，易操作等优点。HAPS氧化法是以Na₃PMo₁₂O₄₀、NaCl、Na₂CO₃和NaVO₃的混合液作吸收液，常温下将H₂S转化为S单质，使用后的HAPS经氧气氧化再生后可循环使用，S单质分离回收。PDS法为钛箐钴磺酸盐系化合物的混合物，脱除H₂S具有工艺简单、成本低、效果好等优点。

在能源越来越紧张，环保要求越来越高的形势下，沼气利用对丰富和完善能源结构，缓解能源供需不平衡，提高可再生资源利用率，减少不可再生能源消耗，避免废弃物造成环境污染，降低工业、农牧业、养殖业生成成本，提升副产品利用价值有切实的意义。因此，沼气技术发展需要注意以下几点：

(1) 完善可再生能源激励政策，针对沼气工程的能量多层次利用和物质循环利用，既产生节能减排的公益性又带来环境效益，政府应加大财政补贴和扶持力度，给予一些优惠政策，鼓励发展；

(2) 加强沼气工程新技术和新设备研发，提高效率，降低工程成本。尤其是适合偏远地区和孤岛等地综合利用的小型沼气利用技术开发；

(3) 对多原料高浓度联合发酵技术研究，保证产气原料充足，提高装置产气率。沼气工程向集中化、大型化的方向发展，提高工程经济性和能源效率；

(4) 沼气发电和用于燃料电池，是有效利用沼气资源的新途径，具有很大的发展潜力；

(5) 沼气综合利用技术开发，开展沼气提纯技术，可使沼气注入天然气网用做燃料，或代替汽油、柴油用于车辆，实现沼气利用高端化，提高能源效益。

(6) 完善和合理规划养殖与种植产业布局，实现资源综合平衡利用，减少输送成本，提高效益。

(7) 推广沼气农村发展，前景十分广阔；

(8) 沼气脱硫技术发展相对较成熟，但仍有很多弊端，需进一步完善，避免造成二次污染，实现循环利用。