[發(fā)明專利]一種脫除沼氣中硫化氫的吸收劑及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910079906.X
• 申請日: 2019-01-28
• 公開（公告）號: CN109603455B
• 公開（公告）日: 2021-09-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 梅雪;鄭毅;孟慶國;李旭源
• 申請（專利權(quán)）人: 北京盈和瑞環(huán)境科技有限公司
• 主分類號: B01D53/52
• 分類號: B01D53/52;B01D53/78;B01D53/96
• 代理公司: 北京同輝知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11357
• 代理人: 劉洪勛

本發(fā)明提供了一種脫除沼氣中硫化氫的吸收劑，所述吸收劑為水溶液，溶質(zhì)包含絡(luò)合鐵及絡(luò)合亞鐵、N,N?二羥烷基哌嗪、碳酸鈉及碳酸氫鈉緩沖體系、非離子型表面活性劑、離子型表面活性劑和抗氧化劑；其中，鐵元素的濃度為100～2000mg/L，絡(luò)合鐵與絡(luò)合亞鐵的摩爾比為0.2～5，通過碳酸鈉及碳酸氫鈉緩沖體系控制溶液pH在6.0～9.0，非離子型表面活性劑的濃度為50～500mg/L，離子型表面活性劑的濃度為10～100mg/L，N,N?二羥乙基哌嗪的濃度為10～100mg/L，抗氧化劑的濃度為50～500mg/L。本發(fā)明還提供了使用該吸收劑脫除硫化氫的方法。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及氣體凈化技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種脫除沼氣中硫化氫的吸收劑及方法。

背景技術(shù)

沼氣是農(nóng)作物秸稈、畜禽糞污、餐廚垃圾等有機物質(zhì)在厭氧條件下，經(jīng)過微生物的發(fā)酵作用產(chǎn)生的一種混合氣體，沼氣的主要成分是甲烷及二氧化碳，還含有少量的氮氣、氧氣、氫氣以及硫化氫等成分。沼氣的利用以發(fā)電和提純天然氣為主，作為可再生能源已成為我國能源戰(zhàn)略的重要組成部分。硫化氫具有腐蝕性，并在在燃燒利用過程中會轉(zhuǎn)化為二氧化硫，排放到大氣會形成酸性氣體污染，嚴重影響環(huán)境。因此，在沼氣發(fā)電或提純前需要對沼氣進行凈化，脫除其中的硫化氫氣體。

按照硫化氫的脫除原理進行分類，可以分為物理法脫除硫化氫、化學(xué)法脫除硫化氫以及生物法脫除硫化氫。物理法脫除硫化氫可以分為以活性炭、分子篩為代表的吸附法和以有機醇類為代表的物理溶劑法；化學(xué)法可以分為以氧化鐵為代表的干法以及以氫氧化鈉及氯堿混合液、絡(luò)合鐵為代表的濕法；生物法可以分為酸法生物脫硫以及堿法生物脫硫。其中，干法及吸附法脫硫適用于氣體中含有較低的硫化氫濃度，多用于濕法之后的精脫硫化氫；酸法及堿法生物脫硫涉及到微生物的培養(yǎng)，工程應(yīng)用過程中裝置的調(diào)試周期較長，相比之下，最有發(fā)展前景的是化學(xué)濕法脫除硫化氫技術(shù)。

中國專利CN104492251A公開了一種絡(luò)合鐵的微生物催化再生方法，該技術(shù)利用微生物的催化作用，加速絡(luò)合鐵的氧化再生。所使用的絡(luò)合劑包含乙二胺四乙酸(EDTA)、磺基水楊酸(FD)、三乙醇胺(TEA)、次氮基三乙酸(NTA)、檸檬酸(CA)等，由于FD、NTA、CA與鐵的絡(luò)合物在中高pH區(qū)間不穩(wěn)定，易形成沉淀，因此優(yōu)選的pH值為1.5至2.5。但是在這個pH范圍下，相較于中堿性，吸收劑對氣相中硫化氫的洗滌效果顯著下降，需要大大提高氣液洗滌時的液氣比才能達到較好的洗滌效果，這導(dǎo)致了系統(tǒng)能耗的顯著上升。同時，由于配體多為小分子有機物，具有較好的生物相容性，微生物的存在會導(dǎo)致配體的生物降解，使得吸收劑的補充量大大提高。

中國專利CN102151476A公開了一種超重力場下氧化脫除氣相中硫化氫的方法，所使用的混合溶液由絡(luò)合鐵、堿、硫磺改性劑、消泡劑組成，其中絡(luò)合鐵由EDTA、烷基醇胺、鐵鹽、檸檬酸鈉鹽組成。由于采用小分子醇胺類有機堿調(diào)節(jié)pH，而這些存在的有機堿在其運行pH 8.0-9.2的范圍內(nèi)不能完全被酸化成鹽，還具有相當(dāng)?shù)膿]發(fā)性，因此在脫除硫化氫的同時會造成沼氣中攜帶部分烷基醇胺，在之后的燃燒過程總形成氮氧化物二次污染。另一方面，其所使用的配體與鐵的摩爾比過高，為1.4-5，過多的配體在單質(zhì)硫固液分離時被固體硫顆粒帶出體系，無法再循環(huán)使用，這會大大增加體系的運行成本。

中國專利CN107511045A公開了一種脫除氣體中硫化氫的方法，采用動力波及填料塔，而這種裝置工藝多適用于工業(yè)原料氣中硫化氫的脫除，需要使用動力波裝置進行急冷及預(yù)脫，再使用填料塔對硫化氫進行精脫除，原料氣具有較高的溫度和壓力。沼氣的溫度和壓力都不高，若采用上述工藝需要將沼氣升壓，產(chǎn)生過多的能耗，因此這種工藝在沼氣脫除硫化氫領(lǐng)域并不適用。

綜上，需要開發(fā)適用于較寬的硫化氫濃度范圍、易于調(diào)試、穩(wěn)定高效的沼氣脫除硫化氫技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種適用于常溫常壓條件下、高效穩(wěn)定、開停車靈活、調(diào)試周期短、能耗及物耗低的脫除沼氣中硫化氫的技術(shù)，包括吸收劑及使用其脫除硫化氫的方法。