東獅牌DSH脫硫催化劑在沼氣脫硫系統(tǒng)中的應用案例分析

[摘要]沼氣是各種有機物質(zhì)，在隔絕空氣（還原條件），并在適宜的溫度、pH值下，經(jīng)過微生物的發(fā)酵作用產(chǎn)生的一種可燃燒氣體。沼氣中所含硫化氫在使用前因環(huán)保與工藝要求必須去除。在新疆某生物能源公司，隨著生產(chǎn)負荷的提高，硫化氫濃度也翻倍增加，使得脫硫后出口硫化氫指標大幅升高，不能滿足下游客戶的使用要求。該公司與眾多相關(guān)技術(shù)人員交流給出了設備改造方案，但是由于時間與資金原因，給其帶來很大困擾。經(jīng)過東獅技術(shù)員現(xiàn)場查看后，經(jīng)分析東獅DSH高硫容抑鹽催化劑，因其高硫容性、高抑鹽性可以解決此問題。并且，通過更換催化劑后取得了很好效果，硫化氫指標合格穩(wěn)定、堿耗降低，得到客戶認可。關(guān)鍵詞：沼氣硫化氫東獅牌DSH催化劑0、引言在我國，沼氣有著廣闊的應用前景，從南方到北方不同的地理環(huán)境均為沼氣能源建設提供了便利的條件。我國北方推廣的塑料大棚、沼氣池、禽畜舍和廁所相結(jié)合的“四位一體”沼氣生態(tài)農(nóng)業(yè)模式，中部地區(qū)開發(fā)的結(jié)合大棚蔬菜并以沼氣為紐帶的“豬—沼—果”生態(tài)果園模式，南方建立的“豬—沼—果”、“豬—沼—魚”、“?！印荨蹦Ｊ?，以及部分地區(qū)因地制宜建立的“養(yǎng)殖—沼氣—種植（養(yǎng)殖）”等模式都實現(xiàn)了以沼氣為紐帶，能量多層次利用和物質(zhì)循環(huán)利用的生態(tài)農(nóng)業(yè)模式，有機廢物厭氧消化制取沼氣都會有H2S的產(chǎn)生，H2S是一種腐蝕性很強的化合物，對輸氣管、儀器儀表、燃燒設備等有很強的腐蝕作用，其燃燒產(chǎn)物二氧化硫也是一種腐蝕性很強的氣體，進入大氣能產(chǎn)生“酸雨”。H2S對人體的危害亦很大，對黏膜和呼吸道有刺激作用，空氣中含0.1％的H2S數(shù)秒內(nèi)可使人致命，所以脫除硫化氫是必要工藝。1、沼氣工藝流程及其主要成分1.1沼氣工藝流程沼氣發(fā)酵為厭氧發(fā)酵技術(shù)，沼氣發(fā)酵技術(shù)主要包括原料的預處理，進入發(fā)酵器，并在適宜的溫度、pH值下進行發(fā)酵，產(chǎn)出的沼氣經(jīng)過脫硫、脫碳工藝后經(jīng)過壓縮可制得的CNG,或者在脫硫后就可作為燃料直接使用。發(fā)酵后殘渣經(jīng)過固液分離可得到沼液與沼渣，沼液與水配置后可以進行灌溉增加土地肥力為植物提供多種營養(yǎng)元素，沼渣可生產(chǎn)有機肥，改善土壤結(jié)構(gòu)。1.2沼氣主要成分一般說來，沼氣的主要成分是甲烷。沼氣由50%～80%甲烷(CH4)、20%～40%二氧化碳(CO?)、0%～5%氮氣(N2)、小于1%的氫氣(H2)、小于0．4%的氧氣(O2)與0．1%～3%硫化氫(H2S)等氣體組成。由于沼氣含有少量硫化氫，所以略帶臭味。以我公司在中廣核旗下新疆某生物能源公司的實際應用為例，其公司的沼氣硫化氫(H2S)含量為0.5-1.5%。2、沼氣脫硫系統(tǒng)的難點由于沼氣生產(chǎn)工藝波動較大、硫化氫指標波動也較大，其本身高硫化氫、高二氧化碳的特性，使得沼氣脫硫較為困難。（1）傳統(tǒng)酞菁鈷類催化劑在這種硫化氫含量較高的氣源環(huán)境下，一旦生產(chǎn)負荷偏高加之硫化氫指標較高在雙重高指標下運行，在固定脫硫工藝狀態(tài)下催化劑的催化氧化能力就表現(xiàn)適應變差。（2）而二氧化碳含量偏高則會引起溶液中NaHCO3含量富集升高，從而造成堿耗增加以及溶液中的NaHCO3結(jié)晶堵塞輸液管道和塔內(nèi)填料等現(xiàn)象。3、新型DSH脫硫催化劑在沼氣脫硫系統(tǒng)成功應用的案例以東獅牌DSH高硫容抑鹽脫硫催化劑在中廣核新疆某生物能源公司的實際應用為例，該項目處理沼氣流量1.5萬Nm3/d，沼氣中H2S含量5000—15000ppm，2臺脫脫塔并聯(lián)運行，入口壓力≤2Kpa，脫硫塔阻力≤1KPa，入口沼氣氣溫度28-36℃；總?cè)芤罕Ｓ辛考s80m3，兩塔溶液循環(huán)量設計為70m3/h，由于管路結(jié)晶堵塞，當前實際為50m3/h，前期沼氣產(chǎn)量一直在0.8萬Nm3/d左右，因增加產(chǎn)量與沼氣硫化氫含量大幅增加，使得脫硫出口硫化氫經(jīng)常超標，達到600ppm。嚴重影響下游客戶使用需求，但由于沒有時間進行檢修與加大投資進行改造，決定使用東獅DSH催化劑來解決此項問題。（1）在未進行設備改造前提下，且在氣量加大硫化氫濃度增加的前提下，脫硫效率顯著提升，由90.37%提升至99.17%，出口硫化氫平均由517ppm降低至53ppm。應用前：出口硫化氫嚴重超標，影響客戶使用，進口硫化氫平均5367ppm最高6000ppm，出口517ppm，脫硫效率為90.37%。應用后：出口硫化氫顯著降低，滿足了需求，進口硫化氫平均6416ppm，最高12000ppm，出口平均53ppm，脫硫效率達99.17%。（2）硫膏產(chǎn)量增加71.42%；應用前：平均一周卸硫膏為兩板框；應用后：平均每天卸硫膏為一板框。（3）無廢液排放，降低除鹽水消耗；應用前：系統(tǒng)再生效果較差，影響吸收效果，需每日排液3立方。應用后：隨著再生效果變好，吸收效果大幅提升，排液大減，從而降低了除鹽水消耗。（4）純堿消耗顯著降低，降低27.5%。應用前：每日消耗純堿平均120公斤；應用后：每日消耗平均85公斤，較先前降低27.5%。4總結(jié)東獅自主研發(fā)的DSH高硫容抑鹽催化劑在沼氣脫硫上具有顯著的使用優(yōu)勢，能夠在高二氧化碳、溶液循環(huán)量降低的情況下，依舊保證硫化氫指標的穩(wěn)定；且能及時將