濕法螯合鐵脫硫工藝簡(jiǎn)介

BLUER-PRO硫磺回收技術(shù)是煙臺(tái)新瑞環(huán)?？萍加邢薰咀灾鏖_發(fā)的液相氧化催化技術(shù)。采用螯合鐵離子作為催化劑，在水溶液中發(fā)生如下總反應(yīng)：

H2S + 1/2 O2 → H2O + S°

該反應(yīng)可分為兩部分：吸收過(guò)程和再生過(guò)程。

吸收部分 ：

配比溶液吸收H2S氣體：

H2S (g) + H2O  ↔ H2S (l) + H2O

電離：

H2S (l) ↔ H⁺ + HS^-

高價(jià)鐵離子(Fe+3)氧化二價(jià)硫：

HS^- + 2Fe⁺³ → 2Fe⁺² + H⁺ + S⁰   

吸收部分總方程式

H2S (l) + 2Fe⁺³ → 2H⁺ + S°+ 2Fe⁺²

再生部分:

配比溶液吸收氧氣：

1/2 O₂ (g) + H₂O ↔ 1/2 O₂ (l) + H₂O

亞鐵離子再生反應(yīng) (Fe⁺²)

1/2 O₂ (l) + H₂O + 2Fe⁺² → 2OH^- + 2Fe⁺³

再生部分總方程式

1/2 O₂ (g) + H₂O + 2Fe⁺² → 2OH^- + 2Fe⁺³

在水配比溶液中，亞鐵離子（Fe⁺²）和高鐵離子(Fe⁺³)都不能穩(wěn)定存在，通常情況下容易經(jīng)如下反應(yīng)形成氫氧化鐵或硫化鐵沉淀：

Fe⁺³ + 3OH^- → Fe(OH)₃(s)

Fe⁺² + S^-2 → FeS (s)

為了阻止上述沉淀的產(chǎn)生，BLUER-PRO系統(tǒng)采用了一種獨(dú)特的螯合劑（XR-SR2），使得水配比液中的鐵能夠在寬泛的pH值范圍內(nèi)保持穩(wěn)定的離子狀態(tài)。螯合劑是一種有機(jī)化合物，它將金屬離子包裹在一個(gè)爪狀的結(jié)構(gòu)中，使金屬離子與兩個(gè)或多個(gè)非金屬離子形成化學(xué)鍵。

酸氣的處理中伴隨著二氧化碳(CO₂)氣體，尤其是隨著分壓的提高，降低pH值的副反應(yīng)會(huì)隨之發(fā)生。二氧化碳易溶于水，會(huì)形成重碳酸鹽(HCO₃^-)和碳酸鹽(CO₃^-2)，反應(yīng)如下：

CO₂ (g) + H₂O (l) ↔ H₂CO₃ (l)

H₂CO₃ (l) ↔ H⁺ + HCO₃^-    

HCO₃^- ↔ CO₃^-2 + H⁺

為了穩(wěn)定配比溶液的pH值，需要在系統(tǒng)中加入如氫氧化鉀類的堿性物質(zhì)，它與二氧化碳的反應(yīng)入下：

CO₂ (g) + H₂O(l) ↔ H₂CO₃(液體)

H₂CO₃(液體) + 2KOH ↔ K₂CO₃ + 2H₂O

K₂CO₃ + H₂CO₃ ↔ 2KHCO₃

在加入KOH后，配比溶液中形成HCO₃^-——CO₃^-2緩沖平衡液，之后CO₂就不在被吸收了，也不再消耗堿，但為了抑制一些副反應(yīng)和補(bǔ)充隨硫磺餅損失掉的鹽，還需要添加少量的堿。

由于水配比溶液中，硫磺以顆粒狀存在，所以必須通過(guò)類似沉淀的方法進(jìn)行固液分離。一般來(lái)說(shuō)，硫磺在吸收塔中形成，在加入表面活性劑（XR-SR6）后，硫磺顆粒在水配比溶液中被潤(rùn)濕。由于硫磺密度是水密度的大約兩倍，所以沉淀速度相對(duì)較快。最后生成硫磺從系統(tǒng)沉降分離出來(lái)。

BLUER-PRO工藝可設(shè)計(jì)用于處理各種含硫化氫氣體。在許多工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域中可實(shí)現(xiàn)99.99%以上的H2S 去除率。這些領(lǐng)域涵蓋天然氣開采、石油提煉、生物氣處理、垃圾填埋沼氣處理、煉焦、地?zé)釟怏w發(fā)電、飲料業(yè)CO2氣體生產(chǎn)、潤(rùn)滑油生產(chǎn)等等。

在這些工業(yè)生產(chǎn)中，需處理的氣體流量從幾個(gè)立方米到上萬(wàn)立方米（工況下流量），每天產(chǎn)生的硫從0.2-25噸/天。系統(tǒng)處理的含硫氣體量從100ppmv 的H₂S 到100%的H₂S。

3.2 工藝特點(diǎn)

BLUER-PRO工藝具有傳統(tǒng)液相氧化催化法的所有優(yōu)點(diǎn)，具體如下：

（1）硫化氫脫除率高，一步反應(yīng)的脫除率達(dá)到99.99%以上，處理過(guò)的尾氣H₂S濃度在可以在5ppm以下。

（2）應(yīng)用范圍廣，可以處理各種含H₂S氣體，選擇性高?！　?/span>

（3）操作彈性大，能夠適應(yīng)原料氣中H₂S濃度、原料氣流量從0-100%的大幅度波動(dòng)變化。　　

（4）環(huán)境友好，沒(méi)有三廢產(chǎn)生?！　?/span>

（5）反應(yīng)條件溫和，為液相、常溫常壓反應(yīng)過(guò)程?！?/span>

（6）工藝簡(jiǎn)單，開、停工及日常操作均簡(jiǎn)單?！?/span>

（7）經(jīng)濟(jì)性能高，占地面積小，投資費(fèi)用少，日常運(yùn)行成本低。　　

（8）安全性能高，系統(tǒng)不使用任何有毒的化學(xué)物質(zhì)，硫磺產(chǎn)品中沒(méi)有H₂S氣體?！　?/span>

（9）運(yùn)行可靠，獨(dú)特的設(shè)計(jì)能夠保證無(wú)堵塞現(xiàn)象發(fā)生，保證長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)行。

（10）硫磺品質(zhì)好，雜質(zhì)少。