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含硫化氢废气的处理方法

文章来源:国家统计局 发布时间:2016-01-26 08:57:15 浏览次数:阅读 【字体:

随着环保意识的逐渐增强,人们越来越关注周围生计环境的质量。工业排放的废气中所含的硫化氢气体,能够导致设备管道的腐蚀、催化剂的中毒、生产工艺条件恶化,并会造成相当严重的环境污染,乃至损害人类生计。因此,必须对排放的硫化氢气体进行处理。而硫磺在动力、化工、医药、农业等方面都是应用广泛的化工原料。因此,处理硫化氢废气,使硫化氢气体变废为宝,在实践生产中具有非常重要的实践意义。


      一.国内外硫化氢废气处理的方法总结

  这些年,关于硫化氢气体的净化方法研讨越来越活跃。依据各自的特点,可把硫化氢废气的净化方法分为:

吸收法:物理溶剂吸收法、化学溶剂吸收法;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、湿法氧化法;生物法等。


      二.吸收法

  吸收法包含:物理吸收和化学吸收法。


      2.1物理吸收法

      物理吸收法通常情况下是选用有机溶剂作为硫化氢的吸收剂,有机溶剂有两大优点:


      (1)能够有选择性地吸收硫化氢(2)加压吸收后只需降压即可解吸。物理吸收法流程简单,通常情况下只需吸收塔,常压闪蒸罐和循环泵,不需外加蒸汽和外加其他热源。

物理吸收法对溶剂的要求:


      (1)H2S在溶剂中的的溶解度要比在水中溶解度高数倍,而烃类、氢气在溶剂中的溶解度比它们在水中的溶解度低(2)该溶剂的蒸汽压要求尽量的低,防止其溶剂的挥发而造成溶剂的丢失(3)该溶剂须具有很低的粘度和吸湿性(4)该溶剂对金属没有腐蚀(5)溶剂的成本相对较低。

      目前有机溶剂物理吸收H2S的技术有很多,运用的吸收剂有磷酸三定酷(埃斯塔索尔法)、N-甲基-2-砒咯烷酮(普里索尔法)、碳酸丙烯酷(福洛尔法)、甲醇(勒克梯索尔法)等。


      2.2化学吸收法

      化学吸收发法是将被吸收的气体导入吸收剂中使被吸收的气体中的一个或多个组分在吸收剂中发生化学反应的吸收进程。硫化氢溶于水后,水溶液呈酸性,并且考虑到吸收液的再生问题,因此可以选用具有缓冲效果的强碱弱酸盐溶液处理硫化氢废气,如酚盐、磷酸盐、硼酸盐、氨基酸盐等,这些溶液的PH值大多在9~11之间。除此之外,还可选用一些弱碱,如二甘醇胺、乙醇胺类、氨、二甘油胺、二乙丙醇胺等水溶液作吸收剂来吸收含硫化氢气体的气体。化学吸收的溶剂通常是在常压加热下再生,化学溶剂对H2S的吸收率比物理溶剂高。


      三.吸附法

  吸附法即是运用某些多孔性物质具有的吸附功能,对H2S气体进行净化,该办法常用于处理H2S气体浓度较低的排放气。吸附设备通常选用固定床吸附器,为防止吸附颗粒被粉尘等阻塞,在气体流入吸附床层前,应先经过预净化设备。

  目前常用的吸附剂分为:可再生吸附剂与不可再生吸附剂。


      3.1可再生吸附剂

      自1950年以来,工程上选用的吸附剂最早是水合氧化铁。常温下的氧化铁脱硫剂的脱硫进程反应方程式为:


脱硫: Fe2O3·H2O+3H2S=Fe2S3+ 3H2O

              Fe2O3·H2O+3H2S=2 FeS+S+4 H2O


  上述反应因为受到反应条件的影响,一式得到的产品Fe2S3易于再生为Fe2O3,而二式得到的产品FeS不易再生为Fe2O3,因此在实践运用中应防止二式反应的发生。


再生: Fe2S3·H2O+3/2H2S= Fe2O3·H2O+3S

              2 FeS+3/2O2+ H2O=Fe2O3·H2O+2S(高温)


 3.2不可再生吸附剂

  常用吸附剂是氧化锌,吸附反应为:ZnO+ H2S=ZnS+H2O    300℃时经ZnO吸附脱硫后的净化空气中H2S浓度在14mg/m3以下。ZnO吸附剂的首要缺陷是不能经过氧化就地再生,须更换新的吸附剂。


四.氧化法

  氧化法净化硫化氢废气,通常是把H2S气体直接氧化为单质硫。在气相中进行氧化的进程通常被称作叫做干法氧化,在液相中进行的叫湿法氧化。


4.1干法氧化

  干法氧化是在通常情况下使硫化氢气体氧化成单质硫或硫的氧化物,典型的有克劳斯法和选择性氧化法。

  脱除废气中氧化氢最早的办法之一是克劳斯法,首要优点是:从硫化氢气体中收回硫。该法适用于进气中硫化氢浓度较高的情况,它操作便利,设备简单,长期以来一向受到废气处理应用方的重视。

  克劳斯法的原理是,在克劳斯焚烧炉中内使废气中的一部分硫化氢氧化生成SO2,生成的SO2与进气中的H2S按下列反应方程式生成硫磺加以收回:

H2S+SO2=2H2O+3/2S2


  铝矾土是反应的催化剂,使反应能够在不太高的温度下进行。催化剂的运用量为反应混合物的0.1%~0.2%。反应器内温度必须小于650℃,否则催化剂结构受到损坏,当废气中有碳氢化合物时温度不得超过480℃。


  克劳斯法要求废气中的H2S的初始浓度应大于15%,否则,H2S的焚烧不能供给满足反应需求的热量,不能保持正常反应所需求的温度。

选择性氧化法,是在催化剂的作用下把H2S用空气中的氧直接氧化为硫。这些年,选择性氧化技术有突破性发展,成功的研制出选择性好、对H2O和过量O2不灵敏的高活性催化剂。选择性氧化法硫的总收回率可达98%~99%。


      4.2湿法氧化

  与干法脱硫比较,湿法处理能力能大,且操作弹性大。

  湿法氧化具有如下的特色:脱硫效率高,可使净化后的气体含硫量较低,,将H2S一步转化为单质硫;既可在常温常压下操作,又可在加压下操作,大多数脱硫剂可再生,运转成本低。

  液相催化法是中国近期研讨的热门,各种液相催化法的技能流程大致一样,均由脱硫和再生组成。


      五.结论

  硫化氢废气的净化办法多为回收类办法。对于量大、浓度较高的含H2S气体,通常经过吸收、氧化等进程收回硫磺。对于量小、浓度低的含H2S气体,通常用吸附法处理。氧化法具有处理量大、能够连续生产的优点,在工业生产中应用较多。