沼气中硫化氢的脱除技术研究

【摘要】：随着经济的发展和城市人口的增加,我国城市生活垃圾产量大幅增加,垃圾中的有机成分比例也不断提高,而填埋是目前我国城市生活垃圾处理的最主要方式。填埋沼气因含有60%～70%左右的甲烷而具有较高的热值,在能源日益缺乏的今天备受关注。目前已经开发出了沼气发电、沼气制热等沼气资源化利用技术。沼气作为一种新型高效的绿色能源,将来还具有更广阔的发展空间和多重的经济环境效益。 本课题针对沼气在收集、预处理、资源化利用过程中H2S带来的管道、设备腐蚀和对人体健康的危害,深入研究了H2S脱除技术并应用于工业中,降低了管道设备维修周期和费用,延长了燃气设备的使用寿命,为沼气的资源化利用提供了保障。 论文分别采用了湿式络合铁法和生物滴滤法对沼气中的H2S进行脱除。其中络合铁脱硫法采用EDTA为铁盐络合剂的循环脱硫体系,根据沼气的成分和比例,以实验室自制模拟混合气为气源进行实验,结果表明该络合铁脱硫体系运行稳定,总体脱硫效率稳定在90%以上,脱硫剂降解率低,并且能回收大量的硫磺,具有可观的经济效益。 在生物滴滤法脱除H2S的实验中,取锁金村污水处理厂曝气池活性污泥进行脱硫菌的培养驯化,然后在滴滤塔中以多面空心球为填料进行挂膜,以餐厨垃圾厌氧发酵所产气体为气源进行实验,结果表明该体系运行稳定,当进口浓度超过10000ppm时,出口浓度能达到几十ppm甚至是零,具有极高的脱硫率。 【关键词】：沼气 硫化氢 脱硫 络合铁法 生物滴滤法
【学位授予单位】：南京大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：X701
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-8
• 第一章 绪论8-16
• 1.1 沼气的组成和产量9-10
• 1.1.1 沼气的组成9
• 1.1.2 沼气的产量9-10
• 1.2 沼气利用现状10
• 1.2.1 国外沼气的利用状况10
• 1.2.2 我国沼气的利用现状10
• 1.3 沼气中H_2S的性质和危害10-11
• 1.4 H_2S脱除技术研究进展11-14
• 1.4.1 干法脱硫11-12
• 1.4.2 湿法脱硫12-13
• 1.4.3 生物脱硫13-14
• 1.5 本文的研究意义14-16
• 第二章 络合铁法脱除沼气中H_2S16-57
• 2.1 络合铁法脱硫工艺原理及特点16-17
• 2.2 实验材料与方法17-19
• 2.2.1 脱硫剂的选定与制备17
• 2.2.2 实验装置和工艺流程17-18
• 2.2.3 模拟混合气的制备18
• 2.2.4 实验条件18-19
• 2.2.5 分析方法19
• 2.3 实验结果与讨论19-40
• 2.3.1 低浓度脱硫液脱硫效果19-25
• 2.3.2 中浓度脱硫液脱硫效果25-29
• 2.3.3 高浓度脱硫液脱硫效果29-34
• 2.3.4 脱硫液浓度对脱硫率的影响34-36
• 2.3.5 填料的选择对脱硫率的影响36-38
• 2.3.6 填料高度对脱硫率的影响38-40
• 2.4 脱硫液中各成分的测定40-47
• 2.4.1 实验仪器和试剂41
• 2.4.2 实验方法41-42
• 2.4.3 实验结果与讨论42-47
• 2.5 脱硫副产物的分析47-53
• 2.5.1 实验仪器和试剂47-48
• 2.5.2 实验方法48-49
• 2.5.3 实验结果与讨论49-53
• 2.6 空白对比实验53-56
• 2.6.1 清水吸收53-54
• 2.6.2 碱液吸收54-56
• 2.7 本章小结56-57
• 第三章 生物滴滤法脱除H_2S57-66
• 3.1 生物滴滤法脱硫工艺原理及特点57
• 3.2 脱硫微生物菌群及代谢途径57-58
• 3.2.1 脱硫菌57-58
• 3.2.2 无机硫的氧化及其途径58
• 3.3 实验材料与方法58-63
• 3.3.1 生物脱硫工艺的确定58-59
• 3.3.2 填料的选择59
• 3.3.3 实验气源和分析方法59
• 3.3.4 实验装置和工艺流程59-60
• 3.3.5 脱硫菌的驯化培养与挂膜60-63
• 3.4 实验结果与讨论63-65
• 3.4.1 清水吸收H_2S63
• 3.4.2 培养液吸收H_2S63-64
• 3.4.3 生物滴滤塔脱除H_2S64-65
• 3.5 本章小结65-66
• 第四章 结论与建议66-68
• 4.1 结论66
• 4.2 建议66-68
• 参考文献68-73
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文73-74
• 致谢74-75

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