CN102527214A - 一种脱除气体中硫化氢的方法 - Google Patents

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Abstract

一种脱除气体中硫化氢的方法，属气体净化技术领域。主要是含硫化氢气体先进动力波吸收器脱除大量的硫化氢、少量的硫化氢进填料塔精脱硫。采用络合铁吸收液，在吸收过程中将气体中的硫化氢转变成硫氢根离子；吸收了硫化氢的富液通过空气氧化再生将硫氢根离子转变成对环境无害的单质硫，处理后的气体达到排放的要求；含硫气体进入动力波吸收器中，与自下而上喷出的络合铁脱硫液逆流接触，形成稳定的泡沫层,吸收液快速旋切，气液充分接触传质效率得到明显提高，达到硫化氢气体快速吸收、通过动力波脱除大部分硫化氢，气体中少量的硫化氢通过填料塔脱除达到净化要求。

Description

一种脱除气体中硫化氢的方法
技术领域
本发明属气体净化技术领域，涉及一种从气体中脱除硫化氢的方法，具体说本发明是吸收采用动力波和填料塔相结合的氧化还原脱硫方法。
背景技术
众所周知，含硫化氢的工业原料气会引起管道、设备腐蚀，催化剂中毒，影响产品质量；含硫化氢的废气排放会造成严重的环境问题。
脱除硫化氢的方法主要有：（1）干法脱硫，如氧化铁法、氧化锌法和活性炭法等。（2）醇胺法。（3）湿式氧化法，如ADA法、栲胶法、MSQ法、PDS法和络合铁法等。（4）物理溶剂法如低温甲醇法、NHD法等。
湿式氧化法具有能直接将硫化氢转化成硫磺等优点，从而在我国煤化工领域得到广泛的应用。其中以钒基湿式氧化法ADA法、尤其是栲胶法使用最为广泛（参见朱世勇等著，《环境保护与气体净化》，北京，化学工业出版社，2000）。
随着含硫油田气及高含硫煤矿的开采，对脱硫要求越来越高；采用胺法基本能满足天然气及炼厂气脱硫的要求，对于硫化氢含量＜20t/d采用克劳斯装置不能经济可靠地运行，现有的常规液相氧化还原脱硫技术存在脱硫装置体积大、溶液循环量大、硫堵等问题，存在生产工艺复杂，设备投资大，占地面积大等不足。
采用动力波和填料塔于一体的络合铁法吸收装置可以经济地处理该常温、低压条件下的酸性气体和煤制气等气体的硫回收，以满足现阶段低压煤制气、伴生气和酸性尾气硫回收的需要。
发明内容
本发明的目的是提出一种采用动力波和填料塔的脱硫装置来脱除气体中硫化氢的方法。
本发明的原理是络合铁脱硫液在吸收过程中将气体中的硫化氢转变成硫氢根离子；吸收了硫化氢的富液通过空气氧化再生将硫氢根离子转变成对环境无害的单质硫，吸收了硫化氢的富液经氧化再生装置，溶液得到再生，浮选硫泡沫经过滤分离回收硫磺；处理后的气体送后工段或排放。
络合铁法采用碱的水溶液吸收硫化物，H2S气体与碱发生反应生成HS— ，通过高价态Fe离子还原成低价态Fe离子，将HS— 转化成硫磺。在再生过程中，低价态的络合铁溶液与空气接触氧化成高价态络合铁溶液，恢复氧化性能，溶液循环吸收硫化氢气体。其主要反应如下：
1）碱性水溶液吸收H2S、CO2
Na2CO3 +H2S → NaHCO3 + NaHS                  
 Na2CO3 + CO2 +H2O→ 2NaHCO3 
2）析硫过程
2Fe3+(络合态) + HS— → 2 Fe2+ (络合态) + S↓ + H+    
3）再生反应
  2 Fe2+ (络合态) + 1/2O2 +H+ → 2Fe3+ (络合态) + OH—  
  2NaHCO3→Na2CO3+ CO2 +H2O
本发明的技术方案是这样来实现的：通过组合吸收方法对气体中的硫化氢进行脱除，用动力波形式快速吸收较高浓度的硫化氢，含较低浓度硫化氢的气体进填料塔脱除硫化氢。
一般地，本发明方法是采用络合铁吸收液，在吸收过程中将气体中的硫化氢转变成硫氢根离子；吸收了硫化氢的富液通过空气氧化再生将硫氢根离子转变成对环境无害的单质硫，处理后的气体达到排放的要求；所述吸收液由络合剂、稳定剂、硫磺改性剂、以及碱组成对硫化氢具有非常高的脱除效率，含硫气体进入动力波吸收器中，与自下而上喷出的络合铁脱硫液逆流接触，形成稳定的泡沫层,吸收液快速旋切，气液充分接触传质效率得到明显提高，达到硫化氢气体快速吸收、通过动力波脱除大部分硫化氢，气体中少量的硫化氢通过填料塔脱除达到净化要求。 
本发明的吸收液的吸收和再生温度为~40℃，吸收和再生过程中溶液的pH值控制在8~9；含硫化氢气体先进动力波吸收器脱除大量的硫化氢、少量的硫化氢进填料塔精脱硫，溶液再生采用常规的氧化再生塔进行再生。
本发明的工艺具有以下特征：（1）吸收压降低；（2）操作弹性大；（3）硫磺堵塔情况明显降低。
本发明方法可以用于处理低压煤气和酸性气体中硫化氢的脱除。
具体实施方式
下面结合实例以进一步阐述本发明的内容。
实施例1：用本发明所说的络合铁溶剂脱除气体中的硫化氢，气体自上而下进入洗涤管，脱硫液通过喷嘴，自下而上逆向喷向气体，气一液两相介质在洗涤管中高速碰撞， 当气一液两相介质的动量达到平衡时，形成高度湍流的泡沫区，在该区域内气一液两相不仅接触面积大， 而且接触表面迅速得到更新，从而强化了传热和传质效率，达到高效的洗涤效果。采用大口径喷嘴不易发生硫磺堵塞现象。该工艺是利用泡沫区洗涤技术，不需要对洗涤液进行雾化，喷嘴主要是保证洗涤液在洗涤管平面上具有足够的流量，并且分布均匀。此外，在工艺中可使用大口径的洗涤液使得气体和液体流速保持在一个特定的、接近液泛的区域内，试验方法是将一定浓度的硫化氢气体通入洗涤管中，与络合铁溶液反应脱除气体中硫化氢，吸收了硫化氢的溶液进入氧化再生塔，脱硫后气体的进入填料塔中脱硫后的气体经测定仪分析气体中硫化氢的含量。
（1）试验条件
用水煤气配制硫化氢浓度为10.2 g /·Nm 3的试验气体。
试验气体流速：1 Nm 3/小时
气体压力：10kpa
喷嘴流量：    9升/小时
填料塔流量：    5升/小时
吸收、再生温度：    ～40oC
溶液的pH值              8.2
（2）脱硫效果
上述试验条件下，连续通气24小时，吸收过程中测定动力波吸收器出口气体硫化氢平均含量为800mg·/Nm3。填料塔出口气体硫化氢平均含量为6mg·/Nm3。
 实施例2：试验方法同实施例1
（1）试验条件
用水煤气配制硫化氢浓度为15.7 g /·Nm 3的试验气体。
试验气体流速：1 Nm 3/小时
气体压力：10kpa
喷嘴流量：    12升/小时
填料塔流量：    7升/小时
吸收、再生温度：    ～40oC
溶液的pH值              8.2
（2）脱硫效果
上述试验条件下，连续通气24小时，吸收过程中测定动力波吸收器出口气体硫化氢平均含量为1500mg·/Nm3。填料塔出口气体硫化氢平均含量为14mg·/Nm3
实施例3：试验方法同实施例1
（1）试验条件
用含二氧化碳的气体配制硫化氢浓度为25.8 g /·Nm 3的试验气体。
试验气体流速：1 Nm 3/小时
气体压力：10kpa
喷嘴流量：    18升/小时
填料塔流量：    12升/小时
吸收、再生温度：    ～40oC
溶液的pH值              8.2
（2）脱硫效果
上述试验条件下，连续通气24小时，吸收过程中测定动力波吸收器出口气体硫化氢平均含量为2200mg·/Nm3。填料塔出口气体硫化氢平均含量为19mg·/Nm3
本发明为低压煤气、伴生气和酸性气体硫回收提供较为合适的方法和装置。

