沼氣脫硫器中沼氣干式法脫硫技術(shù)主要包括氧化鐵法、活性炭法等。Fe2O3脫硫劑為條狀多孔結(jié)構(gòu)固體,填裝于脫硫器內(nèi),沼氣經(jīng)過時,對H2S能進行快速的不可逆吸附,數(shù)秒內(nèi)可將H2S脫除至1ppm以下,發(fā)生如下化學反應:
Fe2O3·H2O + 3H2SFe2S3·H2O + 3H2O
Fe2O3·H2O + 3H2S2FeS + S + 4H2O
沼氣脫硫器
當脫硫劑工作進行到一定程度后,即Fe2O3大量轉(zhuǎn)化為Fe2S3或FeS,出口H2S的濃度超過規(guī)定標準時,就需要對脫硫劑進行處理。太原理工大學開發(fā)的常溫氧化鐵脫硫劑硫容可達30%~40%,脫硫效率也高均在99%以上[31],未達到飽和硫容的脫硫劑可進行再生;若超過了飽和硫容就需要更換新脫硫劑。脫硫劑再生原理:將脫硫劑與氧氣接觸(向脫硫裝置內(nèi)通入氧氣或?qū)⒚摿騽┲糜诖髿庵校┌l(fā)生反應生成Fe2O3和S單質(zhì),反應式為:
2Fe2S3·H2O + 3O2 2Fe2O3·H2O + 6S
4FeS + 3O2 2Fe2O3 + 4S
脫硫劑再生可循環(huán)多次,直到脫硫劑中的大部分孔隙被單質(zhì)S堵滿失去活性為止。
脫硫劑再生如在沼氣脫硫器內(nèi)進行,必須嚴格控制再生條件:常壓,床層溫度為30~60℃,嚴格控制超溫,否則會引起單質(zhì)S的升華和自然,水分含量在使用條件的35%,pH值為8~10,為提高再生效果,可在脫硫器底部進氣口處定時加入適量的濃氨水(NH3·H2O)[5,29],造成弱堿性再生環(huán)境,當觀察到脫硫劑由黑褐色轉(zhuǎn)變?yōu)榧t棕色時,再生即完成。
為充分實現(xiàn)脫硫劑的脫硫性能,按其機理控制工藝條件優(yōu)為重要,脫硫機理:反應溫度為20~40℃,冬季尤其要注意;水分含量不宜過大亦不宜過小,水過多,脫硫劑表面的微孔被堵塞,H2S不能與脫硫劑接觸,不能被有效脫除,水分過少難于形成液膜,H2S的吸附受到影響,脫除效果亦不理想,沼氣水分一般偏大,可在其脫硫罐前加置氣水分離器并定期排出水分,避免液態(tài)水進入脫硫床層;脫硫劑再生時應遵守上述再生條件,再生時間應維持在24~48小時為宜。