برای گوگردزدایی گاز باتلاقی، چگونه انتخاب کنید؟

برای حذف گوگرد با ظرفیت بالا و غلظت بالا، از روش مرطوب استفاده می‌شود؛ در مقابل، برای موارد دیگر از روش خشک استفاده می‌گردد. کسانی که پول دارند و از انجام کارهای سخت نمی‌ترسند، از روش زیستی استفاده می‌کنند

علاوه بر این، دقت حذف گوگرد در روش مرطوب بالا نیست و فقط می‌توان به چند صد پی‌پی‌ام رسید

روش مرطوب برای گرفتن گوگرد با ظرفیت بالا و غلظت بالا، در مقابل روش خشک استفاده می‌شود؛ کسانی که پول دارند و از تلاش زیاد نمی‌ترسند، از روش زیستی استفاده می‌کنند. این جمله بسیار دقیق است. هم روش مرطوب و هم روش خشک می‌توانند سطح آلاینده را به زیر ۳۰ پی‌پی‌ام برسانند؛ دقت روش زیستی برای گرفتن گوگرد کافی نیست.

اما روش زیستی تصفیه‌ای نسبتاً تمیز ارائه می‌دهد؛ هم روش مرطوب و هم روش خشک دارای مشکل آلودگی ثانویه هستند، به‌ویژه روش خشک؛ در این روش، مواد استخراج‌کننده گوگرد پس از استفاده تنها قابل دفن هستند و هنگام بارگیری، مقدار زیادی گوگرد دوباره به حالت گازی درمی‌آید و خارج می‌شود

انعطاف‌پذیری مواد اولیه برای دسولفوراسیون زیستی چگونه است؟ به نظر می‌رسد هزینه سویه‌های میکروبی همچنان یک مشکل بزرگ باشد

دقت حذف در روش‌های خشک و مرطوب فراتر از این مقدار است؛ به‌ویژه در روش خشک، ما می‌توانیم دقت تا ۱ PPM را نیز داشته باشیم. موضوع اصلی مربوط به ظرفیت گوگرد و دوره تعویض است. لطفاً بفرمایید، طبق آنچه می‌دانید، دقت حذف گوگرد به روش زیستی تا چه حد می‌تواند باشد؟

با نظر شما موافقم. در سیستم گاز‌های باتلاقی، اشکال مختلفی از گوگرد وجود دارد؛ علاوه بر هیدروژن سولفید، انواع مختلفی از گوگرد آلی نیز وجود دارد. آیا روش‌های حذف گوگرد به روش زیستی دارای انتخاب‌پذیری لازم هستند؟

