CN104556336A - 一种去除酸水中硫化氢的方法 - Google Patents

Abstract

本发明为一种净化去除污水中硫化氢的方法。该方法主要是向含有硫化氢的溶液中添加亚硝酸钠，亚硝酸钠与硫化氢反应，从而净化清除污水中的硫化氢。

Description

一种去除酸水中硫化氢的方法

技术领域

本发明涉及化学方法净化酸性污水。具体地说是涉及一种净化酸水中硫化氢的化学方法。

背景技术

炼油厂储油罐中含有大量的酸水，迫切需要一种切实可行的净化储油罐内酸水的方法。这种酸水通常含有硫化氢（H₂S）。传统方法净化酸水破坏H₂S主要是使用一种氧化剂，将硫化氢转化为各种非危险含硫化合物。

传统方法中常选用的氧化剂有过氧化氢、高锰酸盐、过硫酸钠、次氯酸钠、十二烷基二甲基氧化胺、过硼酸钠。但传统方法均有一定的缺陷。使用过氧化氢通常具有一定的危险，因为过氧化氢和硫化氢之间反应释放大量的热，这种反应热可能导致水的爆沸而导致危险发生。使用高锰酸钾，其与H₂S反应产生固体二氧化锰，这种固体增加容器中的沉积物的量，另外容器中很可能还堆积有一些有机物，在二氧化锰存在的条件下，很有可能导致燃烧。添加过硫酸钠这种含硫氧化剂增加了水的含硫量，而且其与H₂S反应释放大量的热量，会导致容器内温度快速上升而引发危险。使用次氯酸钠的确定主要是可能释放有毒的氯气。应用十二烷基二甲基氧化胺的缺点包括，它的使用可能是不切实际的，因为这种试剂成本价格较高，而且需要添加足够的量才能清除H₂S。利用过硼酸钠，也需要添加足够的量才能起彻底清除H₂S的效果，这是非常不切实际的。因此，需要一种改进的方法，用于净化酸水中的主要成分硫化氢。

发明内容

本发明提供了一种净化H₂S方法。该方法主要是添加亚硝酸钠将H₂S全部清除，其添加的量与H₂S相适合。还需要加入一种用于净化氨的气体，以清楚反应中产生的氨。此外，PH缓冲液也是必须的，以维持反应体系的适宜PH条件。

待净化的溶液，其中H₂S可以是任意浓度，高浓度H₂S可达25g/L。一般情况下，溶液中H₂S的浓度范围是从约2 g/L到约25 g/L 。常见的溶度是从约5 g/L到约25 g/L，甚至10 g/L到约25 g/L。亚硝酸钠添加到溶液含有H₂S的液体中，与其发生反应，亚硝酸钠无论是按摩尔值加入还是按重量比加入，其加入的量都必须是足够的，以净化去除溶液中的H₂S。具体而言，亚硝酸钠添加的量与H₂S的摩尔比为1：3至2:3。按质量比添加，亚硝酸钠添加的量与H₂S的质量比为0.68：1至5：1，最好是从0.68：1至1.35：1。

当亚硝酸钠添加到含H₂S的溶液中，会发生以下两个反应：

反应液中需要加入PH缓冲液。pH缓冲添加的目的是将低溶液PH值至7.0-9.0范围，最好PH值约8.0。pH缓冲添加的量不受理论限于，只要保持pH水平达到或超过7.0，因为亚硝酸钠在酸性条件下可以分解生成硝酸氧化物。尽管pH缓冲添加的量不受限制，但加入量过大会引起H₂S解放。pH缓冲可以是任何适合的酸性缓冲液，以提供一个稳定的中性pH值范围。pH缓冲包括柠檬酸缓冲液、磷酸缓冲液、硼酸缓冲液或任何其他组合。具体而言，磷酸pH缓冲最为常用。

亚硝酸钠与二价硫离子的反应，最初结果是硫化物被清除，生产的硫元素，硫代硫酸盐和氨，如方程(1)和(2)所示。生产的NH₃和S⁰进入一个逆向反应，即一部分单质硫转化为多硫化合物 (S_x ⁼)，然后生产硫离子(S⁼)。这种可逆反应可能防止或阻碍硫离子的完全消失。因此，添加pH缓冲降低溶液的pH水平至所需的范围，可以去除游离氨，使它以铵盐形式出现。

反应方程式(1)和(2)，可以在任何温度条件下发生。具体而言，反应可发生在约40°C-70°C，常见的反应温度为约40°C-50°C之间。

通过鼓吹清除氨的气体，可使溶液中的氨被清除。氨清除气体可通过多种方法鼓吹，如利用压缩机。本发明方法可直接在容器中实施，向容器中加入亚硝酸钠、PH缓冲液和鼓吹氨清除气体，如注入PH缓冲液的位置也可用于吹入氨清除气体。氨清除气体可以是任何适宜鼓吹的气体，如空气或氮气。

具体实施方式

两个实验中，样品分析发现溶液中含有S^2-的浓度为17g/L。称重后的固体NaNO₂加到50ml待处理样品中，反应发生在一个密闭的玻璃容器中。整个化学反应净化过程中，反应条件近似于在罐中反应。所有待分析样本用一种高度腐蚀性的缓冲液，硫化物抗氧化缓冲液(SAOB) 处理。

实验一

反应温度为40℃，样本体积为50ml，NaNO₂添加量为0.35M/L，即50ml样品中加入1.22g NaNO₂。样品中S^2-的最初浓度为0.53 M/L。初始pH值为9.5。实验的结果显示在表Ⅰ。

在另一个实验中，反应温度为50℃，样本体积为50ml，NaNO₂添加量为0.35M/L，即50ml样品中加入1.22g NaNO₂。样品中S^2-的最初浓度为0.53 M/L。初始pH值为9.5。实验的结果显示在表Ⅱ。

表Ⅱ

样品反应一始，就产生大量的氨，最终反应后的溶液的PH值为10.3。

实验二

在45℃条件下，样本体积为50ml，NaNO₂添加量为0.36M/L，即50ml样品中加入0.897g的NaNO₂。样品中S^2-的最初浓度为0.39M/L。添加浓度为50%的柠檬酸缓冲液，比重为1.166。

表Ⅲ

只有一开始只添加NaNO₂，最初反应的两个小时，由于反应迅速，无需添加缓冲液。两个小时后，添加50%柠檬酸缓冲液，降低溶液pH值至约为8.1。结果见表Ⅲ，添加缓冲液后两个小时，溶液中S^2-显著降低，其在样品中的浓度从3.2 g/L降到0.18 g/L。由此可见，pH值保持在约8.0时，溶液中S^2-的净化处理反应继续直至反应完全。

Claims (2)

1.一种净化处理硫化氢的方法，主要是添加亚硝酸钠，添加适宜量的亚硝酸钠与硫化氢反应，从而修复硫化氢；

污水溶液中硫化氢的溶度为约2g/L-25 g/L；

向硫化氢污水中添加酸性PH缓冲液，有柠檬酸、磷酸、硼酸、或任何组合；

添加pH缓冲液，调节反应体系PH值在约7.0-9.0范围，最佳为约8.0；

亚硝酸钠和硫化氢反应的温度条件在约40°C-70°C，最佳为50°C；

向反应容器中鼓吹气体，以去除净化反应中产生的氨，可用压缩机鼓吹气体，鼓吹的气体为空气或氮气。

2.根据权利要求1所述的添加亚硝酸钠的量与硫化氢的重量比为0.68：1-5：1。