城市垃圾产沼气的脱硫技术

由于所用吸收剂呈剧毒，脱硫效率低，操作复杂，目前该法已基本不用。G.V-Sulphur工艺是对砷基工艺的改进，洗液由钾或钠的砷酸盐组成，根据气体中H2S和CO2浓度及CO2的用途，可分为低pH(pH=7.5)、高pH(pH=9.0)两种流程。H2S与亚砷酸盐反应生成硫代硫酸盐，再被砷酸盐氧化，同时得到硫代砷酸盐，氧化反应催化剂是氢醒。在G.V-Sulphur工艺中，必须进行后处理以除去亚砷酸盐。该法应用范围较广，吸收温度从常温到150℃，压力从常压到7.4MPa，可以处理CO2浓度很高的气体。净化后气体中的硫化物含量<1mg/m3(标)，溶液的硫容量高(0.5～8kg/m3)。
1.2.2A.D.A法(蒽醌二磺酸盐法)
也称Streford工艺，国内称A.D.A法。目前已有上千套装置在世界各地运行。该工艺以钒作为脱硫的基本催化剂，并采用蒽醌二磺酸钠(ADA)作为还原态钒的再生氧载体，洗液由碳酸盐作介质。脱硫原理为：
 
Streford工艺装置简单、技术成熟、脱硫效率高，适于处理硫化氢含量为0.001%～5%的各种气体和废气，净化后硫化氢含量可低于1×10。其缺点是吸收压力高(1.8MPa左右)，硫容量低(0.37g/L)，价值较贵的NaVO3和A.D.A消耗量较大。
1.2.3PDS法(双核酞菁钴磺酸法)
PDS法是采用含双核酞菁钴磺酸盐的Na2CO3溶液作吸收液，它与其它催化氧化法不同之处在于PDS对脱硫和氧化再生两个过程均有催化作用，且脱硫过程为全过程的控制步骤。PDS法对无机硫和有机硫都有很好的去除效率。其与硫化氢主要发生下述反应：
 
其中**式是PDS特有的反应。NaHCO3在其它方法中是不能进一步反应的。但由于**式的发生，生成的Na2Sx再生后转化为NaOH，又重新进行脱硫反应。因此，当PDS投入原脱硫液取代运行的初期，pH值有上升的趋势，这是PDS法碱耗低的根本原因。
PDS法具有硫容大，生成的泡沫易浮选，易分离，不堵塔以及催化剂不易HCN中毒等优点。
2沼气的干法脱硫
在干法脱硫中，用某些物质通过化学或物理化学过程将硫化氢固定。在采用化学过程的条件下，硫化氢与吸收剂直接作用；而在采用物理化学过程时，则借用吸附剂的表面将气体中的硫化氢吸附下来，有时吸附剂对硫化氢的氧化还有催化作用。许多种固体吸附剂由于活性表面积大，具有从气体中吸收H2S的能力，并将H2S保存于本身的孔隙内。
2.1活性炭吸附脱硫
活性炭是常用的固体脱硫剂，其特点是吸附容量大，抗酸耐碱化学稳定性好，解吸容易，在较高温度下解吸再生其晶体结构没有什么变化，热稳定性高，经多次吸附和解吸操作，仍保持原有的吸附性能。据报导，脱除气体中硫化物所用的活性炭，需要一定的孔径。适于分离无机硫化物(H2S)的活性炭，其微孔和大孔数量是大致相同的，平均孔径为8～20nm。用活性炭吸附脱除硫化物时，活性炭中含有一定的水分，其吸附效果可改进。在实践中，这可用蒸汽活化的方法来达到。为了提高活性炭的脱硫能力，须将一般的活性炭改性，常用的改性剂为金属氧化物及其盐，如Zn0、CuO、CuSO4、Na2CO3、Fe2O3等。根据脱硫机理，可将活性炭分为吸附法、氧化法和催化法三种。由于脱硫反应，活性炭表面上逐渐地沉积单体硫，积累至一定的硫容量即需进行活性炭的再生。
2.2氧化铁法脱硫
氧化铁脱除气体中的硫化氢是比较古老的方法，它是在十九世纪四十年代随着城市煤气工业的诞生而发展起来的。当时采用的常温氧化铁脱硫至今被大量采用，近代开发的中温氧化铁脱硫已在一些工业装置上使用，高温氧化铁脱硫也有研究报导。常温氧化铁脱硫是在常温下，以含有起助催化作用的碱及水份的氧化铁脱除气体中的硫化氢，其反应式为：
 
氧化铁法脱硫时，沼气中的H2S在固体氧化铁(Fe2O3•H2O)的表面进行，沼气在脱硫器内的流速越小，接触时间越长，反应进行的越充分，脱硫效果也就越好。当脱硫剂中的硫化铁含量达到30%以上时，脱硫效果明显变差，脱硫剂不能继续使用，需要再生。将失去活性的脱硫剂与空气接触，把Fe2O3•H2O氧化析出硫磺，即可使失活的脱硫剂再生。
氧化铁资源丰富，价廉易得，是目前使用最多的沼气脱硫方法。
2.3氧化锌法
氧化锌脱硫是一种脱硫精度较高的方法，它吸附H2S的速度快，脱硫后的气体中含硫量在O.1×10-6以下。硫化氢和氧化锌的反应为：
H2S+ZnO=ZnS+H2O(汽)
氧化锌脱硫能力随温度的增加而增加。脱除硫化氢在较低的温度下即可进行。