Системы очистки биогаза от серы

В завимости от состава исходного сырья и условий образования биогазов их состав значительно меняется. Как правило, основным компонентом, определяющим энергетическую ценность газа, является метан (40-80%), далее следует двуокись углерода (20-50%), азот (до 10%), пары воды, силоксаны и сероводород (до 1% или10000 ppmv). Для энергетического использования биогенных газов прежде всего из потока газа должен быть удален сероводород, оказывающий крайне негативное действие на оборудование, персонал и экологию.В зависимости от области применения биогаза существуют различные критерии по качеству очистки от сероводорода.

Описание каталитического процесса удаления сероводорода из газа.

Химически-каталитическая сероочистка газа в жидкостной фазе представляет собой так называемый восстановительно- окислительный процесс, причем обе части этого процесса непрерывно связаны друг с другом. 
Сначала создается контакт биогаза с рабочей жидкостью.  При этом H2S растворяется в жидкости и диссоциирует в соответствии с уравнением (a).
(a) H2S (в жидкости) = 2H1+ + S2-
После этого анион серы (S2-) окисляется благодаря электронному обмену с двумя катионами железа (2Fe3+) в элементарную серу в соответствии с уравнением (b).
(b) (2Fe3+)*KB + 2H1+ + S2- =  (2Fe2+)*KB + S0= + 2H1+
Благодаря этой реакции валентность катиона железа снижается с +3 до +2.
На следующем этапе (восстановление рабочей жидкости) с помощью подачи воздуха валентность катиона железа вновь восстанавливается до значения +3. Реакция окисления катиона железа кислородом воздуха представлена в уравнении (с) .
(c) (4Fe2+)*KB + O2 + 4H1+ = (4Fe3+)*KB + H2O
Суммарно получается следующее уравнение реакции (d):
(d)  H2S (газ) + 0,5*O2 (газ) = S0= + H2O
KB в уравнениях  (b,c) обозначает комплексон (металлоорганический комплекс), представлящий собой железную соль, например, этилендиаминтетрауксусной кислоты.
На выходе модуля получается очищенный от сероводорода газ со степенью очистки до 99,5%. При этом потери метана полностью исключены.
 В результате реакции образуется элементарная сера в виде хлопьев размером примерно 10 мкм, которая удаляется из модуля методом фильтрации в виде серной суспензии (шлама).
Образующаяся в результате реакции серная суспензия, содержащая также остатки рабочей жидкости, абсолютно не токсична, не представляет опасности для персонала и окружающей среды и может быть захоронена на полигоне промышленно-бытовых отходов или использована в качестве минерального удобрения в сельском хозяйстве.