在生物制氫工藝中,氣體原料通常需要先脫硫,這主要基于以下關鍵原因和技術考量:
一、脫硫的必要性
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保護后續(xù)催化劑
生物制氫的原料氣(如沼氣、生物質氣化氣)常含硫化氫(H₂S)及有機硫化物(如噻吩)。這些硫化物會毒化制氫過程中使用的催化劑(如甲烷重整、變換反應催化劑),導致催化劑永久失活并中斷反應鏈13。
例如:天然氣制氫明確要求原料氣脫硫至0.1ppm以下,否則轉化催化劑將失效3。 -
避免設備腐蝕
H₂S在潮濕環(huán)境中生成酸性物質,會嚴重腐蝕管道、反應器等設備,增加維護成本和安全隱患4。
二、脫硫工藝的選擇
針對生物制氫的氣源特性(如沼氣含硫量波動大、含有機硫),需采用組合技術:
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預處理脫除H₂S
- 濕法脫硫:堿性溶液(如胺法)或氧化劑(栲膠法)高效吸收H₂S,適合高硫負荷14。
- 生物脫硫:利用硫桿菌等微生物將H₂S氧化為單質硫,綠色低碳但需控制反應條件1。
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深度脫除有機硫
- 水解轉化:將有機硫(如COS、硫醇)催化水解為H₂S,再統(tǒng)一脫除1。
- 吸附精脫:氧化鋅等固體吸附劑可深度脫硫至ppb級,滿足敏感催化劑要求3。
三、對比其他制氫工藝的脫硫邏輯
四、總結
生物制氫需通過前置脫硫確保原料氣潔凈:
- 優(yōu)先脫除H₂S保護設備和催化劑;
- 針對有機硫采用水解+吸附組合工藝;
- 技術選擇需匹配原料硫含量與經(jīng)濟性13。