脫硫設備
- 資料來源：沼氣發電與再利用資訊網
- 為什麼要裝置脫硫設備：
沼氣脫硫為沼氣發電及再利用系統之重要流程，因沼氣中存有硫化氫具有腐蝕性，極易腐蝕金屬零件，導致燃燒室、排氣系統及內部管路之腐蝕損毀，進而使發電機引擎損壞，衍生維修費用及成本。故燃燒沼氣進行發電或再利用前經過有效脫硫可除去沼氣中硫化氫，延長設備使用年限並減少維護成本。且改善沼氣再利用設備燃燒後之空氣品質，提升畜舍環境條件與品質。
- 脫硫設備裝設位置：
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- 脫硫目標：
• 沼氣發電機對硫化氫濃度的容許上限需低於 200 ppm
• 沼氣再利用設備(保溫燈、沼氣爐等)建議硫化氫濃度低於 500 ppm
- 目前沼氣脫硫設備依其作用原理，可分為：吸附法(活性碳脫硫)、吸收法(氧化鐵脫硫、水洗脫硫)和生物法等型式如下。
脫硫原理
吸附法 吸收法 生物法 脫硫方式 活性碳脫硫 氧化鐵脫硫 水洗沼氣純化塔 鹼水洗沼氣純化塔 生物脫硫 原理 活性碳吸附硫化氫去除硫化氫。 氧化鐵與硫化氫進行氧化反應，將硫化氫去除。 利用硫化氫可溶於水之特性，將硫化氫去除。 利用硫化氫可溶於水之特性，再藉由NaOH溶液中和去除硫化氫。 硫化菌將硫化氫轉化為固體硫或是硫酸根，將沼氣中硫化氫去除。 建置成本 低 低 中 中 高 操作難度 低 低 中 中 高 優點 1. 設置成本低
2. 能源需求低
3. 操作簡單1. 建置成本低
2. 操作簡單1. 操作簡單
2. 維護簡單
3. 可串聯或並聯多個洗滌塔使用1. 脫硫效果穩定
2. 可串聯或並聯多個洗滌塔使用1 .無二次污染產生
2. 產生之硫磺可資源回收再利用缺點 1. 須定期更換活性碳以維持脫硫品質
2. 高濃度硫化氫不適用此方法
3. 產生二次污染(飽和之活性碳)1. 需定期更換氧化鐵以維持脫硫品質
2. 產生二次污染(飽和之氧化鐵)1. 須消耗大量洗滌水
2. 須耗費大量電力
3. 產生二次污染(飽和吸收廢水)1. 酸鹼中和產生之鹽類沉澱物易堵塞管路
2. 產生二次污染(酸鹼中和廢水)1. 脫硫效果受溫度影響
2. 初期設置成本高
3. 操作不易，須專人負責
- 目前沼氣脫硫設備依其反應，可分為氧化鐵脫硫、水洗沼氣純化塔、鹼水洗沼氣純化塔和生物法等型式，各方法差異如表所示。
沼氣發電脫硫型式比較：
脫硫方式
氧化鐵脫硫
水洗脫硫
鹼水洗脫硫 生物脫硫
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原理
氧化鐵與硫化氫進行氧化反應，將硫化氫去除。
利用硫化氫可溶於水之特性將硫化氫去除。
利用硫化氫可溶於水之特性，再藉由NaOH溶液中和去除硫化氫。
硫化菌將硫化氫轉化為固體硫或是硫酸根，將沼氣中硫化氫去除。
建置成本
低
中
中
高
耗材成本
1公斤氧化鐵60元
(一包約25公斤)定期更換循環水
以槽車購買液鹼成本約為9~12元/公斤
培養液組成受硫氧化菌之特性影響
50 kW發電機24小時運轉，沼氣硫化氫由6,000 ppm降至200 ppm，耗材更換頻率
150 kg的氧化鐵脫硫約4.8天就需要更換氧化鐵
20噸的水洗沼氣純化塔約10天換一次水
2噸的液鹼，以每小時消耗1.3L的45%鹼液估算，約1.5個月要購買一批
依硫氧化菌之特性定期添加培養液
優點
1.建置成本低
2.操作簡單1.操作簡單
2.維護簡單
3.可串聯或並聯多個洗滌塔使用1.脫硫效果穩定
2.可串聯或並聯多個洗滌塔使用1.無二次污染產生
2.產生之硫磺可資源回收再利用缺點
1.需定期更換氧化鐵以維持脫硫品質
2. 產生二次污染(飽和之氧化鐵)1.須消耗大量洗滌水
2. 須耗費大量電力
3.產生二次污染(飽和吸附廢水)1.酸鹼中和產生之鹽類沉澱物易堵塞管路
2.產生二次污染(酸鹼中和廢水)1.脫硫效果受溫度影響
2.初期設置成本高
3.操作不易，須專人負責
- 沼氣再利用脫硫系統：沼氣再利用所需脫硫系統較簡易，農民可參考下圖請廠商進行施工。
