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国际图书分类号:502/504 密级:公开
工学硕士学位论文
生物滴滤塔对沼气中硫化氢的去除效能研究
硕士研究生: 欧阳力
导师: 韩洪军教授
申请学位: 工学硕士
学科: 市政工程
所在单位: 市政环境工程学院
答辩日期: 2011 年 6 月
授予学位单位: 哈尔滨工业大学
Classified Index:
: 502/504
Dissertation for the Master Degree in Engineering
RESEARCH ON THE REMOVAL EFFICIENCY OF
HYDROGEN SULFIDE FROM BIOGAS IN THE
BIOTRICKLING FILTER
Candidate: Ouyang Li
Supervisor: Prof. Han Hongjun
Academic Degree Applied for: Master of Engineering
Speciality: Municipal Engineering
Affiliation: School of Municipal & Environmental
Engineering
Date of Defence: June, 2011
Degree-Conferring-Institution: Harbin Institute of Technology
摘要
摘要
沼气是一种绿色的可再生资源,在能源日益短缺的今天,沼气作为一种储备
能源受到越来越广泛的关注。但沼气中的硫化氢不仅对人和环境危害极大,而且
对管道和各种金属仪器仪表设备等有强烈的腐蚀作用。我国环保标准也规定,对
沼气进行利用时,沼气中硫化氢含量不得超过 20mg/m3。因此,沼气脱硫的研究在
沼气能源回收利用中具有重要意义。其中,高效率、低污染、低能耗的生物脱硫
方法成为目前研究的热点。本文利用生物滴滤塔设备进行了沼气脱硫的试验研究,
确定了工艺的最佳运行参数,并基于此建立了 BP 神经网络模型,确定了模型的最
佳结构与参数,开展了模型的仿真检验和预测控制应用,以期对沼气脱硫工艺的
应用推广提供技术支持和参数指导。
通过试验最终确定陶粒为生物滴滤塔的填料,并对陶粒滴滤塔进行了硫化氢
的去除试验,确定了反应器的最佳运行参数为:当进气量分别为 150L/h、200L/h、
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250L/h、300L/h 时,进口 H2S 浓度宜控制在 800mg/m 、650mg/m 、400mg/m 、
3 3 3 3 3
300mg/m 以内;当进口 H2S 浓度分别为 100mg/m 、300mg/m 、500mg/m 、700mg/m ,
900mg/m3、1100mg/m3 时,进气量分别控制在 350L/h、300L/h、200L/h、200L/h、
100L/h、50L/h 以内为最佳,此时对应的气体停留时间分别为 、、、
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、、;在进口 H2S 浓度分别为 300mg/m 、500mg/m 、700mg/m 、
900mg/m3、1100mg/m3 时,循环液的最佳喷淋量分别为 1L/h、2L/h、3L/h、4L/h、
6L/h;反应器的最大进口容积负荷为 130g/(m3·h);操作温度控制在室温。在上述
3
条件下,反应器出口处 H2S 浓度均低于 , H2S 去除率均在 98%以上。
通过在 、、、 四个沼气流量下生物滴滤塔
对真实沼气的脱硫试验得出,各流量下生物滴滤塔对 H2S 的去除效果均很好,并
选择 作为滴滤塔的实际运行流量。
通过考察反应器的 pH 值和压降变化得到,在运行过程中,反应器的 pH 值在
~ 之间,无需进行调节,即可达到较好的脱硫效果。在挂膜期间,反应器的
压降随挂膜时间而不断增加,并最终趋于稳定;稳定运行后,反应器的压降随进
气量成正比增加;在整个试验过程中,反应器的压降一直保持在相对较低的水平,
无需进行停塔反冲洗。
四种硫源利用情况的试验表明,细菌对 Na2S2O3 的利用情况最好,Na2SO3 次
之,再者是 Na2S,对单质 S 的利用情况最差。通