啤酒厂的污水处理工艺中IC反应器(厌氧处理)会产生大量的沼气，这种沼气的主要成分是甲烷(体积分数为6500^7500)和二氧化碳(体积分
数为5%一1000)，还有少量的硫化氢、氮及其他气体，沼气的热值约为26. 20 MJ/m³。
201。年三得利啤酒(上海)有限公司产沼气60万m³ ,所含的热值高达15 838 GJ，相当于燃烧23.生万m³的天然气所产生的热量(上海市的管道天然气热值约为36. 25 MJ/m³，但是这种沼气含有大量具有腐蚀性的硫化氢，直接燃烧不仅影响周围环境，而且会缩短相关设备的使用寿命。因此改造前，三得利啤酒厂污水处理产生的沼气经过气囊收集后，只能直接送火炬燃烧，造成很大浪费。为了充分利用这些沼气，决定采用沼气锅炉燃烧沼气，产生蒸汽供各生产车间使用。目前可以用于沼气除硫的方法很多，本文将对这些方法进行技术经济比较，根据项目的特点选择脱硫工艺方案，并对所选分离式生物脱硫工艺方案的设备选型、运行方案以及改造效果进行说明。
1、改造方案
改造前，三得利啤酒厂原污水处理工艺中，IC反应器(厌氧处理)产生的沼气，经过气囊收集后，直接送火炬燃烧(见图I)。
根据取样送检结果，三得利啤酒厂沼气中硫化氢的体积分数为5 000 X 10，硫化氢燃烧所产生的二氧化硫的质量浓度高达2 000 mg/m³，必须先进行除硫。改造工作在原有沼气处理流程中，增加了脱硫处理，再经沼气锅炉燃烧，产生蒸汽供各生产车间使用(见图2)。
三得利啤酒(上海)有限公司脱硫项目的设计沼气处理量为150m³/h，设计沼气的压力3 kPa;硫化氢含量的体积分数500 X 10。要求脱硫后沼气含硫化氢量的体积分数不大于50X10，采用CZI一1000GH锅炉要求的沼气压力为9 . 8~19. 6 kPa(采用CZI一1700GH型锅炉要求的沼气压力为22. 5 kPa) o
2、沼气脱硫工艺的比较
目前，可以用于沼气脱硫工艺有干法脱硫、湿法脱硫和生物脱硫工艺，其中生物脱硫工艺又可以分为一体式和分离式两种。
2. 1三种沼气脱硫工艺的比较
1)干法脱硫干法脱硫常用于低含硫(硫化氢的体积分数小于2 000 X 10 0)沼气的处理，其中以氧化铁为脱硫剂的固定床吸附法适合做精细脱硫，但是效率不高(85%一95%)，而且脱硫剂再生困难、需经常更换、劳动强度大、运行费用高，特别是塔体采用铸铁易产生腐蚀问题，采用高级不锈钢则造价昂贵。
2)湿法脱硫湿法脱硫是利用特定的溶剂与气体逆流接触而脱除其中的硫化氢，溶剂通过再生后重新进行吸收。其中常用的钠碱法、氨水法和蔡醒法操作方便自动化程度高，脱硫效率高达99%，可处理硫化氢浓度范围广，但是药剂的消耗费用巨大，运行成本高。
3)生物脱硫生物脱硫是利用微生物的代谢作用将硫化物转化为单质硫或硫酸盐，脱硫过程污染少、能耗低、效率高，虽然目前的造价略高，但是作为一种新技术在国内外得到了广泛应用。
根据设计要求对湿法、湿法加干法和生物法的经济性进行分析，结果见表1
三种方法的脱硫效率虽然都可以达到99%，但是湿法加干法方案的脱硫效果会不断下降，填料更换的工作量大，必须需要增加管道建设、占用绿地。湿法方案必须补充碱液，维护较难。
生物脱硫的设备投资费用虽然较高，达到170--200万元，但是全年的运行费用很少，只有2. 5万元，而且运行过程全自动化，维护非常方便，非常适合用于啤酒工艺污水沼气的除硫。
2. 2两种生物脱硫方式的比较
经过综合比较，决定选用生物脱硫方案，生物脱硫又分为一体式和分离式。
