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        市政滲濾液沼氣絡合鐵脫硫系統的應用?

        發布時間:2022-01-13

        本發明針對現有技術的不足,目的在于提供一種采用絡合鐵脫硫劑凈化滲濾液污水沼氣中超高硫化氫的方法。

        為實現上述發明目的,本發明所采用的技術方案為:唐山綠源環保科技有限公司

        一種采用絡合鐵脫硫劑凈化沼氣中硫化氫的方法,其特征在于,將絡合鐵鹽脫硫劑溶液與高含硫化氫滲濾液沼氣接觸,氣相中的硫化氫被絡合鐵鹽脫硫劑溶液吸收脫除,絡合鐵鹽脫硫劑溶液再與空氣接觸,經再生階段再生后循環使用,同時在再生階段生成單質硫;所述絡合鐵鹽脫硫劑包括鐵鹽絡合劑、穩定劑、還原劑、弱堿、輔助藥劑和緩蝕劑。

        上述方案中,所述絡合鐵鹽脫硫劑溶液中總鐵的含量為0.1~0.3mol/L,堿濃度為15~30wt%,穩定劑與總鐵的摩爾比為0.3~1.0,輔助藥劑的含量為2~5g/L,緩蝕劑的含量為0.2~5g/L,溶液的pH值為8~9。

        上述方案中,所述鐵鹽絡合劑為乙二胺四乙酸鹽和/或乙二胺鹽。

        上述方案中,所述穩定劑為硼砂,所述還原劑為還原性鐵鹽。

        上述方案中,所述輔助藥劑為環丁砜、乙二胺和N-甲基二乙醇胺中的一種或幾種。

        上述方案中,所述緩蝕劑為銻系緩蝕劑、鉬系緩蝕劑和鎢系緩蝕劑中的一種或幾種。更為優選地,所述緩蝕劑為氯化銻、銻酸鈉、鉬酸鈉和鎢酸鈉中的一種或幾種。

        本發明采用絡合鐵鹽脫硫劑凈化滲濾液沼氣中的硫化氫,氣相中的硫化氫首先被絡合鐵鹽脫硫劑溶液吸收,溶液中絡合態的Fe3+與硫化氫發生氧化還原反應,Fe3+被還原成Fe2+,H2S被氧化成S單質,隨后S單質與Fe2+、H2S發生絡合形成絡合鐵物質,該物質在水溶液中溶解度較大且在無氧環境中可以穩定存在;再生階段,當溶液與空氣接觸時,其中的絡合鐵物質迅速與氧氣發生反應,再生得到Fe3+的同時生成S單質,具體地反應過程如下:

        堿性水溶液吸收H2S:Na2CO3+H2S→NaHCO3+NaHS

        析硫過程:2Fe3+(絡合態)+HS-→2Fe2+(絡合態)+S↓+H+

        容硫過程:nS+Fe2++H2S→Fe(S)n↓

        再生反應:Fe(S)n+1/2O2→Fe3+(絡合態)+S↓

        2Fe2+(絡合態)+1/2O2+H+→2Fe3+(絡合態)+OH-

        本發明的有益效果:(1)采用本發明所述絡合鐵鹽脫硫劑凈化滲濾液沼氣中硫化氫,通過控制絡合鐵鹽脫硫劑中各組分的配比,在滲濾液沼氣的無氧氛圍下,絡合鐵鹽脫硫劑溶液吸收H2S后不會產生單質硫,而是生成了溶解度較大的絡合鐵物質,這有效地避免硫堵問題;(2)本發明所述鐵鹽絡合劑是一種絡合鐵鹽,可直接溶解在水中,與傳統的鐵鹽絡合劑是由非羧酸類絡合劑與無機鐵鹽絡合生成相比,不易被氧化降解,具有合成簡單、成本低的優點;(3)采用本發明所述絡合鐵鹽脫硫劑凈化滲濾液沼氣中的硫化氫,硫容高達3.0g/L以上,并且可部分脫除有機硫。

        具體實施方式

        為了更好地理解本發明,下面結合實施例進一步闡明本發明的內容,但本發明的內容不僅僅局限于下面的實施例。

        實施例1

        一種采用絡合鐵鹽脫硫劑凈化滲濾液沼氣中硫化氫的方法,包括如下步驟:

        (1)絡合鐵鹽脫硫劑溶液的制備:將0.5mol的乙二胺四乙酸鐵鈉鹽和0.125mol還原性鐵鹽(硫酸亞鐵銨)溶解于2.5L去離子水中,再加入硼砂穩定劑,與總鐵的摩爾比比為0.5,溶解后加入碳酸鈉25wt%,配制溶液pH值為8.15,最后加入1g/L緩蝕劑鉬酸鈉和有機硫吸收、催化水解的輔助藥劑環丁砜2g/L。

        (2)滲濾液沼氣含硫化氫12000~18000mg/m3,將絡合鐵鹽脫硫劑溶液與高含硫化氫滲濾液沼氣接觸,氣相中的硫化氫被絡合鐵鹽脫硫劑溶液吸收脫除,絡合鐵鹽脫硫劑溶液再與空氣接觸,經再生階段再生后循環使用,同時在再生階段生成單質硫。

        本實施例絡合鐵鹽脫硫劑凈化滲濾液沼氣的效果及脫硫劑參數評價結果如下表1。

        實施例2

        一種采用絡合鐵鹽脫硫劑凈化滲濾液沼氣中硫化氫的方法,包括如下步驟:

        (1)絡合鐵鹽脫硫劑溶液的制備:將0.5mol的乙二胺鐵鹽和0.0.125mol還原性鐵鹽(硫酸亞鐵)溶解于2.5L去離子水中,再加入硼砂穩定劑,與總鐵的摩爾比比為0.5,溶解后加入碳酸鈉25wt%,配制溶液pH值為8.5,最后加入1g/L緩蝕劑鎢酸鈉和有機硫吸收、催化水解的輔助藥劑環丁砜2g/L。

        (2)滲濾液沼氣含硫化氫8000~11000mg/m3,將絡合鐵鹽脫硫劑溶液與高含硫化氫滲濾液沼氣接觸,氣相中的硫化氫被絡合鐵鹽脫硫劑溶液吸收脫除,絡合鐵鹽脫硫劑溶液再與空氣接觸,經再生階段再生后循環使用,同時在再生階段生成單質硫。

        本實施例絡合鐵鹽脫硫劑凈化滲濾液沼氣的效果及脫硫劑參數評價結果如下表1。

        表1絡合鐵鹽脫硫劑凈化滲濾液沼氣操作參數及效果

        反應條件實施例1實施例2循環量,mL/min2525總液量,L2.42.4初始硫化氫濃度,mg/L40008000反應溫度常溫常溫尾氣硫化氫濃度,mg/L00硫容g/L33硫單質粒徑,um2628絡合劑穩定性(降解率),%00腐蝕速率(304鋼),mm/a0.0140.016有機硫處理量,%6870