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廢氣硫化氫的治理①干法脫硫
來源:東莞廢氣處理 發布時間:2023-04-28 點擊數:

 在自然界中硫化氫的產生主要與火山活動有關,此外也分散地產生于礦泉、湖泊、沼 澤、下水道及肥料坑等處,特別是蛋白質腐爛時產生的硫化氫較多。在工業生產中,硫化氫 主要來自于天然氣凈化、石油精煉、煉焦及煤氣發生等能源加工過程;其中天然氣凈化、石 油精煉尾氣中所含濃度較高,總量最大。其次在硫化染料、人造纖維、二硫化碳等化工工 業,以及在醫藥、農藥、造紙、制革等輕工業生產中也有產生,雖然總量較小,但濃度往往 很高,對環境污染比較嚴重,危害身體健康,必須加以治理。對硫化氫的治理主要是依據其 弱酸性和強還原性進行脫硫口②。目前國內外所采用的方法很多,但歸納起來主要還是干法 和濕法兩類,具體的方法應根據廢氣的性質、來源及具體情況而定。

干法脫硫

 干法脫硫是利用H2S的還原性和可燃性,用固體氧化劑或吸附劑來脫硫,或者直接使 之燃燒。干法脫硫是以02使H2S氧化成硫或硫氧化物的一種方法,也可稱為干式氧化法。 干法脫硫常用的有改進的克勞斯法、氧化鐵法、活性炭吸附法、氧化鋅法和卡太蘇耳法。所 用的脫硫劑、催化劑有活性炭、氧化鐵、氧化鋅、二氧化鎰及鋁磯土,此外還有分子篩、離 子交換樹脂等。干法脫硫一般可回收硫、二氧化硫、硫酸和硫酸鹽。

1.改進的克勞斯法口⑷

 克勞斯法自1883年創立以來,幾經改進,其基本原理相似,僅在設備和布置方面有些 差別,該方法的基本化學反應如下:

 H2S+yO2— H20+S      (10-1)

H2S+jO2— H2O+SO2    (10-2)

 2H2S+SO2 —> 2H2O+2S      (10-3)

 其中反應式(10-1)和反應式(10-2)發生于加熱階段(反應爐),反應式(10-3)發生于 催化階段(催化轉化器)。當使用催化劑時,反應可在較低的溫度(200?400°C)下發生,否 則需要1000°C以上的高溫。

 催化劑一般采用做成丸形或球狀的天然磯土或氧化鋁,有時也用活性更大的硅酸鋁或鋁 硅酸鈣等。催化劑用量為反應混合物的0.1%?0.2%,反應器內溫度應V65O°C,以保護催 化劑不被損壞。當有碳氧化合物存在時,溫度不宜超過480°C。

 克勞斯法要求H2S的初始濃度應>15%,用以提供足夠的熱量以維持反應所需的溫度。 克勞斯法脫硫的工藝流程見圖10-1

 在該方法的工藝流程中,操作時應控制H2S和SO2氣體物質的量比為2:1,進入轉化爐后,在爐內經催化劑鋁磯土作用生成元素硫,而所需的SO2是通過燃燒1/3的H2S而獲 得的。該方法適合于H2S濃度較高的廢氣,其凈化的效率可以超過97%。

克勞斯法脫硫工藝流程 活性炭脫硫工藝流程
圖10-1克勞斯法脫硫工藝流程 1 —進氣水封;2—氣柜;3—出氣水封;4—水分離器;5—燃燒爐;6—廢熱爐;7—轉化器;8—第一冷凝器;9—第二冷 凝器;10—泡罩金屬網捕集器;11—水洗塔;12—液硫貯槽;13—引風機;14—熱水槽;15—熱水泵 圖10-2活性炭脫硫工藝流程
1—活性炭吸附器;2—廢氣進口管;3—放空管;
4—凈氣出口管;5—氮氣管;6—再生蒸汽管;
7—排污管;8—充壓旁路

2.活性炭吸附法

 該方法是20世紀20年代由德國染料工業公司提出的⑷。活性炭是一種常用的固體脫硫 劑,它在常溫下具有加速H2S氧化為S的催化作用并使硫被吸附。在活性炭上沉積的硫, 可用適當的溶劑(硫化錢)萃取而回收,活性炭則可以重復使用,直至炭粒大量磨細為止。 活性炭脫硫的工藝流程如圖10-2所示。

 在吸附器中用活性炭吸附H2S,向吸附后的活性炭層通氧氣使H2S轉化成元素硫和水, 再用15%硫化胺水溶液洗去硫黃,活性炭可以繼續使用。兩個吸附器輪流吸附和再生。

 活性炭塵埃適合于處理天然氣和其他不含焦油物質的含H2S廢氣、糞便臭氣,其優點 在于簡單的操作可以得到很純的硫, 如果選擇合適的炭,還可以除去有機 硫化物。H2S與活性炭的反應快、接 觸時間短、處理氣體量大。為完全除 去H2S廢氣,床溫應保持V60°C,因 為H2S與活性炭的反應熱效應大,所 以該方法不宜處理H2S濃度>900 g/ m3的氣體。

3.氧化鐵法

氧化鐵法

 氧化鐵法采用的脫硫劑為氫氧化鐵,并添加石灰石、木屑和水等。氧化鐵法分箱式和塔 式兩種,箱式脫硫劑的厚度可取600mm,空速可取20?40「】;塔式占地面積小,脫硫劑 處理簡單,其工藝流程如圖10-3所示。

 脫硫是在脫硫塔中進行的,使用后的脫硫劑在抽取器用全氯乙烯抽提,得到再生后的脫 硫劑可以循環使用。含硫全氯乙烯在分解塔中遇熱分解出硫,并熔融硫排出塔外,而全氯乙 烯冷卻后還可以循環使用。

 氧化鐵法適合于處理焦爐煤氣和其他含H2S氣體,凈化H2S效果好,脫硫效率可達 99%;但該方法占地面積較大,阻力大,脫硫劑需定期再生或更換,總體上不是很經濟。

4.氧化鋅法

 氧化鋅法釆用氧化鋅作為脫硫劑,該方法適合于處理H2S濃度較低的氣體,脫硫效率 高,可達99%,但脫硫后一般不能用簡單的辦法來恢復氧化鋅脫硫劑的脫硫性能。

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