[发明专利]一种从厌氧发酵沼气中回收硫化氢的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种尾气回收工艺，特别涉及一种从产生硫化氢的厌氧发酵沼气中回收硫化氢的方法。

背景技术

在许多行业中，如发酵行业，污水处理行业中厌氧发酵较为普遍的存在，厌氧发酵是指发酵菌在无氧气或只有微量氧气的环境中完成对物料的发酵过程，传统的厌氧发酵过程是将含有有机物的污水通入一密闭或半密闭的容器，通过机械式搅拌、泵输送循环或沼气带动循环使污水与厌氧反应器中的厌氧菌成分接触，这样厌氧菌将COD降解产生沼气。

现有的厌氧发酵中，由于发酵菌的自身化学反应，会产生大量的可燃性气体，因此可以将沼气作为一种新能源加以利用从而缓解能源危机，但是由于在产生可燃性气体的同时废水中含有含硫的有机物或废水中含有硫酸根离子，也将被转化为硫化氢，随之会产生大量的硫化氢气体，众所周知，硫化氢气体是剧毒气体可以致人死亡，同时混有硫化氢气体的沼气在进行燃烧发电或转化为其他能源时会被氧化为带有腐蚀性的酸性气体，从而对燃烧设备造成严重的腐蚀也会对操作人员的身体造成伤害，为了处理厌氧发酵沼气或瓦斯气的中的硫化氢，现有一般采用以下方式：1、碱液吸收硫化氢，吸收后的溶液送入好氧工艺；2、采用氧化铁干法脱硫，制得硫磺后焚烧；3、直接焚烧硫化氢转化为二氧化硫排放；4、碱液吸收硫化氢后的溶液，进帕克生物脱硫反应器，制备硫磺；采用上述的处理工艺虽然可以脱除沼气中的硫化氢，但是成本较高，同时还会排出对大气造成污染的酸性气体，或者生产出低附加值硫磺等，这样就使得现有的硫化氢处理工艺得不偿失，也增加了对于环境的污染。

发明内容

针对现有硫化氢回收工艺存在的诸多不足之处，本发明提供一种全新的从厌氧发酵沼气中回收硫化氢的方法，其采用含有钠元素的碱性液体作为洗脱剂对含有硫化氢的沼气进行逆流吸收，采用这种方法后，可以有效的洗脱沼气中的硫化氢气体净化沼气，同时可以制得高附加值的硫氢化钠。

本发明所提供的硫化氢回收方法，其具体工艺步骤是：

I气液分离

将厌氧沼气通过气水分离器，将沼气中的水蒸气分离出来；

II气体脱酸

将上述经过除水的沼气，先通过碱性洗酸罐，在罐内单位体积(每立方米)沼气停留时间大于5秒，将沼气中极少量的挥发性酸除掉；在碱性洗酸罐内装有碱性液体，一般可以采用浓度为1％-5％碳酸钠溶液或氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液。

III硫化氢吸收

经过除酸的硫化氢通入硫化氢吸收塔，同时将重量分数为10％-25％的氢氧化钠溶液或重量分数为10％-30％的碳酸钠溶液作为洗脱剂通入吸收塔，洗脱剂与沼气逆流混合，洗脱剂的温度为70-80℃，与二氧化碳、硫化氢反应；当吸收塔气体出口处的沼气中硫化氢含量小于50毫克/立方时，反应达到工业控制过程的终点，反应完成。

IV碳酸钠和硫氢化钠的回收

吸收反应完成后的洗脱剂转变为吸收液，将所得的吸收液，通过低温浓缩结晶，首先结晶得到碳酸钠晶体，过滤分离出碳酸钠晶体将其送回吸收塔作为洗脱剂的原料；滤液经过减压蒸馏浓缩结晶得硫氢化钠晶体，经过离心机离心分离后晶体直接包装，液体返回结晶罐继续减压蒸馏浓缩结晶。

在整个处理过程中存在有以下的化学反应：

H₂S+2NaOH→Na₂S+2H₂O         -------------(1)

CO₂+2NaOH→Na₂CO₃+H₂O        -------------(2)

H₂O+CO₂+Na₂CO₃→2NaHCO₃+CO₂↑-------------(3)

Na₂S+NaOH→2NaHs+H₂O         -------------(4)

H₂S+Na₂S→2NaHs+H₂O          -------------(6)

Na₂CO₃+H₂S→NaHCO₃+NaHs      -------------(7)