[发明专利]一种沼气干法脱硫工艺

说明书

技术领域

本发明属于一种化工生产工艺方法，尤其涉及一种沼气干法脱硫工艺。

背景技术

面对世界性能源和气候危机，我国在“十二五”期间对能源结构做出重大调整。而降低排放强度的首选方式是改变以煤、石油为主的能源结构，从供应端上降低碳排放强度，增加引进清洁型的可再生能源。沼气应用正符合这一特征，因此国家将统筹规划“十二五”沼气建设，把以沼气为重点的能源建设纳入国家“十二五”能源发展战略，在制定能源发展规划、出台扶持政策和安排项目资金时给予倾斜。

沼气提纯净化中H₂S的脱除工艺，是基于沼气脱硫工程投资、运行费用低、脱除H₂S能力强、脱硫率高、产品气H₂S含量小的要求，立足于技术先进、安全有效、系统运行可靠、对环境污染小、便于推广的宗旨而创新的。

沼气脱硫是利用沼气脱硫塔装填脱硫剂在满足工况的条件下完成脱硫，使沼气中H₂S含量达到所要求的标准。在沼气增压前必须进行脱硫。沼气脱硫的目的是：

1、使提纯后的沼气中H₂S含量≦15mg/m³,达到国家车用天然气标准。

2、防止沼气中的H₂S在增压后对后续管道及设备造成应力腐蚀。

目前的沼气干法脱硫工艺有几种形式：一是传统的立式塔；二是箱式塔；三是框式塔。立式塔，其结构为沼气从塔底进入，经脱硫剂脱硫后从塔顶流出，设备制作简单，占地面积小，但更换脱硫剂不方便，再生时温度上升快，不易控制，适合小气量低H₂S含量的沼气脱硫；箱式塔，阻力小，脱硫剂装填量大，设备结构简单，但占地面积大，仅能对大气量高H₂S含量沼气进行脱硫；框式塔，更换脱硫剂简单方便，只须抽走使用过的装料框，装上新的脱硫剂即可，但结构复杂，制造成本大。

沼气提纯项目中脱硫塔是脱硫系统的核心设备，设计的好坏决定着整套提纯净化装置的性能。脱硫塔对大气量高H₂S含量沼气脱硫时，需要更大量脱硫剂和更大的脱硫设备，采用现有的三种脱硫塔，虽然结构简单，但是需要更高的塔高和更大塔径的脱硫塔来装填脱硫剂，增大了阻力，不利于系统的正常运行。

发明内容

本发明为了解决现有技术中的不足之处，提供一种沼气干法脱硫工艺，该脱硫塔既保证了技术指标，又较大规模的降低了设备的高度和重量，大量节约了施工成本，减少了人工操作成本，同时降低设备的阻力，提高了脱硫效率。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种沼气干法脱硫工艺，原料沼气依次经过缓冲罐的缓冲、水分离器去除游离水分和机械杂质后由脱硫塔的底部进入到脱硫塔内，与脱硫塔内的脱硫剂充分接触进行脱硫作业，脱硫后的沼气从脱硫塔的顶部排出。

所述脱硫塔并联设置两个，一用一备，切换使用，即一个脱硫塔进行脱硫作业的同时另一个脱硫塔进行脱硫剂的再生作业，脱硫塔内的操作压力为3—5KPa。

所述脱硫塔包括塔体，塔体内至少设有一段填料层，塔体侧部自上而下依次设有装料孔、卸料孔、沼气进管和排污管，装料孔和卸料孔位于塔体的填料层外侧，塔体顶部设有沼气出管和排空管，沼气进管连接有位于塔体内的分布器。

所述塔体内在填料层内设有热电偶。

所述塔体侧部设有与沼气进管高度位置一致的人孔。

所述塔体的高度与内径比例为1:1—4:1。

所述填料层设有两段，每段填料层的高度为0.5—5m。

所述脱硫塔在脱硫或再生过程中，一个脱硫塔内脱硫剂达到穿透硫容、出口沼气中硫含量超标时，就需要更换脱硫剂，切换到另一个脱硫塔进行正常的脱硫作业。

所述脱硫塔在脱硫剂的再生过程中，无需扒出填料晾晒，仅需要通过调节进入脱硫塔的进气阀门和排空口阀门来控制再生空气量，保障再生时的温升符合条件即可完成整个再生过程。

所述穿透硫容为单位体积脱硫剂在确保工艺净化度指标时所能吸收硫的容量，出口沼气中硫含量超标为H₂S>10PPm。

采用上述技术方案，具有以下有益效果：

1）沼气通过脱硫塔采用的下进上出的工艺，并采用独特的进口设计，即沼气进管在塔体内连接分布器，使沼气分布更均匀，脱硫效果更好。在塔体底部通入沼气，脱硫沼气从塔体顶部流出，利用烟囱效应大大减小阻力。

2）脱硫程序分脱硫和再生两个过程，采用两个脱硫塔并联的方式，一用一备，一个脱硫，另一个再生，切换使用，不影响工艺的正常运行，充分提高脱硫效率。