含硫煤層氣凈化技術(shù)

煤層氣(煤礦俗稱瓦斯)是賦存于煤層中以為主的氣體，是一種新型潔凈能源，各國(guó)政府和企業(yè)非常重視煤層氣的勘探與開發(fā)。煤層氣作為一種新型的潔凈能源，其開發(fā)利用不但可以解決煤炭開采中的瓦斯災(zāi)害問(wèn)題，加強(qiáng)煤礦的安全管理，同時(shí)可以有效緩解國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的能源供需矛盾，改善我國(guó)能源消耗結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀，提高不可再生能源的利用率，還可以改善大氣質(zhì)量，保護(hù)環(huán)境，促進(jìn)我國(guó)社會(huì)與經(jīng)濟(jì)的協(xié)調(diào)持續(xù)發(fā)展，符合國(guó)家關(guān)于“開發(fā)新能源，實(shí)現(xiàn)能源利用與環(huán)境保護(hù)同步，保證可持續(xù)發(fā)展”的戰(zhàn)略目標(biāo)要求。即便煤層氣是很好的化石能源，但也避免不了其中所含硫化物的存在，特別是硫化氫。H2S 是一種無(wú)色的有臭雞蛋味的有毒氣體。當(dāng)空氣中含有 0.1  %  H2S 時(shí)，會(huì)引起人們頭疼、暈眩。當(dāng)吸入大量 

H2S 時(shí)，會(huì)造成昏迷，引起慢性中毒甚至死亡，因此在使用前必須進(jìn)行脫硫處理。

1  干法脫硫

常見的干法脫硫主要有活性炭法、氧化鐵法、氧化鋅法。

1.1  

活性炭法

活性炭是較好的固體脫硫劑，該方法通常用于低濃度的硫化物，其原理是在有氧的條件下，活性炭表面的醌酚基氧化成單質(zhì)硫，破壞吸附平衡，大大提高活性炭的脫硫能力。通過(guò)研究浸漬活性炭脫除 H2S 的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)，認(rèn)為該過(guò)程主要是 

H2S在活性炭的吸附水膜內(nèi)離解后被活化的氧分子以及活性氧原子生成單質(zhì)硫逐漸沉積在炭表面，這樣便可以達(dá)到脫除硫化氫的作用。此法工藝簡(jiǎn)單、效果好、成本低等優(yōu)點(diǎn)。

1.2  

氧化鐵法

該方法原理是氧化鐵脫硫劑是條狀多孔結(jié)構(gòu)固體，對(duì)硫化氫能快速的不可逆化學(xué)吸附，數(shù)秒內(nèi)可將其脫除到 1 ppm 

以下。該過(guò)程氧化鐵轉(zhuǎn)化為硫化鐵，當(dāng)與氧接觸時(shí)，硫化鐵被氧化成單質(zhì)硫和氧化鐵，并且可循環(huán)多次，直至脫硫劑中毛孔被硫堵塞而失活。此方法資源豐富、價(jià)格低廉、較經(jīng)濟(jì)。

1.3  

氧化鋅法

氧化鋅是一種有效的脫硫劑，通常以球形的形式填充于固定床中，氧化鋅與 H2S 反應(yīng)生成硫化鋅和水，該反應(yīng)不可逆，故難以提高吸收效率。該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，故可以采用降低溫度來(lái)提高脫硫率。但該法不能再生，需頻繁更換吸附劑，重復(fù)性差，使用成本高。