硫化氢治理办法精编版
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硫化氢治理办法
文件编码(008-TTIG-UTITD-GKBTT-PUUTI-WYTUI-8256)
应用吸收、吸附和催化氧化等方法对工业生产过程排放的硫化氢(H
2
S)进行回收、利用或无害化处理。
概述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。
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。
①氢氧化铁法:将铁屑和湿木屑充分混合,加%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)
33H
2
S─→Fe
2
S
3
6H
2
O
2Fe
2S
3
6H
2
O 3O
2
─→4Fe(OH)
3
6S
此法脱硫效率高,适于净化硫化氢含量低的气体,但设备占地面积大,脱硫剂必须定期再生和更换,操作条件差,因而已逐渐为湿法取代,或同湿法联合用于深度脱硫。
②活性炭法:用活性炭吸附硫化氢,通氧气转换成单体硫和水,用硫化胺洗去硫磺,活性炭可继续使用。此法不宜用于含焦油的气体。
③克劳斯法:先把1/3硫化氢氧化成二氧化硫,再使它在转化炉内同剩余硫化氢反应,可直接从气相制取高质量熔融硫。
④氧化锌法:粒状的氧化锌和硫化氢反应生成硫酸锌和水。主要用于净化硫化氢含量低的废气。此法效率较高,但不经济。
湿法包括溶剂法、中和法和氧化法。
①溶剂法:常用15~20%二乙醇胺水溶液吸收硫化氢,形成“复合物”,把富液加热到100~130℃,硫化氢被解析出来,经冷凝可得到高浓度硫化氢,再制成硫磺。溶液再生后经换热器冷却继续使用,这种工艺叫胺洗。工艺流程见附图。此法特点是溶剂容易生产,价格低廉,工艺成熟,脱硫效率高,降解和蒸发损失小。广泛应用于石油炼制的脱硫。此法还可采用环丁砜、氨基异丙醇、聚乙醇醚、磷酸酯、碳酸丙烯酯、冷甲醇等作为溶剂。但某些溶剂不适于重烃、芳烃含量高的气体脱硫。
②中和法:硫化氢是酸性物质,可用碱性吸收液去除。富液可经过加热减压处理,使硫化氢脱吸,吸收液可循环使用。应用的碱性吸收液主要有碳酸钠、磷酸钾、氢氧化钙的溶液和氨水等,其中氨水应用较广。氨水法可利用煤气中的氨作碱性吸收液去除硫化氢,既不用外来碱源,也不产生废液。其反应如下:
中和法操作简单,费用低,废液少,但碱耗高,吸收液再生较困难,脱硫效率一般比较低。
③氧化法:硫化氢用碱性吸收液吸收后,在催化剂作用下氧化成硫磺。催化剂可用空气再生,继续使用。常用催化剂有镍盐、铁氰化物、氧化铁、对苯二酚、氢氧化铁、硫化砷酸的碱金属盐类、蒽醌二磺酸盐、苦味酸、萘醌二磺酸盐等。常用吸收液有碳酸钠溶液、氨水等。氧化法因催化剂和吸收液的不同而异,举例如下:
对苯二酚法:以碳酸钠溶液或氨水作吸收液,以对苯二酚作催化剂。对苯二酚是一种有机载氧体,脱硫效率高,催化剂再生所需空气少。
砷碱法:以氨水或碳酸钠溶液作吸收液,以硫代砷酸的碱金属盐类作催化剂,其反应如下:
吸收
Na 3AsS 3O H 2S ─→Na 3AsS 4H 2O
再生
2Na 3AsS 4O 2─→2Na 3AsS 3O 2S
砷碱法为焦化厂广泛使用,但因催化剂污染水体,所以应用受到限制。
富玛克斯法:以2~3%碳酸钠溶液作吸收液,加入%苦味酸作催化剂,吸收硫化氢。吸收硫化氢后的溶液输送到再生塔用空气再生,反应如下:
H 2S 吸收
Na 2CO 3H 2S ─→NaHS NaHCO 3
H 2S 氧化
NaHS *RNO H 2O ─→NaOH S *RNHOH
NaHCO 3NaOH ─→Na 2CO 3H 2O
苦味酸再生
*R 表示芳基。此法催化剂易得,操作温度范围较宽、效率高。
达克哈克斯法:又名萘醌法,以萘醌二磺酸钠为催化剂,以碳酸钠溶液或氨水为吸收液,吸收塔采用高效的泰勒填料,可同时脱硫脱氰。此法因碱源和废液
处理方法不同可组成三种全流程:氨型达克哈克斯湿式氧化法,可得到硫酸和硫酸铵。氨型达克哈克斯燃烧法,产生单体硫、二氧化硫和氮气,二氧化硫可制硫酸。钠型达克哈克斯还原热解法,产生单体硫、氮气、硫化氢,后者可制硫酸或再吸收,碳酸钠可回收使用。
中国研究成功的APS脱硫法以苦味酸为催化剂,以煤气中的氨为吸收剂,可同时脱除硫化氢和氰化氢。催化剂在再生塔中用空气再生,废液用加压加酸转化,转化尾气中含有部分有机硫可在催化剂作用下通蒸汽变为硫化氢,返回吸收塔脱除,回收产品为硫和硫酸铵。此法脱硫效率高