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市政渗滤液沼气络合铁脱硫系统的应用 

发布时间:2022-01-13

本发明针对现有技术的不足,目的在于提供一种采用络合铁脱硫剂净化渗滤液污水沼气中超高硫化氢的方法。

为实现上述发明目的,本发明所采用的技术方案为:唐山绿源环保科技有限公司

一种采用络合铁脱硫剂净化沼气中硫化氢的方法,其特征在于,将络合铁盐脱硫剂溶液与高含硫化氢渗滤液沼气接触,气相中的硫化氢被络合铁盐脱硫剂溶液吸收脱除,络合铁盐脱硫剂溶液再与空气接触,经再生阶段再生后循环使用,同时在再生阶段生成单质硫;所述络合铁盐脱硫剂包括铁盐络合剂、稳定剂、还原剂、弱碱、辅助药剂和缓蚀剂。

上述方案中,所述络合铁盐脱硫剂溶液中总铁的含量为0.1~0.3mol/L,碱浓度为15~30wt%,稳定剂与总铁的摩尔比为0.3~1.0,辅助药剂的含量为2~5g/L,缓蚀剂的含量为0.2~5g/L,溶液的pH值为8~9。

上述方案中,所述铁盐络合剂为乙二胺四乙酸盐和/或乙二胺盐。

上述方案中,所述稳定剂为硼砂,所述还原剂为还原性铁盐。

上述方案中,所述辅助药剂为环丁砜、乙二胺和N-甲基二乙醇胺中的一种或几种。

上述方案中,所述缓蚀剂为锑系缓蚀剂、钼系缓蚀剂和钨系缓蚀剂中的一种或几种。更为优选地,所述缓蚀剂为氯化锑、锑酸钠、钼酸钠和钨酸钠中的一种或几种。

本发明采用络合铁盐脱硫剂净化渗滤液沼气中的硫化氢,气相中的硫化氢首先被络合铁盐脱硫剂溶液吸收,溶液中络合态的Fe3+与硫化氢发生氧化还原反应,Fe3+被还原成Fe2+,H2S被氧化成S单质,随后S单质与Fe2+、H2S发生络合形成络合铁物质,该物质在水溶液中溶解度较大且在无氧环境中可以稳定存在;再生阶段,当溶液与空气接触时,其中的络合铁物质迅速与氧气发生反应,再生得到Fe3+的同时生成S单质,具体地反应过程如下:

碱性水溶液吸收H2S:Na2CO3+H2S→NaHCO3+NaHS

析硫过程:2Fe3+(络合态)+HS-→2Fe2+(络合态)+S↓+H+

容硫过程:nS+Fe2++H2S→Fe(S)n↓

再生反应:Fe(S)n+1/2O2→Fe3+(络合态)+S↓

2Fe2+(络合态)+1/2O2+H+→2Fe3+(络合态)+OH-

本发明的有益效果:(1)采用本发明所述络合铁盐脱硫剂净化渗滤液沼气中硫化氢,通过控制络合铁盐脱硫剂中各组分的配比,在渗滤液沼气的无氧氛围下,络合铁盐脱硫剂溶液吸收H2S后不会产生单质硫,而是生成了溶解度较大的络合铁物质,这有效地避免硫堵问题;(2)本发明所述铁盐络合剂是一种络合铁盐,可直接溶解在水中,与传统的铁盐络合剂是由非羧酸类络合剂与无机铁盐络合生成相比,不易被氧化降解,具有合成简单、成本低的优点;(3)采用本发明所述络合铁盐脱硫剂净化渗滤液沼气中的硫化氢,硫容高达3.0g/L以上,并且可部分脱除有机硫。

具体实施方式

为了更好地理解本发明,下面结合实施例进一步阐明本发明的内容,但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。

实施例1

一种采用络合铁盐脱硫剂净化渗滤液沼气中硫化氢的方法,包括如下步骤:

(1)络合铁盐脱硫剂溶液的制备:将0.5mol的乙二胺四乙酸铁钠盐和0.125mol还原性铁盐(硫酸亚铁铵)溶解于2.5L去离子水中,再加入硼砂稳定剂,与总铁的摩尔比比为0.5,溶解后加入碳酸钠25wt%,配制溶液pH值为8.15,最后加入1g/L缓蚀剂钼酸钠和有机硫吸收、催化水解的辅助药剂环丁砜2g/L。

(2)渗滤液沼气含硫化氢12000~18000mg/m3,将络合铁盐脱硫剂溶液与高含硫化氢渗滤液沼气接触,气相中的硫化氢被络合铁盐脱硫剂溶液吸收脱除,络合铁盐脱硫剂溶液再与空气接触,经再生阶段再生后循环使用,同时在再生阶段生成单质硫。

本实施例络合铁盐脱硫剂净化渗滤液沼气的效果及脱硫剂参数评价结果如下表1。

实施例2

一种采用络合铁盐脱硫剂净化渗滤液沼气中硫化氢的方法,包括如下步骤:

(1)络合铁盐脱硫剂溶液的制备:将0.5mol的乙二胺铁盐和0.0.125mol还原性铁盐(硫酸亚铁)溶解于2.5L去离子水中,再加入硼砂稳定剂,与总铁的摩尔比比为0.5,溶解后加入碳酸钠25wt%,配制溶液pH值为8.5,最后加入1g/L缓蚀剂钨酸钠和有机硫吸收、催化水解的辅助药剂环丁砜2g/L。

(2)渗滤液沼气含硫化氢8000~11000mg/m3,将络合铁盐脱硫剂溶液与高含硫化氢渗滤液沼气接触,气相中的硫化氢被络合铁盐脱硫剂溶液吸收脱除,络合铁盐脱硫剂溶液再与空气接触,经再生阶段再生后循环使用,同时在再生阶段生成单质硫。

本实施例络合铁盐脱硫剂净化渗滤液沼气的效果及脱硫剂参数评价结果如下表1。

表1络合铁盐脱硫剂净化渗滤液沼气操作参数及效果

反应条件实施例1实施例2循环量,mL/min2525总液量,L2.42.4初始硫化氢浓度,mg/L40008000反应温度常温常温尾气硫化氢浓度,mg/L00硫容g/L33硫单质粒径,um2628络合剂稳定性(降解率),%00腐蚀速率(304钢),mm/a0.0140.016有机硫处理量,%6870