含硫化氢废气的治理与净化
TIME:2018-04-23 click: 76 次
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在工业生产中，硫化氢主要来自于天然气净化、石油精炼、炼焦及煤气发生等能源加工过程；其中天然气净化、石油精炼尾气中所含浓度较高，总量较大。其次在硫化染料、人造纤维、二硫化碳等化工工业，以及在医药、农药、造纸、制革等轻工业生产中也有产生，虽然总量较小，但浓度往往很高，对环境污染比较严重，危害身体健康，需要加以治理。对流化氢的治理主要是依据其弱酸性还原性进行脱硫。目前国内外所采用的方法很多，但归纳起来主要还是干法和湿法两类，具体的方法应根据废气的性质、来源及具体情况而定。
1、 H2S的性质
硫化氢，分子式为H2S，分子量为34.076，标准状况下是一种易燃的酸性气体，无色，低浓度时有臭鸡蛋气味，有剧毒。相对密度为（空气=1）1.19。能溶于水，易溶于醇类、石油溶剂和原油。燃点为292℃。硫化氢为易燃危化品，与空气混合能形成爆炸性混合物，遇明火、高热能引起燃烧爆炸。
2、干法脱硫
i.传统干法脱硫：是利用H2S的还原性和可燃性，用固体氧化剂或吸附剂来脱硫，或者直接使之燃烧。干法脱硫是以O2使H2S氧化成硫氧化物的一种方法，也可称为干式氧化法。干法脱硫常用的有改进的克劳斯法、氧化铁法、活性炭吸附法、氧化锌法和卡太苏耳法。所用的脱硫剂、催化剂有活性炭、氧化铁、氧化锌、二氧化锰及铝矾土，此外还有分子筛、离子交换树脂等。干法脱硫一般可回收硫、二氧化硫、硫酸和硫酸盐。传统干法脱硫技术，要求混合气H2S浓度不低于15%。
H2S + O2→SO2 + H2O
若空气不足或温度较低时，则生成游离态的S和H2O
H2S + O2→S +H2O
新型干法脱硫：是利用H2S的还原性和可燃性，用臭氧氧化剂来脱硫，直接使之燃烧。干法脱硫是以O3使H2S氧化成硫氧化物的一种方法，也可称为干式氧化法。干法脱硫常用的有改进的克劳斯法、氧化铁法、活性炭吸附法、氧化锌法和卡太苏耳法。所用的脱硫剂、催化剂有活性炭、氧化铁、氧化锌、二氧化锰及铝矾土，此外还有分子筛、离子交换树脂等。一般干法脱硫可回收硫、二氧化硫、硫酸和硫酸盐。要求混合气H2S浓度不低于10%。
H2S + O3→SO3 + SO2 +H2O
3. 湿法脱硫
与干法脱硫相比，湿法脱硫具有占地面积小、设备简单、操作方便、投资少等优点，因此脱硫除H2S方法正向着湿法转变，湿法也是目前常用的方法。按脱硫剂的不同，湿法脱硫又可以分成液体吸收法和吸收氧化法两类。液体吸收法中有利用碱性溶液的化学吸收法、利用有机溶剂的物理吸收法，以及同时利用物理吸收法和化学溶剂的物理化学吸收法；而吸收氧化法则主要采用各种氧化剂、催化剂进行脱硫。这些方法一般均可副产硫、硫酸和硫酸铵等。
一般化工、轻工等行业排出的含H2S浓度高、总量小的废气，常用化学吸收法或物理吸收法处理；对于含H2S浓度较高而且总量也很大的天然气、炼厂气，则应以回收硫黄为主要技术政策，常用克劳斯法及吸收氧化法处理，而对于低浓度H2S气体，一般使用化学吸收法或吸收氧化法净化。
1).吸收剂的选择与要求
由于H2S的水溶液中含电离出的[H+]，以致影响了净化过程的化学平衡，当pH值增加时，溶解度也会相应的增加，但作为一般规律，吸收能力强的溶剂的再生也是较困难的，所以目前一般不采用强碱性溶液，而大多采用pH值在9-11之间的强碱与弱酸的盐溶液。
为了使吸收剂pH值不随H2S吸收后变化过大而影响操作的稳定性，所选用的吸收剂应该是缓冲溶液。常用的缓冲溶液（吸收剂）为强碱弱酸所组成的盐溶液，如碳酸盐、硼酸盐、磷酸盐、酚盐和酚的衍生物、氨基酸等有机盐以及若碱溶液，如氨、乙醇胺等。
对用于物理吸收法的有机溶剂的要求是有机溶剂对H2S的溶解度应比水高出数倍，而对气流中的主要组分（如氢和烃类）的溶解度较低。此外，还应该有很低的蒸汽压、低黏度和低的吸湿性，对普通金属不蚀，也不会与气体中其他组分起作用才行。目前国内外常用的有机溶剂有甲醇、N-甲基-2-吡咯烷酮、碳酸丙烯酯、环丁砜等。
脱硫过程要求吸收剂对S的溶解度大，所以应在低温高压下吸收。但温度过低，溶液黏度增大，流动阻力增加，而且化学反应速度也会减慢，反而不利于吸收。再生过程中希望硫的溶解度小，应该在高温低压下进行解吸。因此工业上一般是在常温下吸收，而在常温或加热条件下再生；加压或常压下吸收，常压或真空下再生。
