一種氫氧化鐵作為沼氣原位脫硫劑的應(yīng)用的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供了一種氫氧化鐵作為沼氣原位脫硫劑的應(yīng)用。本發(fā)明使用氫氧化鐵作為沼氣原位脫硫劑，在脫硫時(shí)解離生成Fe3+參與脫硫反應(yīng)，除生成硫、硫化物及水外，不會(huì)引入其他離子，避免了二次污染，同時(shí)，氫氧化鐵作為沼氣原位脫硫劑相比其他脫硫劑具有更好的脫硫效果。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種氫氧化鐵作為沼氣原位脫硫劑的應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種氫氧化鐵作為沼氣原位脫硫劑的應(yīng)用，屬于生物能源【技術(shù)領(lǐng)域】?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]沼氣是一種重要的生物質(zhì)能，是生物質(zhì)在厭氧條件下經(jīng)微生物發(fā)酵生成的一種可燃性氣體，其主要成分是甲烷和二氧化碳，同時(shí)含有少量的硫化氫等。沼氣中硫化氫的濃度取決于發(fā)酵原料的種類(lèi)，原料不同，所產(chǎn)沼氣中硫化氫的濃度也不相同，如垃圾填埋沼氣硫化氫濃度較低，畜禽糞便沼氣硫化氫濃度較高。硫化氫會(huì)腐蝕壓縮機(jī)、儲(chǔ)氣罐以及發(fā)動(dòng)機(jī)等設(shè)備，也會(huì)對(duì)后續(xù)加工過(guò)程造成很大的危害，而且硫化氫燃燒生成二氧化硫，嚴(yán)重污染環(huán)境，所以通常要在凈化前期去除。
[0003]沼氣原位脫硫工藝是凈化前期去除硫化氫的一種方法，其是將脫硫劑直接加入到發(fā)酵裝置中，抑制發(fā)酵過(guò)程中硫化氫的形成，或與發(fā)酵產(chǎn)生的硫化氫形成硫化物沉淀，隨出料排出，從而達(dá)到脫除沼氣中硫化氫的目的。沼氣原位脫硫具有操作簡(jiǎn)單、投資成本低等優(yōu)點(diǎn)，非常適宜于高濃度硫化氫的脫除。而沼氣原位脫硫的核心是選擇合適的脫硫劑。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)中多使用鐵鹽作為脫硫劑，如氯化亞鐵、氯化鐵、硝酸鐵、硫酸亞鐵等，但由于這些脫硫劑的陰離子中含有氯、氮、硫等元素，容易造成二次污染，特別是硫酸根離子的引入，甚至?xí)?dǎo)致沼氣中硫化氫的含量的增加，因此亟需開(kāi)發(fā)環(huán)保高效的新型脫硫劑。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明的目的是提出一種氫氧化鐵作為沼氣原位脫硫劑的應(yīng)用，能夠在高效脫硫的同時(shí)不產(chǎn)生二次污染。
[0006]本發(fā)明的目的通過(guò)以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn):
[0007]一種氫氧化鐵作為沼氣原`位脫硫劑的應(yīng)用。
[0008]上述的應(yīng)用中，優(yōu)選的，所述氫氧化鐵為固體制劑或液體制劑。
[0009]上述的應(yīng)用中，優(yōu)選的，所述氫氧化鐵的用量為沼氣發(fā)酵原料的干物質(zhì)質(zhì)量的
0.1%_5%。
[0010]上述的應(yīng)用中，優(yōu)選的，所述沼氣發(fā)酵原料包括畜禽糞便、農(nóng)林廢棄物、有機(jī)廢水和生活垃圾中的一種或幾種的組合。
[0011]上述的應(yīng)用中，氫氧化鐵制劑通過(guò)伴隨進(jìn)料均勻加入或在發(fā)酵罐中充分?jǐn)嚢瑁怪苿┰诎l(fā)酵底物中分布均勻。
[0012]本發(fā)明的突出效果為:使用氫氧化鐵作為沼氣原位脫硫劑，在脫硫時(shí)解離生成Fe3+參與脫硫反應(yīng)，脫硫效率高，除生成硫、硫化物及水外，不會(huì)引入其他離子，避免了二次污染。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1為實(shí)施例2加入不同濃度Fe (OH) 3時(shí)沼氣產(chǎn)量的變化曲線(xiàn)；[0014]圖2為實(shí)施例2加入不同濃度Fe(OH)3時(shí)甲烷濃度的變化曲線(xiàn)；
[0015]圖3是實(shí)施例2加入不同濃度Fe (OH) 3時(shí)H2S濃度的變化曲線(xiàn)；
