沼气双级脱硫装置的研究

2017-12-25宁令飞林桂就

化工技术与开发 2017年12期

关键词：炉具脱硫剂硫化氢

宁令飞，林桂就

(广西化工研究院，广西南宁 530001)

沼气双级脱硫装置的研究

宁令飞，林桂就

(广西化工研究院，广西南宁 530001)

设计制造了一种新型沼气双级脱硫装置。同时，在农村沼气用户的使用过程中，将此沼气双级脱硫装置与市场上销售的脱硫器进行了脱硫应用试验和对比试验。

沼气；脱硫；双级装置；硫化氢

在农村，能源问题直接影响经济发展和生态环境的保护。沼气池的建设有效保护了生态环境，巩固了退耕还林的成果。沼气是一种混合气体，其主要成分是甲烷和二氧化碳，此外还含有少量的氮、氢、一氧化碳和硫化氢等气体。沼气中硫化氢含量约为0.5～10g·m-3。硫化氢气体具有恶臭鸡蛋味，是强烈的神经毒物。沼气点火时，其中的硫化氢气体燃烧生成二氧化硫，二氧化硫继续氧化生成三氧化硫，二氧化硫和三氧化硫在潮湿环境下会生成亚硫酸和硫酸。亚硫酸和硫酸会腐蚀炉具、炊具、热水器和家用电器等。长期吸入二氧化硫和三氧化硫会损害人的呼吸系统，对人体健康造成危害。此外，二氧化硫和三氧化硫是形成酸雨的祸首，严重破坏生态环境。

沼气脱硫是沼气发展的瓶颈之一，搞好沼气脱硫，对沼气在广大农村的普及具有积极的意义。目前市场上有两种沼气脱硫器，一种为内装液体脱硫剂的脱硫器，另一种为内装固体脱硫剂的脱硫器，其脱硫效率和使用寿命均不甚理想。脱硫剂的质量和脱硫器的结构直接影响到使用寿命和脱硫效率[1]。为此，我们开展了沼气双级脱硫装置项目的研究。

1 试验部分

1.1 装置结构及工艺流程

新型沼气双级脱硫装置外壳选用全新聚乙烯材料吹塑工艺制造，具有抗腐蚀、抗老化和耐压等优点。装置由双瓶组成，1号瓶和2号瓶通过连通管巧妙设计而连接成一整体，1号瓶和2号瓶的瓶口分别与沼气进出口接头螺纹联接，用橡胶垫密封。2号瓶下部设置多孔分布板，分布板上承装颗粒脱硫剂，分布板之下为集渣、集气室。1号瓶装液体脱硫剂。沼气经1号瓶内的液体脱硫剂吸收脱硫后，经连通管进入2号瓶的集渣、集气室，经多孔分布板均匀分布后，被颗粒脱硫剂再次吸收脱硫，2号瓶出口的沼气为净化气，可接入炉具、热水器点火燃烧。设计过程中，除了考虑以上的工艺方案外，还需考虑有效容积、阻力、空速、脱硫床层高径比、安装、外观等因素。设计方案和制造工艺经多次修改完善后进入批量试生产。

双级脱硫装置的工艺流程简图见图1。

图1 双级脱硫装置的工艺流程简图

1.2 应用试验和对比试验

我们在平果县坡造镇都阳村选择了3户池型相同、但硫化氢含量不同的沼气用户进行脱硫对比实验。高硫池和低硫池使用沼气双级脱硫装置脱硫，中硫池使用对比样脱硫器脱硫，每隔一段时间对沼气中的硫化氢进出口含量测试1次。

2 结果和讨论

2.1 脱硫应用效果

沼气脱硫应用对比试验结果见表1。由表1可看出，1号用户(平均硫化氢含量为4.67g·m-3)使用沼气双级脱硫装置7个半月后，脱硫效率降至79.1%，经再生后继续使用3个月零20天(平均硫化氢含量7.97g·m-3)，脱硫效率降至79.6%，累计使用时间为11个月(按脱硫效率降至80%计)。2号用户(平均硫化氢含量0.96g·m-3)，使用11个多月后脱硫效率仍为100%。3号用户(平均硫化氢含量2.13g·m-3)使用对比样沼气脱硫器2个半月后，脱硫效率降至77.8%，经再生后继续使用22d，脱硫效率再次降至72.7%，累计使用时间为3个余月(按脱硫效率降至80%计)。在硫化氢含量高出1倍多的情况下，沼气双级脱硫装置的使用时间仍比对比样脱硫器的使用时间长很多。