Claims (4)

1.一种脱除气体中硫化氢的方法，其特征是通过组合吸收方法对气体中的硫化氢进行脱除：采用动力波形式快速吸收较高浓度的硫化氢，含较低浓度硫化氢的气体进填料塔脱除硫化氢。
2.如权利要求1所述的方法，其特征是采用络合铁吸收液，在吸收过程中将气体中的硫化氢转变成硫氢根离子；吸收了硫化氢的富液通过空气氧化再生将硫氢根离子转变成对环境无害的单质硫，处理后的气体达到排放的要求；所述吸收液由络合剂、稳定剂、硫磺改性剂、以及碱组成对硫化氢具有非常高的脱除效率，含硫气体进入动力波吸收器中，与自下而上喷出的络合铁脱硫液逆流接触，形成稳定的泡沫层,吸收液快速旋切，气液充分接触传质效率得到明显提高，达到硫化氢气体快速吸收、通过动力波脱除大部分硫化氢，气体中少量的硫化氢通过填料塔脱除达到净化要求。
3. 如权利要求2所述的方法，其特征在于吸收液为络合铁脱硫液，脱硫液的吸收和再生温度为～40℃，吸收和再生过程中溶液的pH值控制在8～9。
4.如权利要求1或2所述的方法，其特征是含硫化氢气体先进动力波吸收器脱除大量的硫化氢、少量的硫化氢进填料塔精脱硫。
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