硫化氫廢氣的處置

硫化氫廢氣處置1=1引言隨著人類的環(huán)境保護(hù)的逐漸增強(qiáng)，人類愈來(lái)愈關(guān)心周?chē)姝h(huán)境的質(zhì)量。工業(yè)排放的廢氣中所含的H2S氣體，不僅能夠引發(fā)管道和催化劑的中毒、致使工藝條件惡化、設(shè)備的侵蝕，而且會(huì)造成相當(dāng)嚴(yán)重的環(huán)境污染，乃至危害人類生存。因此，必需對(duì)排放的H2S氣體進(jìn)行治理。硫化氫氣體是一種日趨引發(fā)全世界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(diǎn)。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(shí)生產(chǎn)中具有超級(jí)重要的現(xiàn)實(shí)意義。國(guó)內(nèi)夕卜硫化氫廢氣處置的方式最近幾年來(lái)，關(guān)于處置H2S氣體技術(shù)研究愈來(lái)愈活躍。按照去除硫化氫的方式的不同特點(diǎn)，可把凈化方式分為: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。依照硫化氫去除方式和工藝的不同，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。硫化氫的處置方式常規(guī)的處置硫化氫的方式的方式有吸收法和吸附法。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(jī)溶劑作為硫化氫的吸收劑，有機(jī)溶劑有兩大長(zhǎng)處：⑴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(jiǎn)單，通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(lái)源的熱源。物理吸收大的溶劑必需具有的特點(diǎn)：（1） 的溶解度要比在水中溶解度高數(shù)倍，而對(duì)烴類、氫氣溶解度比它們?cè)谒械娜芙舛鹊?；該溶劑的蒸汽壓需要盡可能的低，以避免其溶劑的蒸發(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(duì)金屬大體不發(fā)生侵蝕；溶劑的價(jià)錢(qián)應(yīng)當(dāng)是相對(duì)較低的。目前提出的有機(jī)溶劑物理吸收H2S的工藝有很多，也慢慢走向成熟，有很多工藝已有工業(yè)扮裝置在運(yùn)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)吸收法是將被吸收的氣體導(dǎo)入吸收劑中使被吸收的氣體中的一個(gè)或多個(gè)組分在吸收劑中發(fā)生化學(xué)反映的吸收進(jìn)程，適合處置低級(jí)濃度的氣體，排放時(shí)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(qiáng)堿溶液吸收了硫化氫后，該堿性溶液的再生很困難，因此常采用具有緩沖作用的強(qiáng)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9~11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(lái)吸收處置含H2S氣體的廢氣?；瘜W(xué)吸收的溶劑一般是在常壓加熱下再生，再生時(shí)所釋放的氣體需要接觸階段數(shù)（或級(jí)數(shù)）比物理溶劑的少；化學(xué)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(duì)H2S氣體進(jìn)行凈化。該處置的要求是需要處置的廢氣的濃度低的方式，該方式常常利用于的是處置排放的氣體中含H2S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。為避免吸附顆粒被粉塵等堵塞，在氣體流入吸附床層前，應(yīng)先通過(guò)預(yù)凈化設(shè)備。通常對(duì)吸附劑的要求是：阻力降低，無(wú)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，不然再生頻繁，造成浪費(fèi)不經(jīng)濟(jì)。目前常常利用的吸附劑分為：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(lái)，工程上采用的最先的吸附劑是水合氧化鐵。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(duì)于制備出來(lái)的可以有效利用的吸附劑本身而言，只能用a—和Y一。常溫下的氧化鐵脫硫劑的脫硫進(jìn)程及其原理是采用水合氧化鐵脫除H2S氣體，其他反映方程式為：脫硫： +3H2S=Fe2S3+3H2O+3H2S=2FeS+S+4H2O上述反映由于受到反映條件的影響，第一個(gè)反映式反映的產(chǎn)物易于再生為FeO，而二式產(chǎn)物FeS不易再生為FeO，因此在實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)避免二式反映的TOC\o"1-5"\h\z2 3 2 3發(fā)生。