روش‌های خنثی‌سازی گوگرد به روش‌های جذب فیزیکی، جذب شیمیایی و اکسیداسیون تقسیم می‌شوند. روش جذب گوگرد دی‌اکسید با استفاده از سدیم کربنات، آمونیاک و محلول‌های آلکوهول‌آمین، روش جذب شیمیایی نامیده می‌شود ； روش جذب گوگرد دی‌اکسید با متانول سرد، روش جذب فیزیکی است ； روش اکسیداسیون، روشی است که در آن از محلول‌های قلیایی به عنوان جذب‌کننده و همچنین از مواد حامل اکسیژن به عنوان کاتالیزور برای جذب گوگرد دی‌هیدرید و اکسیداسیون آن به گوگرد خالص استفاده می‌شود. این روش از جذب توسط محلول برخوردار است و ویژگی بازسازی از طریق اکسیداسیون را نیز دارد؛ بنابراین این روش خنثی‌سازی گوگرد، روش اکسیداسیون مرطوب نیز نامیده می‌شود. در سه روش فوق برای حذف گوگرد، روش‌های جذب فیزیکی و جذب شیمیایی با مشکل بازپردازی هیدروژن سولفید روبرو هستند. در حال حاضر، روش اکسیداسیون مرطوب فناوری پخته و قابل اعتمادی دارد و بازدهی حذف گوگرد آن می‌تواند بالاتر از ۹۹.۵٪ باشد. روش‌های اکسیداسیون مرطوب در کشور، عمدتاً شامل روش بهبود یافته ADA، روش ژلاتین بلوط و روش PDS می‌باشند. (۱) روش ADA بهبودیافته: که به آن روش دی‌سولفونات آنتراکوئین بهبودیافته نیز گفته می‌شود، یک روش پخته و بالقوه برای اکسیداسیون و حذف گوگرد است و نرخ حذف گوگرد آن می‌تواند بیش از ۹۹.۵٪ باشد. واکنش‌های اصلی به شرح زیر است: واکنش در برج گوگردزدایی: گاز هیدروژن سولفید توسط محلول قلیایی رقیق با pH بین ۸.۵ تا ۹.۲ جذب شده و هیدروژن سولفید تشکیل می‌شود. Na2CO3 + H2S → NaHS + NaHCO3
هیدروژن سولفید با سدیم وانادات، گوگرد خالص تولید می‌کند:
2NaHS + 4NaVO3 + H2O → Na2V4O9 + 4NaOH + 2S
حالت اکسیداسیون ADA: اکسیداسیون سدیم وانادات تا حالت اکسیداسیون بالاتر:
Na2V4O9 + 2ADA (حالت اکسیداسیون) + 2NaOH + H2O
4NaVO3 + 2ADA (حالت کاهش)
واکنش‌های مربوط به فرآیند بازیابی: حالت کاهش ADA توسط اکسیژن موجود در هوا به حالت اکسیداسیون بالاتر تبدیل می‌شود؛ سپس محلول از طریق پمپ به برج جذب منتقل شده و دوباره مورد استفاده قرار می‌گیرد. ۲ADA (حالت کاهش‌یافته) + O2 → ۲ADA (حالت اکسیدشده) + ۲H2O
در ترکیبات محلول ADA بهبودی‌یافته، سدیم کربنات (Na2CO3) به عنوان جذب‌کننده عمل می‌کند؛ ADA نقش حامل اکسیژن برای تولید گوگرد را دارد و پاراوانات نیز به عنوان کاتالیزور در فرآیند تولید گوگرد توسط ADA عمل می‌کند. روش ADA بهبودیافته، روشی برای گازگیری کربن است که از نظر فنی بالغ بوده، دارای استانداردهای بالایی در فرآیند، عملکرد محلول پایدار و شاخص‌های فنی-اقتصادی خوبی می‌باشد. این روش همچنین دارای مزایایی از جمله نرخ بالای بازیابی گوگرد، خلوص بالای گوگرد بازیابی‌شده، عدم وجود اثرات سمی محلول بر انسان‌ها و موجودات زنده، و عدم ایجاد خوردگی در فولاد کربنی است. عیب آن این است که به راحتی باعث مسدود شدن پرکننده‌های داخل برج گوگردزدایی توسط گوگرد می‌شود. (۲) روش ژلاتین بلوط: ژلاتین بلوط ماده‌ای از دسته پلی‌فنول‌ها (تانن) است که می‌تواند جایگزین ADA به عنوان حامل اکسیژن باشد و قیمت آن پایین است. کارایی جذب این روش مشابه ADA است و مزایایی مانند عدم انسداد به راحتی پرکننده‌های برج گازگیری، منابع فراوان ژلاتین درختی و قیمت پایین دارد. معایب آن این است که هم برای تهیه محلول گوگردزدایی و هم برای افزودن ژلاتین به سیستم، نیاز به فرآیند گرم کردن و ذوب کردن وجود دارد. (۳) روش PDS: PDS مخلوطی از ترکیبات سولفات فتالوسین است که دارای فعالیت کاتالیستی بالایی می‌باشد. روش PDS برای گازگیری، فرآیند تولید مشابه سایر روش‌های اکسیداسیون مرطوب برای گازگیری دارد؛ بنابراین برای تغییر از روش ADA یا روش ژلاتین به روش PDS، نیازی به تغییر فرآیند موجود نیست. کافی است ADA یا ژلاتین موجود در محلول گازگیری را با PDS جایگزین کرد. فعالیت کاتالیستی PDS خوب است، مقدار مورد نیاز آن کم بوده و مصرف آن نیز پایین است. هنگام بازسازی محلول، ذرات کریستالی گوگرد که منجر به تشکیل کف گوگردی می‌شوند، بزرگ هستند و جداسازی آن‌ها آسان است؛ بنابراین میزان گوگرد معلق در محلول حذف‌کننده گوگرد پایین است. این روش نه تنها گوگرد غیرآلی را حذف می‌کند، بلکه در حذف گوگرد آلی نیز عملکرد بسیار خوبی دارد. PDS هیچ اثر سمی بر بدن انسان ندارد و محلول گوگردزدایی تقریباً هیچ خوردگی‌ای بر تجهیزات ایجاد نمی‌کند. از آنجایی که میزان PDS در محلول حذف گوگرد بسیار پایین است و به راحتی توسط کف‌های گوگردی از بین می‌رود، اگر به صورت یکجا اضافه شود، منجر به خارج شدن PDS از سیستم توسط کف‌ها بدون ورود به واکنش و همچنین اتلاف زیاد آن خواهد شد؛ بنابراین لازم است آن را به صورت مداوم و در طول ۲۴ ساعت اضافه کرد. علاوه بر این، نمونه‌های جدیدتر کاتالیست‌های گوگردزدا عبارتند از SY-7 و 888؛ این‌ها کاتالیست‌هایی هستند که برای رفع معایب PDS توسعه یافته‌اند و دارای ویژگی‌هایی مانند فعالیت کاتالیتی خوب، مصرف کم و هزینه پایین هستند.

