本课题根据水煤气中含有CH4、CO等易燃易爆的气体,对氧含量有严格控制的特点提出了用厌氧生物法脱除水煤气中硫化氢。通过对活性污泥进行驯化、分离,确定工艺流程,设计生物滴滤塔,以树皮为填料,进行挂膜,研究各种条件对脱硫效率的影响,并进行机理及反应动力学研究,得出生物滴滤塔脱除硫化氢的最优操作条件,进行脱除模拟水煤气的实验,脱硫效率达到91.2%。脱硫副产品为单质硫,便于回收。
本课题根据水煤气中含有CH4、CO等易燃易爆的气体,对氧含量有严格控制的特点提出了在厌氧状态下用生物法对水煤气中硫化氢进行脱除。通过对活性污泥进行驯化、分离,确定工艺流程,设计生物滴滤塔,以树皮为填料,进行挂膜,通过测定pH、SO42-检验挂膜情况,研究各种条件对通入H2S后的脱硫效率的影响,进行机理及反应动力学研究,得出生物滴滤塔脱除硫化氢的最优操作条件,并进行脱除模拟水煤气的实验研究。结果表明:混合菌中存在硫杆菌,生长周期为5天,挂膜结果表明该菌体能有效地氧化S2-,可作为氧化气体硫化氢的菌种,并且S2-被氧化成单质S,可进行回收利用,不产生二次污染。在对滴滤塔进行生物挂膜时,6天后pH稳定,菌体对硫离子氧化逐渐稳定,滴滤塔填料出现生物膜。由实验研究知,取进口气流量50L/h,营养液喷淋量125mL/min,pH5.5~7,塔温25℃,初始浓度为1974mg/m3进行实验,连续通气4.5小时后,出口气体达到相对稳定,出口浓度为178mg/m3左右,脱除效率达到91%。模拟配制水煤气,主要成分是CO、CO2、H2、H2S,其中硫化氢浓度1940 mg/m3,在进口气流量37.5L/h,营养液喷淋量125mL/min,pH5.0~7.0,塔温22℃,对硫化氢初始浓度为1940mg/m3H2S进行脱除实验,连续通气5.0h后,出口气体达到相对稳定,出口浓度为170mg/m3,脱除效率达到91.2%,且不会影响塔内菌体生长。对塔内悬浮液中菌体进行碱性品红染色观察,可观察到菌体成杆状,且长约为6m~10m,宽约为1m~2m。通过模型拟合,得到滴滤塔动力学方程及相关参数。经过长期连续运行后,滴滤塔塔底沉淀出黄色单质硫粉,经过过滤可实现硫回收。由于其产物为单质硫,可避免喷淋液酸化,对滴滤塔设备条件要求较低。
第十二届“挑战杯”省赛作品 省赛三等奖
2010年12月获得华侨大学第18届“挑战杯”学生课外学术科技作品竞赛一等奖