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          VOC技術問答
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          硫化氫廢氣處理方法

          2015-10-13

          硫化氫廢氣處理方法

          一.國內外硫化氫廢氣處理的方法總結
            這些年,關于H2S氣體的凈化方法研討越來越活躍.依據各自的特點,可把硫化氫廢氣的凈化方法分為:
          吸收法,物理溶劑吸收法、化學溶劑吸收法;
          吸附法,可再生的吸附法、不可再生的吸附法;
          氧化法,干法氧化法、濕法氧化法;
          生物法等.
          二.吸收法
            吸收法包含:物理吸收和化學吸收法.
          2.1物理吸收法
          物理吸收法通常情況下是選用有機溶劑作為硫化氫的吸收劑,有機溶劑有兩大優點:
          (1)能夠有選擇性地吸收硫化氫(2)加壓吸收后只需降壓即可解吸.
            物理吸收法流程簡單,通常情況下只需吸收塔,常壓閃蒸罐和循環泵,不需外加蒸汽和外加其他熱源.
            物理吸收法對溶劑的要求:
            ?。?)H2S在溶劑中的的溶解度要比在水中溶解度高數倍,而烴類、氫氣在溶劑中的溶解度比它們在水中的溶解度低(2)該溶劑的蒸汽壓要求盡量的低,防止 其溶劑的揮發而造成溶劑的丟失(3)該溶劑須具有很低的粘度和吸濕性(4)該溶劑對金屬沒有腐蝕(5)溶劑的成本相對較低.
          目前有機溶劑物理吸收H2S的技術有很多,運用的吸收劑有磷酸三定酷(埃斯塔索爾法)、N-甲基-2-砒咯烷酮(普里索爾法)、碳酸丙烯酷(福洛爾法)、甲醇(勒克梯索爾法)等.
          2.2化學吸收法
          化學吸收發法是將被吸收的氣體導入吸收劑中使被吸收的氣體中的一個或多個組分在吸收劑中發生化學反應的吸收進程.
            硫化氫溶于水后,水溶液呈酸性,并且考慮到吸收液的再生問題,因此可以選用具有緩沖效果的強堿弱酸鹽溶液處理硫化氫廢氣,如酚鹽、磷酸鹽、硼酸鹽、氨基酸鹽等,這些溶液的PH值大多在9~11之間.
            除此之外,還可選用一些弱堿,如二甘醇胺、乙醇胺類、氨、二甘油胺、二乙丙醇胺等水溶液作吸收劑來吸收含H2S氣體的廢氣.
            化學吸收的溶劑通常是在常壓加熱下再生,化學溶劑對H2S的吸收率比物理溶劑高.
          三.吸附法
            吸附法即是運用某些多孔性物質具有的吸附功能,對H2S氣體進行凈化,該辦法常用于處理H2S氣體濃度較低的排放氣.
            吸附設備通常選用固定床吸附器,為防止吸附顆粒被粉塵等阻塞,在氣體流入吸附床層前,應先經過預凈化設備.
            目前常用的吸附劑分為:可再生吸附劑與不可再生吸附劑.
          3.1可再生吸附劑
          自1950年以來,工程上選用的吸附劑最早是水合氧化鐵.常溫下的氧化鐵脫硫劑的脫硫進程反應方程式為:
          脫硫: Fe2O3·H2O+3H2S=Fe2S3+ 3H2O
          Fe2O3·H2O+3H2S=2 FeS+S+4 H2O
            上述反應因為受到反應條件的影響,一式得到的產品Fe2S3易于再生為Fe2O3,而二式得到的產品FeS不易再生為Fe2O3,因此在實踐運用中應防止二式反應的發生.
            再生: Fe2S3·H2O+3/2H2S= Fe2O3·H2O+3S
          2 FeS+3/2O2+ H2O=Fe2O3·H2O+2S(高溫)
          3.2不可再生吸附劑
            常用吸附劑是氧化鋅,吸附反應為:
          ZnO+ H2S=ZnS+H2O
          300℃時經ZnO吸附脫硫后的凈化空氣中H2S濃度在14mg/m3以下.ZnO吸附劑的首要缺陷是不能經過氧化就地再生,須更換新的吸附劑.
          四.氧化法
            氧化法凈化硫化氫廢氣,通常是把H2S氣體直接氧化為單質硫.在氣相中進行氧化的進程通常被稱作叫做干法氧化,在液相中進行的叫濕法氧化.
          4.1干法氧化
            干法氧化是在通常情況下使硫化氫氣體氧化成單質硫或硫的氧化物,典型的有克勞斯法和選擇性氧化法.
            脫除廢氣中氧化氫最早的辦法之一是克勞斯法,首要優點是:從硫化氫氣體中收回硫.該法適用于進氣中硫化氫濃度較高的情況,它操作便利,設備簡單,長期以來一向受到廢氣處理應用方的重視.
            克勞斯法的原理是,在克勞斯焚燒爐中內使廢氣中的一部分硫化氫氧化生成SO2,生成的SO2與進氣中的H2S按下列反應方程式生成硫磺加以收回:
          H2S+SO2=2H2O+3/2S2
            鋁礬土是反應的催化劑,使反應能夠在不太高的溫度下進行.催化劑的運用量為反應混合物的0.1%~0.2%.反應器內溫度必須小于650℃,否則催化劑結構受到損壞,當廢氣中有碳氫化合物時溫度不得超過480℃.
            克勞斯法要求廢氣中的H2S的初始濃度應大于15%,否則,H2S的焚燒不能供給滿足反應需求的熱量,不能保持正常反應所需求的溫度.
          選擇性氧化法,是在催化劑的作用下把H2S用空氣中的氧直接氧化為硫.這些年,選擇性氧化技術有突破性發展,成功的研制出選擇性好、對H2O和過量O2不靈敏的高活性催化劑.選擇性氧化法硫的總收回率可達98%~99%.
          4.2濕法氧化
            與干法脫硫比較,濕法處理能力能大,且操作彈性大.
            濕法氧化具有如下的特色:脫硫效率高,可使凈化后的氣體含硫量較低,將H2S一步轉化為單質硫;既可在常溫常壓下操作,又可在加壓下操作,大多數脫硫劑可再生,運轉成本低.
            液相催化法是中國近期研討的熱門,各種液相催化法的技能流程大致一樣,均由脫硫和再生組成.
          五.結論
            硫化氫廢氣的凈化辦法多為回收類辦法.對于量大、濃度較高的含H2S氣體,通常經過吸收、氧化等進程收回硫磺.對于量小、濃度低的含H2S氣體,通常用吸附法處理.氧化法具有處理量大、能夠連續生產的優點,在工業生產中應用較多.


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