گازگیری خشک، روشی برای حذف هیدروژن سولفید یا گوگرد آلی با استفاده از جذب‌کننده‌ها یا جاذب‌های جامد است. گازگیری خشک دارای مزایایی از جمله فرآیند کوتاه، ساختار ساده تجهیزات، درصد بالای تصفیه گاز و عملکرد پایدار است. اما این روش معمولاً از راکتورهای لایه‌ای ثابت استفاده می‌کند، نیاز به تعویض دوره‌ای مواد گسیختن‌کننده گوگرد دارد و قابلیت کار مداوم را ندارد. به دلیل محدودیت ظرفیت گوگردی کننده‌های گوگردزدایی (بیشترین مقدار گوگردی که یک واحد جرم از این مواد می‌تواند حذف کند)، روش گوگردزدایی خشک معمولاً در مواردی با میزان گوگرد پایین استفاده می‌شود. روش‌های متعددی برای گرفتن گوگرد به روش خشک وجود دارد؛ روش‌های اصلی که در حال حاضر مورد استفاده قرار می‌گیرند، شامل روش اکسید آهن، روش کربن فعال، روش اکسید روی و روش هیدرولیز گوگردهای آلی (COS، CS2) می‌باشد. مزیت سدیم کربنات روش مرطوب، تحمل میزان گاز و غلظت هیدروژن سولفید است؛ مزیت اکسید آهن روش خشک برای گرفتن گوگرد، دقت بالای آن در این فرآیند است. گاز ابتدا از طریق روش خنک‌سازی مرطوب، به صورت اولیه تصفیه شده و بخش عمده‌ای از هیدروژن سولفید موجود در گاز بیوگاز حذف می‌شود. مقدار کم باقی‌مانده از هیدروژن سولفید که توسط روش خنک برای حذف گوگرد جذب نشده، توسط عامل حذف گوگرد مبتنی بر آهن اکسید در روش خشک جذب می‌شود؛ در نتیجه، پس از ترکیب روش‌های خنک و خشک برای حذف گوگرد، میزان هیدروژن سولفید کمتر از ۸ میلی‌گرم بر نانومتر مکعب خواهد بود. روش حذف گوگرد با سدیم کربنات در شرایط مرطوب، از فرآیند چرخش و بازیابی محلول حذف گوگرد استفاده می‌کند؛ در نتیجه، آب‌های زائد بدون آلاینده تخلیه می‌شوند. همچنین، گوگردی که از فیلتراسیون در این روش به دست می‌آید و موادی که برای جذب هیدروژن سولفید در روش حذف گوگرد خشک استفاده می‌شوند، قابل جمع‌آوری بوده و به کارخانه‌های سولفوریک اسید فروخته می‌شوند. مواد شیمیایی و تجهیزات مورد استفاده در این فرآیند، همگی بی‌سم و بی‌خطر بوده، کار با آن‌ها آسان است و هیچ خطر ایمنی‌ای ندارند. در مقایسه با روش‌های گدازه‌زدایی با هیدروکسید سدیم و اکسیژن، روش گدازه‌زدایی خشک خالص دارای مزایایی مانند بازدهی بالاتر در گدازه‌زدایی و هزینه عملیاتی کمتر است. این فرآیند، بر پایه روش موجود و کاربردی برای گرفتن گوگرد از گاز طبیعی، و پس از چندین بار به‌روزرسانی، به سطح پیشرفته صنعت جهانی رسیده است. بهره‌وری حذف گوگرد با سودیم کربنات در روش مرطوب پایدار است و دقت حذف گوگرد در روش خشک بالاست؛ استفاده از روش ترکیبی مرطوب و خشک، از مزایای هر دو روش برای رسیدن به بهینگی در دقت حذف گوگرد و هزینه‌های عملیاتی بهره می‌برد.

