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铁基脱硫 

发布时间:2021-05-24
1.铁基脱硫技术简介
 
铁基脱硫技术是一种以铁基为催化剂的湿式氧化脱除硫化氢的方法,其特点是直接将H2S转变成元素S,处理后的H2S含量小于10ppm,是一种工艺简单、工作硫容高且环保无毒的新型脱硫技术,克服了传统脱硫工艺硫容量低、工艺复杂、副盐生成率高、环境污染严重等弊端,硫磺回收装置尾气可使硫磺回收率达到99.9%。
 

 
2.铁基脱硫技术的工艺原理
 
铁基脱硫技术是具有自主知识产权的络合铁脱硫化氢成套技术,为脱除硫化氢提供了一种恒温、低成本的运行方法。其化学反应原理是利用空气中的氧气氧化气相中的硫化氢,使硫化氢被氧化为单质硫。其化学反应方程式如式:
 
H2S + 1/2O2 → H2O + S
 
铁离子水溶液的吸收氧化反应方程式:
 
H2S(g) + 2Fe3+(L) → 2H+(L) + S↓+ 2Fe2+(L)
 
再生还原总反应方程式:
 
1/2O2(g) + H2O(L) + 2Fe2+(L) → 2OH-(L) + 2Fe3+(L)
 
在总反应中,铁离子的作用是将吸收反应中产生的电子释放到再生反应中去,由于每一个单质硫的产生需要消耗两个铁原子,所以在反应过程中,至少提供两个铁原子。由此,铁离子是作为反应物。不过,在总反应中并不消耗铁离子,铁离子是作为硫化氢和氧气反应的催化剂。由于这种双重功能,铁离子络合物一般被定义为催化剂。
 
在铁基脱硫工艺中,循环水溶液的pH值是一个非常重要的可变操作因素,因为水溶液可吸收H2S气体的总量完全取决于水溶液的pH值,总反应方程式表明反应没有H+离子和OH-离子的净产物生成,所以水溶液的pH值不会产生变化。
 
由于处理的气相中含有二氧化碳(CO2),尤其是在压力较高时,二氧化碳极易溶于水,会形成碳酸氢盐(HCO3-)和碳酸盐(CO32-),随之发生副反应降低水溶液的pH值。
 
为了稳定水溶液的pH值,需要在系统中加入氢氧化钾。
 
通常,较高的pH值能够提高反应效能,会促进硫代硫酸盐离子的形成,减少氧气的吸收,但也阻碍单质硫的凝聚;而过低的pH值会阻碍H2S气体的吸收。所以,控制pH值为8.0-9.0的弱碱性水溶液。
 

 
3.铁基脱硫技术的优势
 
(1)工艺处理过程简单,采用一步法处理工艺即可快速将硫化氢直接氧化为硫单质;对各种不同浓度的H2S,其脱硫后的H2S含量可低于10ppm。
 
(2)系统的抗波动能力强。
 
(3)运行成本低。
 
(4)无副盐外排。
 
(5)脱硫工作液硫容量高。
 
(6)能脱除有机硫COS、硫醇。
 
(7)设备尺寸小,可有效实现橇装化。
 
(8)铁基催化剂的安全性高,系统所采用的催化剂对环境及人体无毒无害,具有良好的环保效益。