沼气生物法脱硫填料选择的研究

论文摘要

沼气是一种生物质能源,一般含甲烷45%-80%（v）,二氧化碳20%-45%（v）,此外还有少量的氢气、硫化氢、氨等成份。硫化氢是一种刺激性气体,同时也是一种强烈的神经毒物。沼气中的硫化氢不但污染环境,而且还能够腐蚀设备和管道。根据产生沼气原料的不同,硫化氢含量通常为1～11g/m-3。我国环保标准严格规定,利用沼气能源时,沼气中硫化氢含量不得超过0.02g/m-3。所以沼气利用前必须脱除所含的硫化氢。传统的硫化氢处理方法主要有物理法、化学法,但是这两种工艺均大有弊端。生物脱硫具有脱硫效率高,操作成本低,无二次污染等优点。但是生物脱硫的方法应用在沼气脱硫工程的报道很少,所以试验采用了生物脱硫的方法,对沼气脱硫进行了一系列的研究。生物脱硫的过程中脱硫效果的优劣,与所用的填料的特性有密切的关系。不同的填料具有不同的特性,适于不同的场合。若选用填料不合理,则不仅难以达到既定的目标,甚至可使整个生物处理过程失败,导致不必要的经济损失。因此填料的特性、所用处理方法及工艺类型,使用和选择合理的填料,对于快速、高效、稳定地实现微生物的固定化是十分必要的。本研究来自黑龙江省科技厅重点攻关项目,自行设计安装了生物滴滤塔作为试验装置,并且利用这种装置进行了填料的筛选比较试验。试验选择了活性碳颗粒、拉西环、陶粒、沸石、焦炭和组合填料六种材料作为生物滴滤塔的填料。试验比较了六种填料在生物滴滤塔中的性能优劣情况,并得出了以下结论:（1）从填料的物理性能方面进行比较,如比表面积、孔隙率、填料因子等,结果各具有优越性。（2）从填料的挂膜性能方面进行比较,结果表明驯化挂膜周期均较短,效果良好。挂膜效果的排序为活性炭>沸石>焦炭>陶粒>拉西环>组合填料。（3）从填料对硫化氢的净化效果来比较,检测分析得三种填料塔同时完成启动。然后通过进气浓度、进气量、容积负荷、pH值、营养液喷淋量五个方面来进行比较净化的效果,试验的结果为活性炭>沸石>焦炭>陶粒>拉西环>组合填料。（4）进行了沼气生物处理的可行性研究和填料沼气脱硫的效果的比较。六种填料塔的沼气脱硫效果都比较好,当沼气进气量增大的时候,去除效果明显一些。试验的结果为活性炭>沸石>焦炭>陶粒>拉西环>组合填料。在以上试验的基础上,考虑价格的影响因素,得出沸石和陶粒的经济性和去除效果比较好。本文为沼气净化的研究提供了新的思路。同时,为了工业化生产沼气的后处理问题提供了重要的参考。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1. 绪论
• 1.1 沼气中硫化氢的来源和危害
• 1.1.1 沼气中硫化氢的来源
• 1.1.2 硫化氢的危害
• 1.2 沼气脱硫的方法
• 1.2.1 湿式脱硫
• 1.2.2 干式脱硫
• 1.2.3 生物法脱硫
• 1.3 生物法脱硫的研究进展
• 1.3.1 国外研究进展
• 1.3.2 国内研究进展
• 1.4 生物法脱硫填料的研究进展
• 1.4.1 国内研究进展
• 1.4.2 国内研究进展
• 1.5 课题的研究意义和目的
• 1.6 课题的研究内容
• 2 试验设计和试验方法
• 2.1 试验装置
• 2.2 填料的选择
• 2.2.1 填料选择一般原则
• 2.2.2 常用的填料类型
• 2.2.3 填料材料的选择
• 2.3 试验运行的控制条件
• 2.3.1 温度
• 2S 浓度'>2.3.2 进气H₂S 浓度
• 2.3.3 进气量
• 2.3.4 容积负荷
• 2.3.5 循环液喷淋量
• 2.3.6 pH 值
• 2.4 挂膜的方法
• 2.5 试验分析和监测方法
• 2S 浓度的测定'>2.5.1 H₂S 浓度的测定
• 2.5.2 其他分析项目
• 2.5.3 试验用设备及药品
• 2.6 小结
• 3 结果与分析
• 3.1 填料物理性能比较
• 3.2 填料挂膜比较
• 3.3 净化效果的比较
• 3.3.1 进气浓度的控制
• 3.3.2 进气量的控制
• 3.3.3 容积负荷的控制
• 3.3.4 循环液喷淋量的控制
• 3.3.5 pH 值的控制
• 3.4 综合分析
• 3.5 小结
• 4 沼气脱硫净化效果的比较
• 4.1 沼气生物脱硫的可行性
• 4.2 填料对沼气脱硫效率的比较研究
• 4.3 小结
• 5 结论及建议
• 5.1 结论
• 5.2 建议
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文