由于通过厌气发酵得到的沼气中含有H2S等腐蚀性介质,会对发电机造成严重的腐蚀,所以需要通过处理后才能安全利用。目前,大型污水站得到的沼气处理流程主要有脱硫、除尘、除湿、冷冻干燥、加热等步骤。
餐厨垃圾经过高效厌氧发酵后,产生大量的沼气。沼气中主要成分是甲烷(CH4),占比50-70%和二氧化碳(CO2),占比25-40%,除此以外,还含有少量的H2、O2、H2O、CO、H2S、N2、NH3、粉尘等各种杂质。
沼气脱硫主要有干法脱硫和湿法脱硫,干法脱硫采用活性Fe2O3为脱硫剂,一般适用于小流量、低浓度、高精度的工艺,也可以用为湿法脱硫后的精脱硫装置。湿法脱硫采用碱液为脱硫剂,适用于沼气硫量大,H2S含量高的场合。
干法脱硫是在圆柱状脱硫塔内装填一定高度的脱硫剂,沼气自下而上通过脱硫剂,H2S被去除,实现脱硫过程,氧化铁脱硫的原理如下:
Fe2O3+3H2S=Fe2S3+3H2O
Fe2O3吸收H2S变成Fe2S3,随着沼气的不断产生,氧化铁吸收H2S,当吸收H2S达到一定的量,H2S的去除率将大大降低,直至失效。Fe2S3是可以还原再生的,与O2和H2O发生化学反应可还原为Fe2O3,原理如下:
2Fe2O3+3O2=2Fe2O3+6S
沼气中含有H2S和水,这是一种典型的湿硫化氢腐蚀环境。湿硫化氢腐蚀是一种电化学腐蚀过程,均匀腐蚀的结果是在金属表面形成以Fe1-xS为主的非保护性膜。而非均匀腐蚀则可引起硫化物应力开裂SSCC,氢诱导HIC和应力导向氢致开裂SOHIC,以及氢鼓泡HB等,破坏力度、强度、危险性均大于均匀腐蚀。
通常所见的16MnR、12CrMoR、15CrMoR1.25CrMo、20R、Q235、20#钢、0Cr18Ni9(304)、0Cr17Ni12Mo2(316)等材料都不能抵抗湿H2S腐蚀。我们可以采用志盛威华公司生产的ZS-1034耐酸碱防腐涂料、ZS-1033耐HF酸防腐涂料、ZS-711无机纳米防腐涂料等进行防腐处理,均可得到很好的应用体验。
志盛威华唐工采用ZS-1033耐HF酸防腐涂料与ZS-711无机纳米防腐涂料设计的防腐耐磨复合涂层方案在UASB厌氧发酵罐中有很好的应用效果。
ZS-1034耐酸碱防腐涂料具有涂层致密性高,能有效屏蔽气体和腐蚀液渗透,很好的防止涂层静电的积累,导电性高,有效防止酸碱腐蚀介质物理反应和化学反应,涂层硬度高,抗冲击、光滑饱满,抗热震系数高,附着力好等特点。