[发明专利]一种固体废弃物和废碱液联合进行沼气脱硫脱碳的方法

说明书

本发明公开了一种固体废弃物和废碱液联合进行沼气脱硫脱碳的方法，属于沼气除杂提纯技术领域。将碱性氧化物固体废弃物与废碱液制成悬浮液，将沼气通入悬浮液中进行脱硫脱碳反应，得到脱硫脱碳后的沼气净化气。利用废碱液中的碱性物质，促使二氧化碳向碳酸盐转化，促进硫化氢向金属硫化物的转化，强化钙、镁碳酸盐沉淀的形成，同时达到二氧化碳和硫化氢的永久固定。该方法采用废弃物作为原料，成本低廉，实现废物利用和环境保护的双赢；反应流程简单，反应迅速，同时脱除沼气中的二氧化碳和硫化氢，是一种效率高，成本低的沼气提纯技术。

技术领域

本发明属于沼气除杂提纯技术领域，具体涉及一种固体废弃物和废碱液联合进行沼气脱硫脱碳的方法。

背景技术

沼气是有机物在厌氧条件下经微生物的发酵作用生产的一种可燃性混合气体，其主要成分是甲烷和二氧化碳，此外还有少量氢、氮气、一氧化碳、硫化氢和氨等，二氧化碳的体积含量在25％-40％。沼气中硫化氢的浓度受发酵原料或发酵工艺的影响，其含量变化很大，一般在0.8-14.5g/m³，这一数值己经超出了国家标准，因此在使用沼气前，必须首先对沼气进行除杂提纯处理。通过沼气除杂提纯净化不仅能替代传统能源，还能极大地降低碳排放量对温室效应的影响，具有理想的碳减排效益。

脱硫脱碳是除杂提纯的核心工艺。脱硫是为了避免硫化氢腐蚀压缩机、储气罐及管道、发动机，以及避免造成催化剂中毒；脱碳是因为二氧化碳使沼气的热值、能量密度及燃烧速度降低，以及增大了沼气点火温度；脱水是为了避免水在导气管道中积累后会使溶解硫化氢和氨气等气体而腐蚀压缩机、储气罐及管道、发动机，以及防止沼气在加压储存时冷凝或结冰。

脱除沼气中CO₂和H₂S的方法很多，现有的沼气除杂提纯方法主要是溶剂法脱硫脱碳，采用醇胺类溶剂对天然气中所含的CO₂和H₂S等多种有害组分进行脱除。工业上常用的醇胺主要有乙醇胺(MEA)、二乙醇胺(DEA)、二异丙醇胺(DIPA),N-甲基二乙醇胺(MDEA)等。溶剂法脱硫脱碳存在无选择性，溶剂易发泡及降解变质，腐蚀性强，蒸汽压高、蒸发损失量大等问题。

膜分离脱硫脱碳技术具有较多优点，但目前尚未在工业上广泛应用。主要原因是复杂的制膜工艺使得生产成本高昂，以及受目前工业生产水平的限制，膜的性能稳定性较差。目前，膜分离技术无法保证在任何情况下使天然气的净化度达到管输标准，因此还需增加传统处理技术作为最终的净化步骤。

发明内容

为了解决上述问题，本发明公开了一种固体废弃物和废碱液联合进行沼气脱硫脱碳的方法，有效提高了废碱液和碱性氧化物固体废弃物的利用率，并且能够同时脱除沼气中的二氧化碳和硫化氢，是一种效率高、成本低的沼气提纯技术。

本发明是通过以下技术方案来实现：

本发明公开的一种固体废弃物和废碱液联合进行沼气脱硫脱碳的方法，将碱性氧化物固体废弃物与废碱液按照50～500g碱性氧化物固体废弃物/L废碱液的料液比制成悬浮液，将沼气通入悬浮液中进行脱硫脱碳反应，得到脱硫脱碳后的沼气净化气。

优选地，碱性氧化物固体废弃物为粉煤灰、电石渣、钢渣和矿渣中的一种或多种。

优选地，碱性氧化物固体废弃物为经干燥后粒径为100～500微米的不规则颗粒。

优选地，废碱液为含有氢氧化钠或氢氧化钾的废碱液。

进一步优选地，废碱液中氢氧化钠或氢氧化钾的浓度为5～40g/L。

优选地，脱硫脱碳反应的温度为30～90℃。

优选地，脱硫脱碳反应是在喷淋塔中进行的。

进一步优选地，喷淋塔中悬浮液与沼气的液气比为8～25L/m³。