前言：尋找寫作靈感？中文期刊網用心挑選的濕式催化氧化沼氣脫硫工程技術論文，希望能為您的閱讀和創作帶來靈感，歡迎大家閱讀并分享。
1工程簡介
與高碑店污水處理廠二期工程配套的堿液吸收法沼氣脫硫工程投入運行，由于設計參數與實際運行不符，即原設計中沼氣中H2S的含量為50～100ppm，而試運行期間沼氣中H2S的含量已經增加到3000～9000ppm，遠遠超出沼氣脫硫系統的設計值，產生堿液循環泵使用后不久就會出現泵體灼熱、泵內結晶嚴重等現象，同時存在堿液更換頻繁、脫硫效率不佳、除濕不徹底、有安全隱患等問題。因此，經過中試研究，并應用該技術創新成果在國內排水行業首次建成濕式催化氧化法沼氣脫硫工程。2011年底隨著高碑店廠厭氧消化系統的恢復運行，濕式催化氧化法沼氣脫硫工程在國內首次投入運行。該工程設計沼氣流量為1100m3／h，設計進氣硫化氫濃度為9000ppm，設計出氣硫化氫濃度為350ppm，脫硫系統壓力損失小于80mmH2O。該工程采用2個系列，共4座塔。每系列2座塔，分為一級塔與二級塔，串聯運行，沼氣首先進入一級塔，然后進入二級塔。滿負荷時兩系列同時運行。每塔沼氣量550m3／h，直徑1m，塔高10m，堿液循環量30m3／h。消化池產生的沼氣經沼氣管道，從底部進入脫硫塔，堿液由脫硫塔頂噴淋而下，氣液兩相采用逆流接觸，堿液與沼氣中的H2S在催化劑的作用下完成化學吸收反應，經過脫硫塔凈化的沼氣自脫硫塔上部管路送往現況氣柜。
2存在問題與改進措施
沼氣脫硫工程按照設計的工藝參數投入運行后，一周內就取得了與中試相一致的脫硫效果，沼氣中硫化氫濃度從7000ppm下降到30ppm，去除率達到99％以上。運行半年后，隨著部分設備設施故障、為保障職工健康改變工藝參數、勞動強度大造成管理困難等原因，脫硫效果逐漸下降。為此，針對運行過程中出現的問題，進行了相應的技術改造，以改進原設計中的不足，保障該工程的高效穩定運行。
2．1完善工藝設施
運行過程中，發現再生池液面曝氣不均，存在“開鍋”現象，停運清池后，發現曝氣系統管線銹蝕，該管線材質為鍍鋅鋼管，受堿液腐蝕嚴重，曝氣管上安裝的曝氣頭已經全部脫落。其次，需經常對堿液管線上的閥門進行操作，但該管線為PVC材質，操作過程中存在開裂跑液的現象；部分堿液管位于室外，受日照等影響容易老化；冬季運行過程中，由于設備故障停運時，部分管線凍裂。因此，為了在保證曝氣效果的前提下，減少曝氣系統的維護工作量，重新設計了曝氣系統，即將原有倒傘形曝氣器改為穿孔管曝氣方式。并從運行安全和穩定考慮，所有管線更換為316不銹鋼材質。
2．2改造自控系統
原設計的加藥自控系統根據堿液池的液位高度自動補加以保證液位恒定，并通過人工定期補加實現堿液池pH滿足工藝要求。由于再生系統通過氣浮池進行溢流，液位高度始終不變，因此不能實現自動補藥功能。人工定期加藥造成工人操作頻繁，而且pH波動較大，超出設計要求。因此，增加了自動定時加藥和pH在線儀表反饋相結合的自動加藥系統，保證了pH控制在設定范圍內，并顯著減少了工人的勞動強度。
2．3優化工藝參數
部分藥劑有一定毒性，安全防護和管理要求較高，對職工健康有潛在風險，并且產生二次污染。因此，停止了該藥劑的投加，但停止投加后，處理效果下降，其主要原因是催化劑的載氧能力減弱，反應效果下降。針對上述情況，停止投加有毒藥劑后，通過增加催化劑投加量，催化劑濃度從5mg／L提高到30mg／L；通過增加蒸汽量，堿液溫度從30℃提高到了40℃；通過增加碳酸鈉投加量，堿液pH從8．2提高到8．8，從而提高催化效果。
2．4改進操作步驟
運行一段時間后，發現二系列出氣硫化氫濃度接近0，而一系列出氣硫化氫濃度在1500～2000ppm。經過設置在脫硫后的沼氣總管道流量計單獨對兩個系列的脫硫塔進行過氣量檢測，發現一系列的過氣量為總氣量的90％，而二系列僅為20％左右，可見二系列脫硫塔有堵塞情況。經分析，氣浮機故障，造成氣浮效果較差、堿液中含硫泥量大是脫硫塔堵塞的主要原因。根據脫硫系統設計，在氣浮池內硫泥經氣浮機氣浮后，在氣浮池液體表面形成硫泡沫，然后利用刮沫機將硫泡沫刮入脫硫系統儲泥池，通過排泥泵將硫泥排到脫水儲泥池，與污泥混合后脫水外運。但是氣浮機設備腐蝕嚴重，經常發生故障，造成脫泥不及時。經過測試發現，硫單質具有一定的沉降性能，在無氣浮機氣浮的情況下易沉淀于氣浮池底部。因此，將氣浮排泥改為沉淀排泥。具體改造方案如下：①在兩側池組的泄空管到中間部位安裝閘板閥門，將兩側池組的泄空管道分為兩部分；②將東西兩側氣浮池的泄空管線分別與東西兩臺排泥泵的進泥管道相連。使兩側的排泥泵，分別負責兩側氣浮池的下排泥；③更改排泥泵的自動運行程序，將自控改為可設定排泥次數與單次排泥時間的方式。
3實施效果
通過上述改造后，設施正常運行，工人勞動強度明顯下降，職工健康和環境安全得到保障，處理效果穩定，及時解決并完善了應用過程中出現的問題，促進技術成果的快速轉化。
4結論
本次改造中通過完善工藝設施，解決設施腐蝕，保障正常運行；通過優化工藝參數，選用無毒高效藥劑，促進了綠色發展；通過改造自控系統，實現自動加藥，減少了勞動強度；通過改進沉淀排泥技術，實現排泥通暢，解決了脫硫塔堵塞。上述技術改造措施及時解決完善了應用過程中出現的問題，使沼氣脫硫工程高效穩定運行，促進了技術成果的工程化轉化。
作者：王佳偉 陳靜軒 李佟 杜爽 劉小杏 劉偉巖 單位：北京城市排水集團有限責任公司
