硫化氫廢氣的處理

1、硫化氫廢氣處理1. 引言隨著人類的環(huán)境保護的逐漸增強，人類越來越關(guān)心周圍生存環(huán)境的質(zhì)量。工業(yè)排放的廢氣中所含的H2s氣體，不僅能夠引起管道和催化劑的中毒、致使工藝 條件惡化、設(shè)備的腐蝕，而且會造成相當嚴重的環(huán)境污染，甚至危害人類生存。因此，必須對排放的H2s氣體進行治理。硫化氫氣體是一種日益引起全球重視的大氣污染公害，它是典型的惡臭類氣體，具有污染范圍很廣、影響很大的特點。而硫磺在能源、化工、醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)等方面都是很寶貴的化工行業(yè)的原料。因此，合理利用硫化氫，使硫化氫氣體變廢為寶，在現(xiàn)實生產(chǎn)中具有非常重要的現(xiàn)實意義。2. 國內(nèi)外硫化氫廢氣處理的方法近年來，關(guān)于處理H2s 氣體技術(shù)研究越來越活躍。

2、根據(jù)去除硫化氫的方法的不同特點，可把凈化方法分為：吸收法：物理溶劑吸收法、化學(xué)溶劑吸收法；分解法：熱分解法、微波技術(shù)分解；吸附法：可再生的吸附劑法、不可再生的吸附劑吸附法；氧化法：干法氧化法、濕法氧化法；生物法等。按照硫化氫去除方法和工藝的不同，可以分為吸收法和吸附法。吸收法又可以分為：物理吸收和化學(xué)吸收。硫化氫的處理方法常規(guī)的處理硫化氫的方法的方法有吸收法和吸附法。2.1.1 吸收法吸收法包括：物理吸收和化學(xué)吸收法。物理吸收：物理吸收法通常情況下是采用有機溶劑作為硫化氫的吸收劑，有機溶劑有兩 大優(yōu)點：（1） 可以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

3、常情況下只需吸收塔，在常壓閃蒸罐和循環(huán)泵，不需外加蒸汽和外加其他來源的熱源。物理吸收大的溶劑必須具備的特點：（ 1）的溶解度要比在水中溶解度高數(shù)倍，而對烴類、氫氣溶解度比它們在水中的溶解度低；該溶劑的蒸汽壓需要盡量的低，以免其溶劑的蒸發(fā)而造成溶劑的損失；（ 2）該溶劑須具有很低的粘度和吸濕性；該溶劑對金屬基本不發(fā)生腐蝕；溶劑的價格應(yīng)當是相對較低的。目前提出的有機溶劑物理吸收 H2s的工藝有很多，也逐步走向成熟，有很多工藝已有工業(yè)化裝置在運行，應(yīng)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。化學(xué)吸收法是將被吸收

4、的氣體導(dǎo)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(fā)生化學(xué)反應(yīng)的吸收過程，適合處理低級濃度的氣體，排放時大風(fēng)量的廢氣。大多數(shù)情況下是利用硫化氫溶于水后，水溶液呈酸性。水溶液的弱酸性可以采用堿性的溶液將其吸收，由于強堿溶液吸收了硫化氫后，該堿性溶液的再生很困難，因而常采用具有緩沖作用的強堿弱酸鹽如酚鹽、磷酸鹽、硼酸鹽、氨基酸鹽等的溶液，這些溶液的PH值大多在911之間。除此之外，還可采用一些弱堿，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處理含H2s氣體的廢氣。化學(xué)吸收的溶劑一般是在常壓加熱下再生，再生時所釋放的氣體需要接觸階段數(shù)（或級數(shù)）比物理溶劑的少；化學(xué)

5、溶劑去除H2s的完全程度比物理溶劑高。2.1.2 吸附法吸附法就是利用某些多孔性物質(zhì)具有的吸附性能，對 H2s氣體進行凈化。該處理的要求是需要處理的廢氣的濃度低的方法，該方法常用于的是處理排放的氣體中含HS氣體濃度較低的氣體。吸附設(shè)備一般采用的固定床吸附器。為防止吸附顆粒被粉塵等堵塞，在氣體流入吸附床層前，應(yīng)先經(jīng)過預(yù)凈化設(shè)備。通常對吸附劑的要求是：阻力降低，無粉塵，吸附容量高，截留度要高。由于吸附脫臭裝置不宜頻繁再生，所以要求入口臭氣濃度不能太高，否則再生頻繁，造成浪費不經(jīng)濟。目前常用的吸附劑分為：可再生吸附劑與不可再生吸附劑1. 可再生吸附劑自 1950 年以來，工程上采用的最早的吸附劑是水

6、合氧化鐵。常溫、常壓下的水合氧化鐵是以集中氧化鐵的形態(tài)存在著的，但對于制備出來的可以有效利用的吸附劑本身而言，只能用a一和Y。常溫下的氧化鐵脫硫劑的脫硫過程及其原理是采用水合氧化鐵脫除H2s氣體，其他反應(yīng)方程式為：脫硫：+3H2S= Fe2S3+ 3H2O+3 H2S=2 FeS+S+4 H2O上述反應(yīng)由于受到反應(yīng)條件的影響，第一個反應(yīng)式反應(yīng)的產(chǎn)物易于再生為FeQ,而二式產(chǎn)物FeS不易再生為FeQ,因此在實際應(yīng)用中應(yīng)避免二式反應(yīng)的發(fā)生。再生：Fe 2S3. H 2O+3/2 H2S= Fe2O3. H 2O+3S2 FeS+3/2O2+ HzO= FeQ. H 2O+2S （高溫）2. 不可再

