H2S--硫化氢尾气净化

硫化氢尾气净化方法

1.化学吸收法：吸收液一般是弱碱水溶液。

1.1 单乙醇胺溶液(MEA)：

MEA是吸收硫化氢较好的溶剂，其优点是：价格低，反应能力强，稳定性好，且易回收；缺点是：蒸气压高，溶液损失大。可采用简单的水洗法从气流中吸收蒸发的胺来加以回收。而与氧硫化碳(COS)反应而不能再生，因此，MEA法只能用于净化天然气和不含COS(或CS2)的气体。

1.2 乙二醇胺(DEA)：

由于石油炼制含有COS气，一般使用DEA溶剂作为吸收剂。DEA法由于投资运营费低，蒸气压低，损失比MEA法少，DEA对烃类溶解度小，用此法回收的硫化氢气体中含烃类<0．5％，净化程度高。

1.3 二异丙醇胺(DIPA)：

对于含硫化氢、CO2，和COS的烟气，常采用二异丙醇胺(DIPA)30％一40％的水溶液进行吸收，称DIPA法。

1.4 热碳酸盐法：

热碳酸盐法的吸收液是加活化剂的碳酸盐水溶液。碳酸盐多用碳酸钾，也有用碳酸钠的。活化剂为胺－硼酸盐、三氧化二砷或甘氨酸。该法已成功地用于从气体中脱除大量CO2，也已用来脱除含CO2和硫化氢的天然气中的酸性气体。缺点是不适于用来脱除不含CO2或含少量CO2的混合气的酸性组分。

2.1 物理吸收法：

流程简单，只需吸收塔，常压闪蒸罐和循环泵，不需蒸气和其他热源

2.2 物理－化学吸收法：

这是一种将化学吸收剂与物理吸收剂联合应用的脱硫方法，目前以环丁砜法为常用，环丁砜脱硫法所用溶剂一般是由DIPA、环丁砜和水组成。环丁砜对水、酸、碱、氧等均稳定，挥发性小，无毒。实验表明，溶液中环丁砜浓度高，适于脱除COS，反之，低的环丁砜浓度则适合于脱除硫化氢。

3 吸收氧化法

3.1 费罗克斯法：

其净化对象为焦炉煤气和其他含硫化氢的气体。吸收液用Na2CO3溶液，以Fe(OH)3作催化剂，

反应式为：

吸收：2Fe(OH)3+3H2S—Fe2S3+6H2O (1)

再生：2Fe2S3+6H2O+3O2—4Fe(OH)3+6S (2)

其工艺条件为：Na2CO3浓度为3％一5％，Fe(OH)3浓度为0.5％，净化效率可达98％。该法的缺点是再生反应速度比脱硫速度慢，因此，再生速度是整个过程的主要控制步骤。

3.2 砷碱法(Thylox法)：

洗液由K2CO3或Na2CO3和As2O3组成，以砷酸盐或硫代砷酸盐为硫氧化剂，主要成分是Na4As2S5O2。脱硫及再生过程反应原理为：

Na4As2S5O2+H2S—Na4AsS6O+H2O (3)

Na4As2S6O+H2S－Na4As2S7+H2O (4)

2Na4As2O7+O2--2Na4As2S6O+2S (5)

2Na4AsS6O+O2—2Na4As2S5O2+2S (6)

此法脱除硫化氢很有效果，能产生含硫化氢<5mg/m3(标)的气体。但随着环保要求严格，砷

是剧毒物质，因此，目前砷碱法已被其他一些脱硫方法所取代，工业上已很少使用。

3.3 改良砷碱法(G—V 法)：

该法是对砷基工艺的改进，洗液由钾或钠的砷酸盐组成，其反应式为：

吸收：Na3AsS5O+H2S—Na3AsS4+H2O (7)

再生：2Na3AsS4+O2—2Na3AsS3O+2S (8)

在G—V法中，必须进行后处理以除去亚砷酸盐。该法应用范围较广，吸收温度从常温到150℃，压力从常压到7.4 MPa，可以处理CO2浓度很高的气体。净化后气体中的硫化氢含量<1 mg/m3(标)，溶液的硫容量高(0.5—8kg/m3)

3.4 蒽醌二磺酸钠法(ADA法)：

该工艺以钒作为脱硫的基本催化剂，并采用蒽醌一2，7一二酸钠(ADA)作为还原态钒的再生氧载体，洗液由碳酸盐作介质。脱硫原理为：

吸收：H2S+Na2CO3一NaHS+NaHCO3 (9)

2NaHS+4NaVO3+H2O —Na2V4O9+4NaOH+2S(10)

Na2V4O9+2NaOH+H2O+2ADA(氧化态)一4NaVO3+2ADA(还原态) (11)

再生：O2+2ADA(还原态)一2ADA(氧化态)+2H2O (12)

该溶液组成：Na2CO3为3％一5％；NaVO3为0.12％一0.28％；酒石酸钾钠少量；操作温度20—40℃；pH值为8.5—9.2；净化效率可达99％。该法的工艺问题在于：(1)悬浮的硫颗粒回收困难，易造成过滤器堵塞；(2)副产物使化学药品耗量增大；(3)硫质量差；(4)对CS2、CO2及硫醇几乎不起作用；(5)有害废液处理困难，可能造成二次污染；(6)气体刺激性大。

3.5 配合铁法(铁基工艺)：

反应方程式为：

H2S(g)+2Fe3+－2H++S(s)+2Fe2+ (14)

O2(g)+2H2S+2Fe2+－4OH-+2Fe 3+(15)

硫化氢治理

硫化氢产生于天然气净化﹑石油炼制﹐以及制煤气﹑制革﹑制药﹑造纸﹑合成化学纤维等生产过程。硫化氢是无色气体﹐有刺激性恶臭﹐易挥发﹐燃烧时呈蓝色火焰。硫化氢是大气的主要污染物之一﹐不仅危害人体健康﹐还会严重腐蚀设备等。

硫化氢治理开始较早。1809年英国克莱格使用石灰乳净化器脱硫﹐1849年英国兰宁和希尔斯获得干式氧化铁法专利﹐1870年美国发展了氧化铁制备方法﹐这种干式氧化铁法在脱硫领域沿用100年之久。20世纪30～40年代出现溶液法﹐将氢氧化铁悬浮在碱液中进行脱硫。50年代起﹐西欧普遍采用氨水法。60年代出现砷碱法﹐用砷化物作催化剂。因砷化物有剧毒﹐逐渐为无毒催化剂所取代。如对苯二酚法﹑A.D.A.法﹑富玛克斯法﹑达克哈克斯法等都使用无毒催化剂。这些方法都是近年发展较快的技术。另一方面溶液法的吸收废液处理技术也不断发展﹐形成了不同的脱硫工艺。

脱硫方法

基本上分干法和湿法两类﹕

干法

包括氢氧化铁法﹑活性炭法﹑克劳斯法和氧化锌法等。

氢氧化铁法﹕将铁屑和湿木屑充分混合﹐加0.5％氧化钙﹐制成脱硫剂﹐湿度为30～40％。硫化氢同脱硫剂反应而被脱除﹐再生的氢氧化铁可继续使用。其反应如下﹕2Fe(OH)+3HS─→FeS+6HO