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1、干法脫硫裝置的設(shè)計(jì)一般原則：1）沼氣干法脫硫裝置宜在地上架空布置，且應(yīng)設(shè)置兩套，一用一備；2）沼氣氣水分離器的入口管內(nèi)流速宜為15m/s，沼氣出口管內(nèi)流速宜為10m/s；3）沼氣溫度低于10℃時(shí)，凈化設(shè)施應(yīng)有保溫防凍和增溫措施；沼氣溫度大于35℃時(shí)，應(yīng)對(duì)沼氣進(jìn)行降溫。4）沼氣管道的最低點(diǎn)必須設(shè)置沼氣凝水器，定期或自動(dòng)排放管道內(nèi)的冷凝水。沼氣凝水器直徑宜為進(jìn)氣管的3－5倍，高度宜為直徑的1.5－2.0倍。5）經(jīng)過(guò)凈化后的沼氣質(zhì)量指標(biāo)應(yīng)符合下列要求：33沼氣低位發(fā)熱值大于18Mj/m；沼氣中硫化氫含量小于20mg/m；沼氣溫度小于35℃沼氣中硫化
2、氫的濃度受發(fā)酵原料或發(fā)酵工藝的影響很大，原料不同，沼氣中3硫化氫含量變化也很大，一般在0.8~14.5g/m之間，其中以糖蜜廢水及城糞發(fā)酵后，沼氣中的硫化含量最高。早期曾有研究人員采用醋酸鋅化學(xué)分析法，對(duì)四個(gè)行業(yè)13個(gè)工廠（場(chǎng)）進(jìn)行的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定，其結(jié)果如下表所示表4－1不同原料所產(chǎn)沼氣中的H2S的含量行業(yè)單位數(shù)最低最高平均酒廠40.821.081.15食品屠宰場(chǎng)21.61.81.7禽畜場(chǎng)50.0284.51.79城糞處理廠21.514.57.95對(duì)于脫硫裝置的設(shè)計(jì)，根據(jù)當(dāng)前大中型沼氣工程的實(shí)際情況及H2S的濃度33范圍采用：一級(jí)脫硫：H2S在2
3、g/m以下；二級(jí)脫硫：H2S在2~5g/m；三級(jí)脫33硫：H2S在5g/m以上。如果H2S在10g/m以上，最好先采用濕法粗脫，再用氧化鐵進(jìn)行精脫。1）空速的選擇空速是指單位體積脫硫劑每小時(shí)能處理沼氣量的大小，單位為l/h，其表達(dá)式為：V=Vm/V(4-4)SPt式中V——沼氣空速（l/h）；SPVm——沼氣小時(shí)流量（m3/h）；V——脫硫劑體積（m3）。t從上式中不難看出，空速是表示脫硫劑性能的重要參數(shù)之一。不同的脫硫劑因其活性不同，在選擇空速時(shí)應(yīng)根據(jù)沼氣中H2S的濃度、操作溫度、脫硫工作區(qū)高度等因素進(jìn)行綜合考慮。空速值選得越高，則沼氣與脫
4、硫劑的接觸時(shí)間也越短，即接觸時(shí)間t為空j速的倒數(shù)：t=1/V(4-5)jSP式中t——接觸時(shí)間（s）j3在常溫常壓下，氧化鐵脫硫劑在處理沼氣中的H2S濃度小于3g/m時(shí)，取3t為100秒，相當(dāng)空速36l/h；若H2S含量在4~8g/m，則t約為450秒，相當(dāng)jj空速為8l/h。若沼氣中含少量氧氣時(shí)，空速可適當(dāng)提高，一般常溫常壓下取空速為20~50l/h之間。近年來(lái)，隨著科技的發(fā)展，新型高效脫硫劑層出不窮，新型高效脫硫劑具有脫硫精度高：進(jìn)口H2S為10000ppm時(shí)，出口H2S≤0.1ppm；反應(yīng)速度快：氣-1-1空速可大于1000h（液空速為
5、5h），線速度可達(dá)0.1－0.3m/s；工作硫容大：一次性脫除H2S硫容可達(dá)20%；強(qiáng)度和耐水性好：水煮24h或浸泡30天不粉化，12MPa壓力下急驟充壓、卸壓進(jìn)行100次沖擊試驗(yàn)后，強(qiáng)度無(wú)變化；適用溫度-1范圍廣等特點(diǎn)。一些高效脫硫劑空速可達(dá)2000h，工作硫容達(dá)到30%。2）線速的選擇線速是指沼氣通過(guò)脫硫劑床高與接觸時(shí)間之比：U=H/t(4-6)schj式中U——線速度（mm/s）sH——床高（mm）cht——接觸時(shí)間（s）j沼氣通過(guò)脫硫塔的線速，是設(shè)計(jì)該裝置尺寸的一個(gè)關(guān)鍵性參數(shù)。線速取得太低，沼氣呈現(xiàn)滯留狀態(tài)；隨著線速的增加，氣流進(jìn)入湍
6、流區(qū)，能在更大程度上減少氣膜厚度，從而增加了脫硫劑的活性。當(dāng)用TTL型脫硫劑時(shí)，可選線速在10~40mm/s。3）床層高度確定：床高高度與脫硫劑的利用率密切相關(guān)。短而粗的脫硫塔床層低，雖然阻力較小，但因脫硫劑的“飽和度”小，使脫硫劑利用率低。當(dāng)采用分層裝填時(shí)，有利于克服由于偏流或局部短路而引起的“早泄”現(xiàn)象，改善并提高脫硫效果。床層高度超過(guò)1.5m以上時(shí)，可采用雙層。4）床層高度和塔徑比的關(guān)系：氧化鐵脫硫是一個(gè)化學(xué)吸附過(guò)程，在吸附的各個(gè)時(shí)期，脫硫床層可分為備用區(qū)、工作區(qū)和飽和區(qū)。工作區(qū)是指床層內(nèi)執(zhí)行脫硫職能的部位。工作區(qū)的高低與脫硫劑的活性、
7、空速有關(guān)。根據(jù)TTL型脫硫劑3的試驗(yàn)結(jié)果，在空速為50l/h以下，H2S濃度為1~3g/m時(shí)，脫硫劑床層高度為塔徑3~4倍。5）脫硫劑的更換時(shí)間：脫硫劑的使用周期和更換時(shí)間是與脫硫劑的技術(shù)性能，即工作硫容及填裝量成正比，與沼氣中H2S濃度及日處理氣量成反比。對(duì)于中小型沼氣工程，既要考慮脫硫設(shè)備的大小及所占場(chǎng)地，又要考慮到頻繁地更換脫硫劑給運(yùn)行帶來(lái)的不便，一般取脫硫劑的更換期為6個(gè)月較適宜。通過(guò)下式可計(jì)算出脫硫劑的裝填量：tCVG=(4-7)1000s式中G——脫硫劑裝填量（kg）；t——脫硫劑使用時(shí)間（d）；s——脫硫劑飽和硫容（%）；C——
8、沼氣中H2S含量（g/m3）；V——日處理沼氣量（m3/d）。設(shè)脫硫劑使用時(shí)間t＝180d，脫硫劑飽和硫容s＝20％，沼氣中H2S含量C3＝8g/m3，日處理沼氣量
