一种氢氧化铁作为沼气原位脱硫剂的应用的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种氢氧化铁作为沼气原位脱硫剂的应用。本发明使用氢氧化铁作为沼气原位脱硫剂，在脱硫时解离生成Fe3+参与脱硫反应，除生成硫、硫化物及水外，不会引入其他离子，避免了二次污染，同时，氢氧化铁作为沼气原位脱硫剂相比其他脱硫剂具有更好的脱硫效果。
【专利说明】一种氢氧化铁作为沼气原位脱硫剂的应用
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种氢氧化铁作为沼气原位脱硫剂的应用，属于生物能源【技术领域】。【背景技术】
[0002]沼气是一种重要的生物质能，是生物质在厌氧条件下经微生物发酵生成的一种可燃性气体，其主要成分是甲烷和二氧化碳，同时含有少量的硫化氢等。沼气中硫化氢的浓度取决于发酵原料的种类，原料不同，所产沼气中硫化氢的浓度也不相同，如垃圾填埋沼气硫化氢浓度较低，畜禽粪便沼气硫化氢浓度较高。硫化氢会腐蚀压缩机、储气罐以及发动机等设备，也会对后续加工过程造成很大的危害，而且硫化氢燃烧生成二氧化硫，严重污染环境，所以通常要在净化前期去除。
[0003]沼气原位脱硫工艺是净化前期去除硫化氢的一种方法，其是将脱硫剂直接加入到发酵装置中，抑制发酵过程中硫化氢的形成，或与发酵产生的硫化氢形成硫化物沉淀，随出料排出，从而达到脱除沼气中硫化氢的目的。沼气原位脱硫具有操作简单、投资成本低等优点，非常适宜于高浓度硫化氢的脱除。而沼气原位脱硫的核心是选择合适的脱硫剂。
[0004]现有技术中多使用铁盐作为脱硫剂，如氯化亚铁、氯化铁、硝酸铁、硫酸亚铁等，但由于这些脱硫剂的阴离子中含有氯、氮、硫等元素，容易造成二次污染，特别是硫酸根离子的引入，甚至会导致沼气中硫化氢的含量的增加，因此亟需开发环保高效的新型脱硫剂。
【发明内容】
[0005]鉴于上述现有技术存在的缺陷，本发明的目的是提出一种氢氧化铁作为沼气原位脱硫剂的应用，能够在高效脱硫的同时不产生二次污染。
[0006]本发明的目的通过以下技术方案得以实现:
[0007]一种氢氧化铁作为沼气原`位脱硫剂的应用。
[0008]上述的应用中，优选的，所述氢氧化铁为固体制剂或液体制剂。
[0009]上述的应用中，优选的，所述氢氧化铁的用量为沼气发酵原料的干物质质量的
0.1%_5%。
[0010]上述的应用中，优选的，所述沼气发酵原料包括畜禽粪便、农林废弃物、有机废水和生活垃圾中的一种或几种的组合。
[0011]上述的应用中，氢氧化铁制剂通过伴随进料均匀加入或在发酵罐中充分搅拌，使制剂在发酵底物中分布均匀。
[0012]本发明的突出效果为:使用氢氧化铁作为沼气原位脱硫剂，在脱硫时解离生成Fe3+参与脱硫反应，脱硫效率高，除生成硫、硫化物及水外，不会引入其他离子，避免了二次污染。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1为实施例2加入不同浓度Fe (OH) 3时沼气产量的变化曲线；[0014]图2为实施例2加入不同浓度Fe(OH)3时甲烷浓度的变化曲线；
[0015]图3是实施例2加入不同浓度Fe (OH) 3时H2S浓度的变化曲线；
[0016]图4为实施例3中不同脱硫剂脱硫时的H2S浓度变化曲线。
【具体实施方式】
[0017]以下便结合实施例附图，对本发明的【具体实施方式】作进一步的详述，以使本发明技术方案更易于理解、掌握。
[0018]实施例1
[0019]本实施例提供一种氢氧化铁作为沼气原位脱硫剂的应用:
[0020]使用总固体含量(TS)为30.7wt%、挥发性固体含量(VS)为35.lwt%的鸡粪，用沼液、水配制成TS浓度为7.0wt%、沼液体积百分比浓度为35%的发酵液25mL ；
[0021]加入0.8mmol Fe (OH) 3，即发酵液中的Fe (OH) 3浓度为32mmol/L，在37°C震荡反应，反应10天，H2S浓度从最高的3482ppmv脱除至4.8ppmv,脱硫率达99.1%。
[0022]实施例2
[0023]本实施例提供一种氢氧化铁作为沼气原位脱硫剂的应用，并对加入不同浓度Fe (OH) 3时的脱硫效果 进行比较:
[0024]步骤一，选取TS为30.7wt%、VS为35.lwt%的鸡粪，用沼液、水配制成TS质量百分比浓度为?.0wt%、沼液体积百分比浓度为35%的发酵液；
[0025]步骤二，取7个70mL血清瓶作为发酵装置，编号Al至A7，每个血清瓶中加入25mL步骤一所得的发酵液；
[0026]步骤三，以Al作空白实验，不加入Fe (OH) 3 ;A2至A7依次加入Fe (OH) 3的量为
0.05mmol、0.1mmol、0.2mmol、0.3mmol、0.4mmol、0.8mmol,即发酵液中的 Fe (OH) 3 浓度为2mmol/L、4mmol/L、8mmol/L、12mmol/L>16mmol/L、32mmol/L ；
[0027]步骤四，将Al至A7血清瓶放入恒温振荡器中，温度37°C，转速130r/min，进行反应，并记录沼气产量、甲烷浓度和H2S浓度的变化。
[0028]结果如图1、图2所示，由沼气产量和甲烷浓度的变化曲线可知，Fe(OH)3的加入对发酵过程中的沼气产量和甲烷产量影响较小，即对微生物发酵性能无抑制作用；如图3所示，由H2S浓度的变化曲线可知，空白试验H2S浓度较高，最高可达3482ppmv，加入Fe (OH)3后脱硫效果明显，最高可将H2S脱除至4.8ppmv，显示出优异的脱硫性能。如表1所示，加入不同浓度Fe (OH)3时，在一个发酵周期里的脱硫效果，A2至A7脱硫率逐渐升高，A7实验脱硫率可达99.1%，可见脱硫率随Fe (OH) 3浓度的升高而增大，Fe (OH) 3浓度越高，脱硫效果越好。
[0029]表1加入不同浓度Fe (OH) 3时的脱硫效果
[0030]
【权利要求】
1.氢氧化铁作为沼气原位脱硫剂的应用。
2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于:所述氢氧化铁为固体制剂或液体制剂。
3.根据权利要求1或2所述的应用，其特征在于:所述氢氧化铁的用量为沼气发酵原料的干物质质量的0.1%-5%。
4.根据权利要求3所述的应用，其特征在于:所述沼气发酵原料包括畜禽粪便、农林废弃物、有机废水和生活垃圾中的·一种或几种的组合。
【文档编号】C10L3/10GK103589469SQ201310566384
【公开日】2014年2月19日 申请日期:2013年11月14日 优先权日:2013年11月14日
【发明者】江皓, 周红军 申请人:中国石油大学(北京)