7、生吸附劑常用吸附劑是氧化鋅吸附反應(yīng)為：ZnO+ H2S=ZnS+ H2O300。C時經(jīng)ZnO吸附脫硫后的凈化空氣中HS濃度在14mg/m3以下。ZnO吸附劑的主要缺點是不能通過氧化就地再生，須更換新的吸附劑。因為再生中吸附劑表面會因燒結(jié)而明顯減少，機械強度也打打降低。金屬氧化物的混合物用于燃氣凈化研究也很活躍,FeQ和ZnO按一定的比例混合制成鐵酸鋅，其使用溫度可達649。 C， 若在鐵酸鋅中加入皂土，則可在 690。C條件下使用,且有較好的穩(wěn)定性。ZnFeO已經(jīng)發(fā)展成為氧化鋅的替代脫硫劑，它具有硫容高、同硫化氫反應(yīng)速度快、硫化氫脫除效率高等優(yōu)點。但ZnFeO在高溫下還原氣氛下分解為 FeQ和

8、ZnO仍然存在鋅的發(fā)揮、硫酸鹽的形成已經(jīng)由于熱沉積引起的火星降低等缺點。2.1.3 氧化法氧化法凈化氫廢氣，一般是把H2s氣體直接氧化為單質(zhì)硫。在氣相中進行氧化的過程通常被稱作叫做干法氧化，在也相中進行的過程叫濕法氧化。（ 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(zhì)硫或硫的氧化物的一種方法，典型的有克勞斯發(fā)和選擇性氧化法。脫除肺氣腫氧化氫最早的方法之一是克勞斯法，主要有點是：從硫化氫氣體中回收硫。該法適用于進氣中硫化氫濃度較高的場合，它操作方便，設(shè)備簡單，長期以來一直受到廢氣處理的重視。克勞斯法的原理是利用硫化氫為原料，在克勞斯燃燒爐中內(nèi)使廢氣中的一部分氧化生成SO,生成的SO與

9、進氣中的H2s按下列反應(yīng)方程式生成硫磺加以回收：H2S+SO2=2 H2O+3/2S2+Q鋁研土是反應(yīng)的催化劑，可以再不太高的溫度下進行，HS與SO作用充分轉(zhuǎn)化成為硫。催化劑的使用量為反應(yīng)混合物的%。反應(yīng)器內(nèi)溫度必須小于650。C,否則催化劑遭到破壞，當廢氣中有碳氫化合物時溫度不能超過480。C克勞斯法要求廢氣中的H2s的初始濃度應(yīng)大于等于15%20%否則，H2s的燃燒不能提供足夠反應(yīng)需要的熱量，不能維持正常發(fā)硬所需要的溫度。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。近年來，選擇性氧化技術(shù)有突破性進展，成功的關(guān)鍵是研制出選擇性好、對代。和過量的O2 不敏感的高活性催化

10、劑，目前用鐵基氧化物的不同混合物制備。選擇性氧化法硫的總回收率可達98%99%。（ 2）濕法氧化與干法脫硫相比，濕法處理能力大，且濕法最著名的特點是操作彈性大，脫硫化效率高。濕法氧化具有如下的特點：脫硫效率高，可使凈化后的氣體含硫量較低，可將H2S一步轉(zhuǎn)化為單質(zhì)硫，無二次污染；既可在常溫常壓下操作，有可在加壓 下操作，大多數(shù)脫硫劑可再生，運行成本低。液相催化法是我國近期研究的熱點，各種液相催化法的工藝流程大致相同，均有脫硫和再生組成。主要原理：H2S+Na2CO3 NaHS+ NaHC3O2 NaHS+4NaV3O+ H2O Na2V4O9+4NaOH+2SNa2V4O9+2NaOH+ H2O

11、+2ADA4 NaVO3+2HADAO2+2HADA 2ADA+2 H2O該工藝問題在于：有害廢液處理困難，可能造成二次污染；氣體刺激性大；副產(chǎn)物使化學(xué)藥品耗量增大；生成的硫單質(zhì)質(zhì)量差；對 CS2 COSS硫醇幾乎不 起作用；懸浮的顆?；厥绽щy，易造成過濾器堵塞。國外還有堿性物質(zhì)的水溶液配入 DDS催化劑、酚類物質(zhì)和活性碳酸亞鐵的 DDSt等，都在提高脫硫率、強化鐵離子再生等方面努力突破。3. 結(jié)語硫化氫廢氣的凈化方法多為回收類方法。對于量大、濃度較高的含H2s氣體， 一般通過吸收、氧化等過程回收硫磺。對于量小、濃度低的含H2s氣體，一般用吸附法處理。分解法回收 H2和硫磺，是一種很有前途的方法。在這方面的研究 相對成熟了，但仍在不斷進步中。參考文獻1嚴召.Zn/Fe 體系濕法催化氧化高效脫除沼氣中H2s回收硫磺研究.碩士論文，湘潭大學(xué)，2 黃新， 朱道平 . 硫化氫脫除方法述評. 化學(xué)工業(yè)與工程技術(shù)，2004,25（ 5） ： 47493 三廢治理與利用. 北京：冶金工業(yè)出版社，2001,12,2612674 紀樹滿 . 惡臭污染的防止. 重慶環(huán)境科學(xué)，1999,21 （ 2） 2728,415 葉敬東，王國興，黃新偉，孔渝華. 干法脫硫化氫技術(shù)進展. 湖北化工，1995，2： 39416 張家忠，寧平. 干法脫除硫化氫技術(shù). 云南環(huán)境科學(xué)，2004