石料開採加工機械

[拼音]：liuhuaqing zhili

[英文]：treatment of sulfuretted hydrogen

應用吸收、吸附和催化氧化等方法對工業生產過程排放的硫化氫(H2S)進行回收、利用或無害化處理。

概述

硫化氫產生於天然氣淨化、石油煉製，以及制煤氣、製革、製藥、造紙、合成化學纖維等生產過程。硫化氫是無色氣體，有刺激性惡臭，易揮發，燃燒時呈藍色火焰。硫化氫是大氣的主要汙染物之一，不僅危害人體健康，還會嚴重腐蝕裝置等。

硫化氫治理開始較早。1809年英國克萊格使用石灰乳淨化器脫硫，1849年英國蘭寧和希爾斯獲得乾式氧化鐵法專利，1870年美國發展了氧化鐵製備方法，這種乾式氧化鐵法在脫硫領域沿用 100年之久。20世紀30～40年代出現溶液法，將氫氧化鐵懸浮在鹼液中進行脫硫。50年代起，西歐普遍採用氨水法。60年代出現砷鹼法，用砷化物作催化劑。因砷化物有劇毒，逐漸為無毒催化劑所取代。如對苯二酚法、A.D.A.法、富瑪克斯法、達克哈克斯法等都使用無毒催化劑。這些方法都是近年發展較快的技術。另一方面溶液法的吸收廢液處理技術也不斷髮展，形成了不同的脫硫工藝。

脫硫方法

基本上分幹法和溼法兩類：

幹法

包括氫氧化鐵法、活性炭法、克勞斯法和氧化鋅法等。

（1）氫氧化鐵法:將鐵屑和溼木屑充分混合，加0.5％氧化鈣，製成脫硫劑，溼度為30～40％。硫化氫同脫硫劑反應而被脫除，再生的氫氧化鐵可繼續使用。其反應如下：

2Fe(OH)3+3H2S─→Fe2S3+6H2O

2Fe2S3+6H2O+3O2─→4Fe(OH)3+6S此法脫硫效率高，適於淨化硫化氫含量低的氣體，但裝置佔地面積大，脫硫劑必須定期再生和更換，操作條件差，因而已逐漸為溼法取代，或同溼法聯合用於深度脫硫。

（2）活性炭法：用活性炭吸附硫化氫，通氧氣轉換成單體硫和水，用硫化胺洗去硫磺，活性炭可繼續使用。此法不宜用於含焦油的氣體。

（3）克勞斯法：先把1/3硫化氫氧化成二氧化硫，再使它在轉化爐內同剩餘硫化氫反應，可直接從氣相製取高質量熔融硫。

（4）氧化鋅法：粒狀的氧化鋅和硫化氫反應生成硫酸鋅和水。主要用於淨化硫化氫含量低的廢氣。此法效率較高，但不經濟。

溼法

包括溶劑法、中和法和氧化法。

（1）溶劑法：常用15～20％二乙醇胺水溶液吸收硫化氫，形成“複合物”，把富液加熱到100～130℃，硫化氫被解析出來，經冷凝可得到高濃度硫化氫，再製成硫磺。溶液再生後經換熱器冷卻繼續使用，這種工藝叫胺洗。工藝流程見附圖。

此法特點是溶劑容易生產，價格低廉，工藝成熟，脫硫效率高，降解和蒸發損失小。廣泛應用於石油煉製的脫硫。此法還可採用環丁碸、氨基異丙醇、聚乙醇醚、磷酸酯、碳酸丙烯酯、冷甲醇等作為溶劑。但某些溶劑不適於重烴、芳烴含量高的氣體脫硫。

（2）中和法：硫化氫是酸性物質，可用鹼性吸收液去除。富液可經過加熱減壓處理，使硫化氫脫吸，吸收液可迴圈使用。應用的鹼性吸收液主要有碳酸鈉、磷酸鉀、氫氧化鈣的溶液和氨水等，其中氨水應用較廣。氨水法可利用煤氣中的氨作鹼性吸收液去除硫化氫，既不用外來鹼源，也不產生廢液。其反應如下：

中和法操作簡單，費用低，廢液少，但鹼耗高，吸收液再生較困難，脫硫效率一般比較低。

（3）氧化法：硫化氫用鹼性吸收液吸收後，在催化劑作用下氧化成硫磺。催化劑可用空氣再生，繼續使用。常用催化劑有鎳鹽、鐵氰化物、氧化鐵、對苯二酚、氫氧化鐵、硫化砷酸的鹼金屬鹽類、蒽醌二磺酸鹽、苦味酸、萘醌二磺酸鹽等。常用吸收液有碳酸鈉溶液、氨水等。氧化法因催化劑和吸收液的不同而異，舉例如下：

對苯二酚法：以碳酸鈉溶液或氨水作吸收液，以對苯二酚作催化劑。對苯二酚是一種有機載氧體，脫硫效率高，催化劑再生所需空氣少。

砷鹼法：以氨水或碳酸鈉溶液作吸收液，以硫代砷酸的鹼金屬鹽類作催化劑，其反應如下：

吸收Na3AsS3O+H2S─→Na3AsS4+H2O

再生2Na3AsS4+O2─→2Na3AsS3O+2S砷鹼法為焦化廠廣泛使用，但因催化劑汙染水體，所以應用受到限制。

A.D.A.法：是以3～5％碳酸鈉溶液作吸收液，以蒽醌二磺酸鈉和偏釩酸鈉作催化劑，並加入少量酒石酸鈉，防止有釩存在時出現沉澱物，硫化氫被吸收並被氧化為單體硫而加以回收。此法脫硫效率高，獲得的硫純度也高，但有副反應，鹼耗大。

富瑪克斯法：以2～3％碳酸鈉溶液作吸收液，加入0.1％苦味酸作催化劑，吸收硫化氫。吸收硫化氫後的溶液輸送到再生塔用空氣再生，反應如下：

H2S吸收

Na2CO3+H2S─→NaHS+NaHCO3

H2S氧化

NaHS+*RNO+H2O─→NaOH+S+*RNHOH

NaHCO3+NaOH─→Na2CO3+H2O

苦味酸再生

*R表示芳基。此法催化劑易得，操作溫度範圍較寬、效率高。

達克哈克斯法：又名萘醌法，以萘醌二磺酸鈉為催化劑，以碳酸鈉溶液或氨水為吸收液，吸收塔採用高效的泰勒填料，可同時脫硫脫氰。此法因鹼源和廢液處理方法不同可組成三種全流程：氨型達克哈克斯溼式氧化法，可得到硫酸和硫酸銨。氨型達克哈克斯燃燒法，產生單體硫、二氧化硫和氮氣，二氧化硫可制硫酸。鈉型達克哈克斯還原熱解法，產生單體硫、氮氣、硫化氫，後者可制硫酸或再吸收，碳酸鈉可回收使用。

中國研究成功的APS脫硫法以苦味酸為催化劑，以煤氣中的氨為吸收劑，可同時脫除硫化氫和氰化氫。催化劑在再生塔中用空氣再生，廢液用加壓加酸轉化，轉化尾氣中含有部分有機硫可在催化劑作用下通蒸汽變為硫化氫，返回吸收塔脫除，回收產品為硫和硫酸銨。此法脫硫效率高。