روش‌های بیولوژیکی که می‌شناسم شامل روش جذب و واکنش در یک راکتور، و روش جذب و واکنش بیولوژیکی در دو راکتور می‌باشد؛ من روش دوم را بهتر می‌شناسم و فکر می‌کنم هزینه‌های سرمایه‌گذاری و سادگی عملیات آن قابل قبول باشد. نمی‌دانم منظور از روش اول چیست.

روش زیستی منجر به تولید اسید سولفوریک رقیق می‌شود؛ به نظر می‌رسد پردازش آن دشوارتر باشد. همچنین، در روش زیستی برای تولید گوگرد، احتمال انسداد توربین‌ها بسیار زیاد است. این به این معنا نیست که روش زیستی تمیز است

در حال حاضر، برای گوگردزدایی گاز باتلاقی می‌توان از روش‌های زیر استفاده کرد: ۱. روش اکسیداسیون خشک آهن یا روش فعال‌سازی با کربن فعال. ویژگی‌ها: سرمایه‌گذاری کم، مناسب برای شرایطی با حجم گاز کم و غلظت پایین. عمدتاً برای گرفتن گوگرد به میزان دقیق استفاده می‌شود و می‌تواند به سطح ۱ پی‌پی‌ام برسد. اما حذف‌کننده‌های گوگرد، پردازش آن‌ها دشوار است. هزینه عملیاتی به طور متوسط ۵ تا ۶ سنت است. روش‌های حذف گوگرد مانند روش مرطوب ۸۸۸/پی‌دی‌اس/لاک چوب؛ ویژگی‌ها: سرمایه‌گذاری نسبتاً بالاتری دارند، برای شرایطی مناسب هستند که میزان گاز متان تولیدی روزانه بیش از ۸۰۰۰ متر مکعب باشد؛ هم در غلظت‌های بالا و هم پایین، می‌توان غلظت گوگرد را به کمتر از ۵۰ پی‌پی‌ام کاهش داد. محصول جانبی، گوگرد است. می‌توان آن را به صورت تحویل درب منزل انجام داد. هزینه اجرا تقریباً ۴ تا ۵ سنت است. کار با آن ساده است. ۳. روش حذف گوگرد به روش بیولوژیکی: ویژگی‌های آن شامل هزینه سرمایه‌گذاری بالا و نیاز به محلول مغذی ویژه است؛ این روش برای شرایطی مناسب است که غلظت هیدروژن سولفید پایین باشد و میزان تولید روزانه بیش از ۱۰٬۰۰۰ متر مکعب باشد. محصولات فرعی این روش، اسید سولفوریک رقیق یا گوگرد هستند. دقت حذف گوگرد: ۱۰۰ پی‌پی‌ام. تحت تأثیر عوامل محیطی دچار تغییرات زیادی شده و ناپایدار است. هزینه عملیاتی ۲ تا ۳ سنت؛ ویژگی روش گرفتن گوگرد با آهن کوآگوله‌شده این است که هزینه سرمایه‌گذاری آن معادل روش ۸۸۸ است، اما مواد مورد استفاده همگی از جنس فولاد ضدزنگ هستند، قابل حمل هستند و نتیجه آن ساده است. مناسب برای شرایط تولید بیش از ۵۰۰۰ متر مکعب در روز است؛ محصول جانبی آن گوگرد است و برای کاهش میزان گوگرد، نیاز به استفاده از مواد شیمیایی ویژه وجود دارد. دقت کاهش گوگرد در این روش بسیار بالا بوده و می‌تواند به سطح ۰ پی‌پی‌ام برسد. عملکرد آن پایدار و قابل اعتماد است و هزینه‌ی کارکرد آن تا ۱-۲ سنت است.