由于通過(guò)厭氣發(fā)酵得到的沼氣中含有H2S等腐蝕性介質(zhì),會(huì)對(duì)發(fā)電機(jī)造成嚴(yán)重的腐蝕,所以需要通過(guò)處理后才能安全利用。目前,大型污水站得到的沼氣處理流程主要有脫硫、除塵、除濕、冷凍干燥、加熱等步驟。
餐廚垃圾經(jīng)過(guò)高效厭氧發(fā)酵后,產(chǎn)生大量的沼氣。沼氣中主要成分是甲烷(CH4),占比50-70%和二氧化碳(CO2),占比25-40%,除此以外,還含有少量的H2、O2、H2O、CO、H2S、N2、NH3、粉塵等各種雜質(zhì)。
沼氣脫硫主要有干法脫硫和濕法脫硫,干法脫硫采用活性Fe2O3為脫硫劑,一般適用于小流量、低濃度、高精度的工藝,也可以用為濕法脫硫后的精脫硫裝置。濕法脫硫采用堿液為脫硫劑,適用于沼氣硫量大,H2S含量高的場(chǎng)合。
干法脫硫是在圓柱狀脫硫塔內(nèi)裝填一定高度的脫硫劑,沼氣自下而上通過(guò)脫硫劑,H2S被去除,實(shí)現(xiàn)脫硫過(guò)程,氧化鐵脫硫的原理如下:
Fe2O3+3H2S=Fe2S3+3H2O
Fe2O3吸收H2S變成Fe2S3,隨著沼氣的不斷產(chǎn)生,氧化鐵吸收H2S,當(dāng)吸收H2S達(dá)到一定的量,H2S的去除率將大大降低,直至失效。Fe2S3是可以還原再生的,與O2和H2O發(fā)生化學(xué)反應(yīng)可還原為Fe2O3,原理如下:
2Fe2O3+3O2=2Fe2O3+6S
沼氣中含有H2S和水,這是一種典型的濕硫化氫腐蝕環(huán)境。濕硫化氫腐蝕是一種電化學(xué)腐蝕過(guò)程,均勻腐蝕的結(jié)果是在金屬表面形成以Fe1-xS為主的非保護(hù)性膜。而非均勻腐蝕則可引起硫化物應(yīng)力開(kāi)裂SSCC,氫誘導(dǎo)HIC和應(yīng)力導(dǎo)向氫致開(kāi)裂SOHIC,以及氫鼓泡HB等,破壞力度、強(qiáng)度、危險(xiǎn)性均大于均勻腐蝕。
通常所見(jiàn)的16MnR、12CrMoR、15CrMoR1.25CrMo、20R、Q235、20#鋼、0Cr18Ni9(304)、0Cr17Ni12Mo2(316)等材料都不能抵抗?jié)馠2S腐蝕。我們可以采用志盛威華公司生產(chǎn)的ZS-1034耐酸堿防腐涂料、ZS-1033耐HF酸防腐涂料、ZS-711無(wú)機(jī)納米防腐涂料等進(jìn)行防腐處理,均可得到很好的應(yīng)用體驗(yàn)。
志盛威華唐工采用ZS-1033耐HF酸防腐涂料與ZS-711無(wú)機(jī)納米防腐涂料設(shè)計(jì)的防腐耐磨復(fù)合涂層方案在UASB厭氧發(fā)酵罐中有很好的應(yīng)用效果。
ZS-1034耐酸堿防腐涂料具有涂層致密性高,能有效屏蔽氣體和腐蝕液滲透,很好的防止涂層靜電的積累,導(dǎo)電性高,有效防止酸堿腐蝕介質(zhì)物理反應(yīng)和化學(xué)反應(yīng),涂層硬度高,抗沖擊、光滑飽滿,抗熱震系數(shù)高,附著力好等特點(diǎn)。