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沼氣中含有硫化氫，分子式為H₂S，硫化氫為易燃?；?，與空氣混合能形成爆炸性混合物，遇明火、高熱能引起燃燒爆炸，加上硫化氫遇水后會(huì)對(duì)鋼材產(chǎn)生較強(qiáng)的腐蝕特性，因此沼氣提純精制生物天然氣的預(yù)處理工序的核心即是脫除硫化氫。

不同的有機(jī)廢棄物在厭氧狀態(tài)下產(chǎn)生的沼氣中的硫化氫濃度有高有低，差異比較大。造紙工業(yè)、發(fā)酵工業(yè)等由于在生產(chǎn)過(guò)程中有含硫的介質(zhì)加入，生產(chǎn)廢水產(chǎn)生的沼氣含硫化氫的濃度便比較高。如造紙行業(yè)的沼氣可高達(dá)10000-35000ppm，淀粉工業(yè)沼氣一般在10000ppm左右，生活垃圾填埋沼氣則由于產(chǎn)生過(guò)程中相對(duì)較少有硫介質(zhì)參與，因此硫化氫含量較低，一般在1000ppm以內(nèi)。

在我國(guó)，目前沼氣的生產(chǎn)加工技術(shù)和商業(yè)化運(yùn)行系統(tǒng)也已經(jīng)逐漸成熟，通過(guò)自主創(chuàng)新、引進(jìn)并消化吸收了國(guó)外成熟先進(jìn)的高含固量的有機(jī)廢棄物厭氧消化技術(shù)，其中以谷物秸稈、畜禽糞便、城市有機(jī)垃圾為處理對(duì)象的大型沼氣工程也取得了突破性進(jìn)展，因此，相應(yīng)的沼氣凈化提純工藝技術(shù)也得到發(fā)展，形成了一系列相對(duì)比較成熟的技術(shù)。

國(guó)內(nèi)外用于沼氣脫硫的常見(jiàn)工藝有干法脫硫、PSA脫硫、化學(xué)法脫硫、生物脫硫、膜分離法脫硫等。而在沼氣提純精制生物天然氣領(lǐng)域，主要有活性碳系或氧化鐵系干法脫硫、堿洗脫硫、生物脫硫。其中，生物脫硫因?yàn)橄蛟蠚庵幸肓搜醯入s質(zhì)氣體，因此只能用于沼氣發(fā)電而不能用于沼氣精制，以下就對(duì)沼氣提純中的脫硫技術(shù)及其特點(diǎn)進(jìn)行說(shuō)明：

干法脫硫是通過(guò)固體脫硫劑將氣態(tài)硫化物轉(zhuǎn)化為固體硫化物，該法特點(diǎn)是設(shè)備制造簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)便，凈化度較高，脫硫劑可再生。但缺點(diǎn)是價(jià)值很低，達(dá)到飽和硫容后就須更換。通常用于氣量小、硫化氫含量低，需要深度脫硫的氣體脫硫，且對(duì)氣溫和水份有一定的要求。脫硫劑通常分為活性碳系、氧化鐵系、鋅錳系幾類(lèi)。脫硫塔多為固定床層，多塔串聯(lián)使用，用過(guò)的脫硫劑可通過(guò)摻煤燃燒或廠家回收處理再利用。

變壓吸附(PSA)的原理是以吸附劑對(duì)不同的氣體在不同的壓力下，氣體吸附速率和量的不同而實(shí)現(xiàn)氣體的分離。膜分離法則是利用氣體分子大小不同能選擇性透過(guò)膜和不同氣體穿透速率不同而實(shí)現(xiàn)氣體的分離。這兩種方法分離出的硫化氫都需要再處理，同時(shí)對(duì)甲烷氣帶來(lái)較大的損失。

另外，膜分離法中使用的膜要經(jīng)常更換，運(yùn)行成本較高，而變壓吸附劑和化學(xué)吸收劑可循環(huán)使用，因此，變壓吸附法相對(duì)于膜分離技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用更廣。

堿洗脫硫是指采用堿液循環(huán)使用進(jìn)行脫硫，根據(jù)再生方法不同可分為：化學(xué)法和生物法。兩種方式在脫硫、硫磺處理、配堿等工序上均相同，其中采用催化劑再生的工藝叫化學(xué)再生脫硫，采用生物菌再生的工藝叫生物再生脫硫。