再生： FeS.HO+3/2HS=FeO.HO+3S23 2 2 2 3 22FeS+3/2O+HO=FeO.HO+2S（高溫）2 2 2 3 22.不可再生吸附劑常常利用吸附劑是氧化鋅吸附反映為：ZnO+H2S=ZnS+H2O300。C時(shí)經(jīng)ZnO吸附脫硫后的凈化空氣中H2S濃度在14mg/m3以下。ZnO吸附劑的主要缺點(diǎn)是不能通過(guò)氧化當(dāng)場(chǎng)再生，須改換新的吸附劑。因?yàn)樵偕形絼┍砻鏁?huì)因燒結(jié)而明顯減少，機(jī)械強(qiáng)度也打打降低。金屬氧化物的混合物用于燃?xì)鈨艋芯恳埠芑钴S，F(xiàn)e2O3和ZnO按必然的比例混合制成鐵酸鋅，其利用溫度可達(dá)649.C，若在鐵酸鋅中加入皂土，則可在690.C條件下利用，且有較好的穩(wěn)定性。ZnFeO4已經(jīng)發(fā)展成為氧化鋅的替代脫硫劑，它具有硫容高、同硫化氫反映速度快、硫化氫脫除效率高等長(zhǎng)處。但ZnFeO4在高溫下還原氣氛下分解為Fe2O3和ZnO仍然存在鋅的發(fā)揮、硫酸鹽的形成已經(jīng)由于熱沉積引發(fā)的火星降低等缺點(diǎn)。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(jìn)行氧化的進(jìn)程通常被稱作叫做干法氧化，在也相中進(jìn)行的進(jìn)程叫濕法氧化。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式，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先的方式之一是克勞斯法，主要有點(diǎn)是：從硫化氫氣體中回收硫。該法適用于進(jìn)氣中硫化氫濃度較高的場(chǎng)合，它操作方便，設(shè)備簡(jiǎn)單，長(zhǎng)期以來(lái)一直受到廢氣處置的重視?？藙谒狗ǖ脑硎抢昧蚧瘹錇樵?，在克勞斯燃燒爐中內(nèi)使廢氣中的一部份氧化生成SO2，生成的SO2與進(jìn)氣中的H2S按下列反映方程式生成硫磺加以回收：H2S+SO2=2H2O+3/2S2+Q鋁磯土是反映的催化劑，可以再不太高的溫度下進(jìn)行，H2S與SO2作用充分轉(zhuǎn)化成為硫。催化劑的利用量為反映混合物的％?％。反映器內(nèi)溫度必需小于650。C，不然催化劑受到破壞，當(dāng)廢氣中有碳?xì)浠衔飼r(shí)溫度不能超過(guò)480.Co克勞斯法要求廢氣中的HS的初始濃度應(yīng)大于等于15%?20%。不然，HS22的燃燒不能提供足夠反映需要的熱量，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HS用空氣中的氧直接氧化為硫。2最近幾年來(lái)，選擇性氧化技術(shù)有沖破性進(jìn)展，成功的關(guān)鍵是研制出選擇性好、對(duì)H2O和過(guò)量的O2不敏感的高活性催化劑，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(dá)98%?99%。濕法氧化與干法脫硫相較，濕法處置能力大，且濕法最著名的特點(diǎn)是操作彈性大，—脫硫化效率高。濕法氧化具有如下的特點(diǎn)：脫硫效率高，可使凈化后的氣體含硫量較低，，可將HS一步轉(zhuǎn)化為單質(zhì)硫，無(wú)二次污染；既可在常溫常壓下操作，有可在加2壓下操作，大多數(shù)脫硫劑可再生，運(yùn)行本錢(qián)低。液相催化法是我國(guó)近期研究的熱點(diǎn)，各類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+NaHCO32NaHS+4NaVO+HO—NaVO+4NaOH+2S3 2 249NaVO+2NaOH+HO+2ADA—4NaVO+2HADA249 2 3O2+2HADA—2ADA+2H2O該工藝問(wèn)題在于：有害廢液處置困難，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(duì)CS=、COS及硫醇幾乎不起作用；懸浮的顆?；厥绽щy，易造成過(guò)濾器堵塞。國(guó)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DDS法等，都在提高脫硫率、強(qiáng)化鐵離子再生等方面盡力沖破。結(jié)語(yǔ)硫化氫廢氣的凈化方式多為回收類方式。對(duì)于量大、濃度較高的含H2S氣體，一般通過(guò)吸收、氧化等進(jìn)程回收硫磺。對(duì)于量小、濃度低的含H2S氣體，一般用吸附法處置。分解法回收H2和硫磺，是一種很有前途的方式。在這方面的研究相對(duì)成熟了，但仍在不斷進(jìn)步中。參考文獻(xiàn)1嚴(yán)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.硫化氫脫除方式述評(píng).化學(xué)工業(yè)與工程技術(shù)，2004,25（5）：47~493三廢治理與利用.北京：冶金工業(yè)出版社，2001,12,261?2674紀(jì)樹(shù)滿.惡臭污染的避免.重慶環(huán)境科學(xué)，1999,21（2）27?28,415葉敬東，王國(guó)興，黃新偉，孔渝華.干法脫硫化氫技術(shù)進(jìn)展.湖北化工，1995,2：39?416張家忠，寧平.干