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随着工业化经济的发展,环境的问题越来越明显,污水的随意排放严重威胁到人类的生存环境。迫于环保压力,近几年,特别是在化工、造纸、制药、柠檬酸等水污染处理污水排放量大的企业,污水处理技术有了长足的发展。到目前,污水处理技术的发展较为成熟,“实现污水处理零排放”已由梦想变为现实。然而污水处理过程中所产生的沼气却几乎没有利用,既浪费了资源,又造成了二次污染,原因是该沼气中硫化氢含量太高,用作发电或烧锅炉会严重腐蚀设备,用作生活煤气会威胁到居民健康。那么这些企业为什么不进行脱硫后再对沼气加以利用呢?原因是这些企业对沼气脱硫特别是无前车之鉴的如此高硫缺乏了解,没有信心。河北省华药集团威可达制药厂的污水处理系统已运行多年,在去年十月份新上一套脱硫系统,该工程由石家庄嘉诚环保公司设计,由于该公司设计部门对脱硫工艺和设备上的数据多来自于理论,缺乏实践经验,所以开车前决定与长春东狮公司合作,使用888脱硫剂,并由东狮公司派技术人员到现场指导开车和做开车前的准备工作。
2 H2S的处理工艺
2.1 气体流程
由厌氧塔来的沼气进入1#脱硫塔底部,自下而上与塔顶喷淋下来的脱硫液反应后,由顶部出来进入2#脱硫塔底部,与2# 塔内自上而下的脱硫液逆流接触再次反应后,由塔顶出来,去热管锅炉燃烧。
2.2 液体流程
吸收H2S后的富液分别由1#、2#脱硫塔底进入富液槽,然后由富液泵打入再生喷射器,经喷射器形成负压吸入空气后,共同进入再生槽底部,经再生槽充分混合、氧化再生,再生后的贫液经液位调节器进入贫液槽,再由贫液泵分别打入二个脱硫塔顶部,在塔内自上而下,进行脱硫反应。
3 设备参数
脱硫塔: φ1300×11000,
两台串联,均一层,5米散堆填料
再生槽: φ2500×4500,
喷射器7组
贫液槽、富液槽: 容积各为40m3
贫液泵、富液泵: 40 m3/h,
均二开一备
循环再生泵 30m3/h, 一台
板框过滤机: 2m2
4 888脱硫剂在沼气脱硫中的反应原理
888脱硫剂是酞菁钴系列催化剂,它的成分是多种金属离子为中心的一大类有机金属化合物。它具有强吸附作用,能迅速吸附并活化氧,被吸附的氧处于高度活化状态,能在瞬间内将HS-氧化为单质S,从而加快脱硫反应速度。
888脱硫剂在沼气脱硫过程中的反应机理分以下几步:
分子氧由气相转至液相;
液相中的分子氧被888催化剂活性中心吸附并活化,生成活性中间体;
活性中间体与脱硫反应生成的多硫化物反应生成单质硫;
单质硫析出离开888催化剂;
888在再生过程重新吸附O2并活化。
反应脱硫过程的主要化学反应式:
5 888及辅助碱的消耗控制
5.1 溶液的配制
该系统溶液量为120m3,Na2CO3按20g/l投加。初投量为2.4吨;888按20g/m3投加,初投量为2.5kg。
5.2 正常生产的用量
按气量为6000m3/天,入口H2S为41g/m3计,888用量为250g/天;Na2 CO3的加入量为100kg/天
6 存在问题及解决方法
6.1 脱硫液温度低,一般小于25 ℃,影响脱硫效率和再生效果。解决方法是向贫、富液槽通蒸汽,将系统溶液温度提至35—40℃。
6.2 再生喷射器7组均无液体入口阀,开始时只能7组全开,喷射压力低,吸气量小,形不成泡沫层。解决方法:用盲板将再生喷射器进液管堵住3组,留4组运行。
6.3 开车后,再生泵最多开2组,仍不能满足再生能力。解决方法:将循环再生泵开起来,由贫液槽将部分脱硫液直接打回再生槽,以满足再生压力。
6.4 再生液位调节器用阀门控制且设在贫液槽入口处,液位控制难度较大。解决方法:由东狮公司技术人员为其设计套筒式液位调节器,安装位置为再生槽液体出口处。
7 工艺条件控制
Na2CO3: 3 g/l
总碱度: 0.4N
PH值:: 8.5—9.0
溶液温度: 38±2℃
溶液循环量: 80m3/h
催化剂浓度: 20ppm
8 使用效果
8.1 气量6000m3/天,入口H2S为40.36g/m3,出口H2S≤100mg/m3
8.2 开车5天后再生槽泡沫正常,经压滤后硫饼产量为380kg/天。
作为富含(CH4+H2)的污水处理沼气,其燃烧价值相当可观,但沼气中的有害气体H2S在很大程度上限制了其应用,因此,搞好气体的净化是非常有意义的。888在该系统的成功应用,证实了888脱硫剂脱高硫能力极强,也充分说明888脱硫技术在沼气的脱硫中,将具有极为广泛的应用前景。