除了再生方式不同之外，這兩種方法主要的應(yīng)用領(lǐng)域也各自不同，其中生物再生式堿洗脫硫工藝在沼氣發(fā)電氣體預(yù)處理工序中有一定的應(yīng)用，在沼氣精制天然氣的氣體脫除硫化氫實(shí)際項(xiàng)目中則尚未應(yīng)用，化學(xué)再生法相對(duì)而言應(yīng)用則更廣一些。

生物脫硫工藝是一種新型的脫硫工藝，越來(lái)越受到企業(yè)的歡迎。生物脫硫的基本原理是利用硫桿菌屬和絲硫茵屬類(lèi)微生物代謝的作用，將硫化氫與氧氣合成為硫酸鹽進(jìn)而除去沼氣中的硫氫，脫硫產(chǎn)物為硫酸鹽。

雖然其使用較為便捷，運(yùn)行成本較低，但由于脫硫過(guò)程中同時(shí)引入了雜質(zhì)氣體，在后續(xù)工序中無(wú)法去除，同時(shí)生物脫硫剛剛起步，技術(shù)還不成熟，大多使用進(jìn)口技術(shù)和設(shè)備，因此投資成本相對(duì)較高，大約為常規(guī)干法脫硫的3～5倍。

沼氣提純精制天然氣中脫硫技術(shù)路線的選擇應(yīng)重點(diǎn)考慮硫化氫濃度、處理規(guī)模、濃度波動(dòng)范圍、處理費(fèi)用等幾個(gè)方面。當(dāng)硫化氫濃度較高及處理規(guī)模較大時(shí)，易采用堿洗生物再生脫硫技術(shù)和或堿洗催化再生脫硫技術(shù)。在運(yùn)行成本面前相對(duì)后者較低，但在抗?jié)舛茸兓瘺_擊方面，后者又優(yōu)于前者，同時(shí)在投資方面，后者也優(yōu)于前者。

近幾年，國(guó)內(nèi)少數(shù)企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)合作研究，根據(jù)沼氣項(xiàng)目及沼氣中硫化氫的特性，對(duì)堿洗催化再生脫硫技術(shù)進(jìn)行了大量富有成效的改進(jìn)和提升，特別是解決了像堵塔、再生效果不好、單質(zhì)硫不易拿出等高濃度硫化氫脫除上的難題。

干法脫硫、PSA和膜法脫硫多適用于硫化氫初脫后的精脫硫，或氣量比較小、硫化氫濃度比較低的沼氣精制項(xiàng)目； 生物脫硫雖然運(yùn)行成本比較低，但因?yàn)橐肓舜罅康牡醯入s質(zhì)氣體而不宜在沼氣精制天然氣領(lǐng)域應(yīng)用。

生物質(zhì)能源化產(chǎn)業(yè)是橫跨新能源和節(jié)能環(huán)保兩大領(lǐng)域的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，符合我國(guó)的環(huán)境保護(hù)、循環(huán)經(jīng)濟(jì)和新能源戰(zhàn)略的重點(diǎn)發(fā)展方向。隨著我國(guó)天然氣使用比重不斷提高，國(guó)家有關(guān)扶持和支持政策不斷出臺(tái)，具有環(huán)保和能源雙重屬性的沼氣精制生物天然氣技術(shù)越來(lái)越受到關(guān)注，而能夠?qū)崿F(xiàn)其大規(guī)?；瘧?yīng)用的關(guān)鍵就在于如何有效利用沼氣提純精制生物天然氣脫硫技術(shù)。

因此，需要根據(jù)不同應(yīng)用項(xiàng)目的特點(diǎn)和條件，綜合考慮技術(shù)成熟度、運(yùn)行成本、投資等多方面因素，選擇經(jīng)濟(jì)適宜的沼氣提純精制天然氣脫硫技術(shù)。

（參考資料：魏巍《沼氣凈化提純工藝的應(yīng)用技術(shù)》，李梁《沼氣提純精制生物天然氣脫硫技術(shù)》；圖片源于網(wǎng)絡(luò)）