东鸿环境

在自然界中硫化氢的产生主要与火山活动有关，此外也分散地产生于矿泉、湖泊、沼 泽、下水道及肥料坑等处，特别是蛋白质腐烂时产生的硫化氢较多。在工业生产中，硫化氢 主要来自于天然气净化、石油精炼、炼焦及煤气发生等能源加工过程；其中天然气净化、石 油精炼尾气中所含浓度较高，总量最大。其次在硫化染料、人造纤维、二硫化碳等化工工 业，以及在医药、农药、造纸、制革等轻工业生产中也有产生，虽然总量较小，但浓度往往 很高，对环境污染比较严重，危害身体健康，必须加以治理。对硫化氢的治理主要是依据其 弱酸性和强还原性进行脱硫口②。目前国内外所采用的方法很多，但归纳起来主要还是干法 和湿法两类，具体的方法应根据废气的性质、来源及具体情况而定。

干法脱硫

干法脱硫是利用H2S的还原性和可燃性，用固体氧化剂或吸附剂来脱硫，或者直接使 之燃烧。干法脱硫是以02使H2S氧化成硫或硫氧化物的一种方法，也可称为干式氧化法。 干法脱硫常用的有改进的克劳斯法、氧化铁法、活性炭吸附法、氧化锌法和卡太苏耳法。所 用的脱硫剂、催化剂有活性炭、氧化铁、氧化锌、二氧化镒及铝矶土，此外还有分子筛、离 子交换树脂等。干法脱硫一般可回收硫、二氧化硫、硫酸和硫酸盐。

1.改进的克劳斯法口⑷

克劳斯法自1883年创立以来，几经改进，其基本原理相似，仅在设备和布置方面有些 差别，该方法的基本化学反应如下：

H2S+yO2— H20+S      (10-1)

H2S+jO2— H2O+SO2    (10-2)

2H2S+SO2 —> 2H2O+2S      (10-3)

其中反应式(10-1)和反应式(10-2)发生于加热阶段(反应炉)，反应式(10-3)发生于 催化阶段(催化转化器)。当使用催化剂时，反应可在较低的温度(200〜400°C)下发生，否 则需要1000°C以上的高温。

催化剂一般采用做成丸形或球状的天然矶土或氧化铝，有时也用活性更大的硅酸铝或铝 硅酸钙等。催化剂用量为反应混合物的0.1%〜0.2%,反应器内温度应V65O°C,以保护催 化剂不被损坏。当有碳氧化合物存在时，温度不宜超过480°C。

克劳斯法要求H2S的初始浓度应＞15%,用以提供足够的热量以维持反应所需的温度。 克劳斯法脱硫的工艺流程见图10-1

在该方法的工艺流程中，操作时应控制H2S和SO2气体物质的量比为2：1,进入转化炉后，在炉内经催化剂铝矶土作用生成元素硫，而所需的SO2是通过燃烧1/3的H2S而获 得的。该方法适合于H2S浓度较高的废气，其净化的效率可以超过97%。

图10-1克劳斯法脱硫工艺流程 1 —进气水封；2—气柜；3—出气水封；4—水分离器；5—燃烧炉；6—废热炉；7—转化器；8—第一冷凝器；9—第二冷 凝器；10—泡罩金属网捕集器；11—水洗塔；12—液硫贮槽；13—引风机；14—热水槽；15—热水泵	图10-2活性炭脱硫工艺流程 1—活性炭吸附器；2—废气进口管；3—放空管; 4—净气出口管；5—氮气管；6—再生蒸汽管； 7—排污管；8—充压旁路

2.活性炭吸附法

该方法是20世纪20年代由德国染料工业公司提出的⑷。活性炭是一种常用的固体脱硫 剂，它在常温下具有加速H2S氧化为S的催化作用并使硫被吸附。在活性炭上沉积的硫， 可用适当的溶剂（硫化钱）萃取而回收，活性炭则可以重复使用，直至炭粒大量磨细为止。 活性炭脱硫的工艺流程如图10-2所示。

在吸附器中用活性炭吸附H2S,向吸附后的活性炭层通氧气使H2S转化成元素硫和水， 再用15%硫化胺水溶液洗去硫黄，活性炭可以继续使用。两个吸附器轮流吸附和再生。

活性炭尘埃适合于处理天然气和其他不含焦油物质的含H2S废气、粪便臭气，其优点 在于简单的操作可以得到很纯的硫， 如果选择合适的炭，还可以除去有机 硫化物。H2S与活性炭的反应快、接 触时间短、处理气体量大。为完全除 去H2S废气，床温应保持V60°C,因 为H2S与活性炭的反应热效应大，所 以该方法不宜处理H2S浓度＞900 g/ m3的气体。

3.氧化铁法

氧化铁法采用的脱硫剂为氢氧化铁，并添加石灰石、木屑和水等。氧化铁法分箱式和塔 式两种，箱式脱硫剂的厚度可取600mm,空速可取20〜40「】；塔式占地面积小，脱硫剂 处理简单，其工艺流程如图10-3所示。

脱硫是在脱硫塔中进行的，使用后的脱硫剂在抽取器用全氯乙烯抽提，得到再生后的脱 硫剂可以循环使用。含硫全氯乙烯在分解塔中遇热分解出硫，并熔融硫排出塔外，而全氯乙 烯冷却后还可以循环使用。

氧化铁法适合于处理焦炉煤气和其他含H2S气体，净化H2S效果好，脱硫效率可达 99%；但该方法占地面积较大，阻力大，脱硫剂需定期再生或更换，总体上不是很经济。

4.氧化锌法

氧化锌法釆用氧化锌作为脱硫剂，该方法适合于处理H2S浓度较低的气体，脱硫效率 高，可达99%,但脱硫后一般不能用简单的办法来恢复氧化锌脱硫剂的脱硫性能。