[0016]圖4為實(shí)施例3中不同脫硫劑脫硫時(shí)的H2S濃度變化曲線(xiàn)。
【具體實(shí)施方式】
[0017]以下便結(jié)合實(shí)施例附圖，對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步的詳述，以使本發(fā)明技術(shù)方案更易于理解、掌握。
[0018]實(shí)施例1
[0019]本實(shí)施例提供一種氫氧化鐵作為沼氣原位脫硫劑的應(yīng)用:
[0020]使用總固體含量(TS)為30.7wt%、揮發(fā)性固體含量(VS)為35.lwt%的雞糞，用沼液、水配制成TS濃度為7.0wt%、沼液體積百分比濃度為35%的發(fā)酵液25mL ；
[0021]加入0.8mmol Fe (OH) 3，即發(fā)酵液中的Fe (OH) 3濃度為32mmol/L，在37°C震蕩反應(yīng)，反應(yīng)10天，H2S濃度從最高的3482ppmv脫除至4.8ppmv,脫硫率達(dá)99.1%。
[0022]實(shí)施例2
[0023]本實(shí)施例提供一種氫氧化鐵作為沼氣原位脫硫劑的應(yīng)用，并對(duì)加入不同濃度Fe (OH) 3時(shí)的脫硫效果 進(jìn)行比較:
[0024]步驟一，選取TS為30.7wt%、VS為35.lwt%的雞糞，用沼液、水配制成TS質(zhì)量百分比濃度為?.0wt%、沼液體積百分比濃度為35%的發(fā)酵液；
[0025]步驟二，取7個(gè)70mL血清瓶作為發(fā)酵裝置，編號(hào)Al至A7，每個(gè)血清瓶中加入25mL步驟一所得的發(fā)酵液；
[0026]步驟三，以Al作空白實(shí)驗(yàn)，不加入Fe (OH) 3 ;A2至A7依次加入Fe (OH) 3的量為
0.05mmol、0.1mmol、0.2mmol、0.3mmol、0.4mmol、0.8mmol,即發(fā)酵液中的 Fe (OH) 3 濃度為2mmol/L、4mmol/L、8mmol/L、12mmol/L>16mmol/L、32mmol/L ；
[0027]步驟四，將Al至A7血清瓶放入恒溫振蕩器中，溫度37°C，轉(zhuǎn)速130r/min，進(jìn)行反應(yīng)，并記錄沼氣產(chǎn)量、甲烷濃度和H2S濃度的變化。
[0028]結(jié)果如圖1、圖2所示，由沼氣產(chǎn)量和甲烷濃度的變化曲線(xiàn)可知，F(xiàn)e(OH)3的加入對(duì)發(fā)酵過(guò)程中的沼氣產(chǎn)量和甲烷產(chǎn)量影響較小，即對(duì)微生物發(fā)酵性能無(wú)抑制作用；如圖3所示，由H2S濃度的變化曲線(xiàn)可知，空白試驗(yàn)H2S濃度較高，最高可達(dá)3482ppmv，加入Fe (OH)3后脫硫效果明顯，最高可將H2S脫除至4.8ppmv，顯示出優(yōu)異的脫硫性能。如表1所示，加入不同濃度Fe (OH)3時(shí)，在一個(gè)發(fā)酵周期里的脫硫效果，A2至A7脫硫率逐漸升高，A7實(shí)驗(yàn)脫硫率可達(dá)99.1%，可見(jiàn)脫硫率隨Fe (OH) 3濃度的升高而增大，F(xiàn)e (OH) 3濃度越高，脫硫效果越好。
[0029]表1加入不同濃度Fe (OH) 3時(shí)的脫硫效果
[0030]
【權(quán)利要求】
1.氫氧化鐵作為沼氣原位脫硫劑的應(yīng)用。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用，其特征在于:所述氫氧化鐵為固體制劑或液體制劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的應(yīng)用，其特征在于:所述氫氧化鐵的用量為沼氣發(fā)酵原料的干物質(zhì)質(zhì)量的0.1%-5%。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的應(yīng)用，其特征在于:所述沼氣發(fā)酵原料包括畜禽糞便、農(nóng)林廢棄物、有機(jī)廢水和生活垃圾中的·一種或幾種的組合。
【文檔編號(hào)】C10L3/10GK103589469SQ201310566384
【公開(kāi)日】2014年2月19日 申請(qǐng)日期:2013年11月14日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月14日
【發(fā)明者】江皓, 周紅軍 申請(qǐng)人:中國(guó)石油大學(xué)(北京)