1)一体式生物脱硫一体式生物脱硫是将一定量的空气导人含有硫化氢的沼气中，混合气体通过生物滤池以去除硫化氢。该方式在反应器内部安装塑料填料，营养液循环使填料保持潮湿状态，并补充脱硫细菌生长所需的营养。一体式脱硫效率高，可达96%~99%，运行成本低(约4. 5万元/年)，自动化程度高，操作简便，造价较低(约170万元)。但是一体式脱硫方法的填料易堵，不仅影响处理效果、增加劳动强度，而且空气直接与沼气混合，一旦控制仪表发生故障，沼气极易达到爆炸极限，安全风险高。另外，运行控制精度过高(温度3 0~31°C )，系统易失控。
2)分离式生物脱硫采用分离式生物脱硫方式含硫化氢的沼气气体首先进人生物洗涤塔，在塔内与混合液中碱反应从沼气中脱除绝大部分硫化氢。生物洗涤塔吸收液流至塔底，进人生物反应器。在反应器底部有空气分布系统，给微生物提供氧气，将反应器中的硫化物转化为单质硫。同时碱得到再生。其中单质硫在分离器中分离，从生物反应器出来的含有生物再生碱的混合液循环回流至生物洗涤塔。分离式生物脱硫方案的脱硫效率高(可达99%)，年运行成本低(约2. 5万元)，自动化程度高操作简便，沼气不与空气直接混合运行安全，但造价略高(约200万元)。
3)两种方法的比较两种方法的经济性比较见表2。另外，一体式生物脱硫技术应用项目较少，我国只有天津污水厂有几个项目采用这个方案，在啤酒厂的应用还没有实例;分离式方案在我国应用得比较多，例如珠江啤酒厂已经应用成功，可以借鉴已经取得的经验。
3、除硫方案的确定
根据多种除硫工艺的比较，改造工作决定采用分离式生物除硫方案，方案的流程见图3。
生物除硫系统的主要设备包括一台直径0. 8 m，高8. 0 m的洗涤塔，一台直径2. 2 m，高3. 7 m的生物反应器，二台(一备一用)1. 68 mX1 m的增压风机和流量为100m³/h的鼓风机，方案的流程见图生。
其中沼气脱硫塔，按IC产沼气量150m³/h,脱硫的日负荷26 kg设计，选用ECO型脱硫塔。该型脱硫塔处理流量100一500m³/h，最大脱硫日负荷85 kg。
沼气的产量随季节变化:生月到10月是旺季，沼气产量为140m³/h;ll月到次年3月是淡季，沼气产量为60m³/h。因此采用2台CZI -1000GH型沼气锅炉，并根据不同季节采用不同的运行方法，见表3和表4。
4改造效果
改造后生物脱硫效果达99.9%，有害气体实现了零排，脱硫后的沼气送沼气锅炉燃烧，产生的蒸汽供全厂用热工序使用，既节约天然气用量，又改善了全厂能源供应结构。综合2009-2011年数据，污水系统IC厌氧反应器年产生沼气约70万m³，按热值折天然气约50万m³，天然气价格按3.32元/m³计算，全年经济产出约167万元。该系统的年运行成本约生.5万元，年收益约162. 5万元;设备投资 330万元，投资回收期约2年。另外，可年减少二氧化硫排放量2.生t，彻底消除了污水处理区域的大气污染问题，改善了厂区的工作环境。
5结论
1)沼气是一种含有大量热值的经济气体，直接燃烧排放是非常可惜的，如何有效利用其热值，经济性好坏决定了沼气回收利用推广的前景。
2)该项目的环保效果显著，脱硫效率高达99.9%，年减少二氧化硫排放量2.4t，值得在各制造企业污水处理工序中推广。
3)沼气回收利用后，可以节约公司天然气用量2600，总能耗下降1900，取得了良好的效果。
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