[發明專利]一種利用膠原纖維/聚酯復合材料負載Fe（Ⅲ）脫除沼氣中硫化氫的裝置及方法

有效

• 申請號: 201310162981.5
• 申請日: 2013-05-06
• 公開（公告）號: CN103254957A
• 公開（公告）日: 2013-08-21
• 發明（設計）人: 馬興元;張浩然;楊西萍;胡雪麗
• 申請（專利權）人: 陜西科技大學
• 主分類號: C10L3/10
• 分類號: C10L3/10;B01D53/82;B01D53/52
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 蔡和平

1.一種利用膠原纖維/聚酯復合材料負載Fe（Ⅲ）脫除沼氣中硫化氫的裝置，其特征在于：包括氧化塔（1）以及填充有膠原纖維/聚酯復合材料（6）的吸收塔（2），吸收塔（2）上分別設有沼氣入口（7）和脫除硫化氫后的沼氣出口（8），氧化塔（1）上分別開設有氧化性氣體入口（9）和氧化性氣體排氣口（10）；所述的氧化塔（1）上的第二循環液出口與吸收塔（2）上的第一循環液的入口相連通，吸收塔（2）上的第一循環液出口與沉淀池相連通，沉淀池的一個出口與單質硫回收裝置相連通，另一個出口與氧化塔（1）上的第二循環液入口相連通。

2.根據權利要求1所述的利用膠原纖維/聚酯復合材料負載Fe（Ⅲ）脫除沼氣中硫化氫的裝置，其特征在于：所述的沉淀池的另一個出口與氧化塔（1）上的第二循環液入口之間設置有循環泵（4）。

3.根據權利要求1所述的利用膠原纖維/聚酯復合材料負載Fe（Ⅲ）脫除沼氣中硫化氫的裝置，其特征在于：所述的沉淀池采用斜板沉淀池（3）。

4.根據權利要求1所述的所述的利用膠原纖維/聚酯復合材料負載Fe（Ⅲ）脫除沼氣中硫化氫的裝置，其特征在于：所述的單質硫回收裝置為過濾池（5）。

5.根據權利要求1所述的利用膠原纖維/聚酯復合材料負載Fe（Ⅲ）脫除沼氣中硫化氫的裝置，其特征在于：所述的氧化塔（1）上還設有用于補充鐵源的補充液入口（11）。

6.一種采用權利要求1所述裝置脫除沼氣中硫化氫的方法，其特征在于，所述的裝置中的循環液為含有鐵源的水溶液，所述的脫除沼氣中硫化氫的方法包括以下步驟：

1）從第二循環液出口出來的循環液從第一循環液入口進入吸收塔（2），且該循環液中含有Fe（Ⅲ），Fe（Ⅲ）與膠原纖維/聚酯復合材料（6）中的膠原纖維所具有的羧基進行配位吸附，Fe（Ⅲ）被吸附在膠原纖維上，形成以填料的形式存在于吸附塔（2）內的膠原纖維/聚酯復合材料Fe（Ⅲ）負載體；

2）在循環液進入吸收塔（2）的同時，沼氣從沼氣入口（7）進入吸收塔（2）內，沼氣中的硫化氫與膠原纖維/聚酯復合材料Fe（Ⅲ）負載體中的Fe（Ⅲ）發生氧化還原反應，使反應完后沼氣中硫化氫的濃度在0.5ppm以下，然后從脫除硫化氫后的沼氣出口（8）排出；在氧化還原過程中，參與氧化還原反應的Fe（Ⅲ）轉化為Fe（Ⅱ），參與氧化還原反應的硫化氫轉化為單質硫，Fe（Ⅱ）和單質硫隨著循環液從第一循環液出口流出吸收塔（2）；

3）從吸收塔（2）流出的循環液進入沉淀池，沉淀池將循環液中的單質硫分離出來，并通過一個出口進入單質硫回收裝置；而Fe（Ⅱ）隨著循環液從沉淀池的另一個出口輸出后從第二循環液入口進入氧化塔（1），同時，空氣從氧化性氣體入口（9）進入氧化塔（1），循環液中的Fe（Ⅱ）被空氣氧化為Fe（Ⅲ），然后空氣從氧化性氣體排氣口（10）排出，含有Fe（Ⅲ）的循環液從氧化塔（2）的第二循環液出口輸出。

7.根據權利要求6所述的脫除沼氣中硫化氫的方法，其特征在于：所述的步驟1）中第一循環液入口處循環液中的Fe（Ⅲ）濃度控制在0.1～0.8mol/L，沼氣中硫化氫的含量在50～5000ppm，且在同一時間段內，所述的裝置中循環液的流量為每分鐘5～50L，沼氣以每分鐘1～100L的流量從沼氣入口（7）進入吸收塔（2），空氣以每分鐘10～100L的流量從氧化性氣體入口（9）進入氧化塔（1）中。

8.根據權利要求6所述的脫除沼氣中硫化氫的方法，其特征在于：所述的步驟2）中通過調節沼氣入口處沼氣的溫度使吸收塔（2）中的溫度保持在20～35℃，所述的步驟3）通過調節第二循環液入口處循環液的溫度使氧化塔（1）中的溫度保持在20～35℃。

9.根據權利要求6所述的脫除沼氣中硫化氫的方法，其特征在于：所述的步驟3）中循環液從沉淀池的另一個出口輸出后經過循環泵（4）從第二循環液入口進入氧化塔（1）；所述的吸收塔還設有補充液入口（11），當吸收塔（2）的第一循環液入口處循環液中Fe（Ⅲ）的濃度小于0.1～0.8mol/L，補充補充液，使第一循環液入口處循環液中Fe（Ⅲ）的濃度為0.1～0.8mol/L。

10.根據權利要求9所述的脫除沼氣中硫化氫的方法，其特征在于：所述的補充液以及從第二循環液出口處出來的循環液為硫酸鐵和/或氯化鐵水溶液，且補充液中Fe（Ⅲ）的濃度為1～3mol/L。