硫化氫治理技術(shù)進展

1、硫化氫治理技術(shù)進展一、傳統(tǒng)克勞斯工藝原理可以簡單概括成：含一定濃度的H2S酸性氣首先進入熱 反應(yīng)，使其中一部分H2S通過燃燒直接生成單質(zhì)硫，該過程的硫磺回收率大約60%余下的H2S在克勞斯催化劑的作用下生成單 質(zhì)硫，由于受克勞斯反應(yīng)的平衡限制， 克勞斯工藝總硫磺回收率 一般在95%98%右，尾氣根本無法滿足國家現(xiàn)有的環(huán)保指標(biāo)。二、超級克勞斯催化氧化工藝1. 超級克勞斯一改以往單純增加級數(shù)來提高H2S的回收率的方法， 在兩級普通克勞斯轉(zhuǎn)化之后， 第三級改用選擇性氧化催 化劑，將H2S直接氧化成元素硫，常規(guī)克勞斯工藝要求H2S/S02比值為2的條件下進行，而此種富 H2S工藝卻維持催化段在富 H2

2、S條件下舉行，例如二段催化劑反應(yīng)器出口氣體要求H2S/S02比值可高達 10，末端選擇催化氧化反應(yīng)實際上是一種尾氣處理 工藝，H2S轉(zhuǎn)化為硫磺的回收率最高 99.5%，如果采用此工藝處 理酸性氣，處理后的尾氣仍然存在 COS S02含量超出標(biāo)準(zhǔn)，不 能滿足現(xiàn)有的國家排放要求。2. 超優(yōu)克勞斯工藝， 在兩級普通克勞斯轉(zhuǎn)化之后， 增加加氫 催化反應(yīng)器，將所有硫化物轉(zhuǎn)化成H2S后再選用選擇性氧化催化 劑，將H2S直接氧化成元素硫，除具有超級克勞斯工藝的優(yōu)點外， 將總硫回收率提高到 99.5%99.7%,尾氣H2S的排放基本可滿足國家排放要求。三、生物凈化法 生物凈化法脫硫是近年來才發(fā)展起來的常規(guī)脫硫

3、技術(shù)的替 代新工藝，是硫化氫處理技術(shù)的發(fā)展趨勢之一。在國內(nèi)，昆明理 工大學(xué)、同濟大學(xué)等最早進行了生物法處理 H： S 廢氣的研究。 生物凈化法通常包括： 生物膜法和生物過濾法。 生物法投資和運 行費用相對較低， 且操作簡單。 生物凈化硫化氫過程一般要經(jīng)過 以下幾個步驟： 廢氣中的硫化氫由氣膜擴散進入液膜； 溶解 于液膜中的硫化氫在濃度差的推動下進一步擴散到生物膜， 并被 其中的生物所捕獲、 吸收； 進入微生物細胞的硫化氫在生物體 內(nèi)的代謝過程中作為能源和營養(yǎng)物質(zhì)被分解， 經(jīng)生化反應(yīng)最終轉(zhuǎn) 化為單質(zhì)硫、亞硫酸、硫酸等。1. 生物過濾法 生物過濾法是將濾料裝填在生物濾塔中構(gòu)成濾床， 在氣流通 過濾

4、床時， 硫化氫從氣流中轉(zhuǎn)移到生物膜層上被微生物代謝。 硫 化氫氣體的去除效率主要取決于氣相污染物在固液結(jié)合相上的 生物降解速率。 生物過濾器與活性炭吸附不同， 它是通過生物作 用吸附并去除污染物，并不是簡單的物化吸附過程。生物過濾法工藝過程： 氣體經(jīng)過除塵、 增濕或降溫等預(yù)處理 后，從濾床底部由上向下穿過填料層， H：S 等從氣相轉(zhuǎn)移到生 物膜表面，被微生物（脫硫桿菌）吸收轉(zhuǎn)化分解，凈化后氣體以 濾床上部排出。 生物濾池因其較好的通氣性和適度的通水和持水 性，以及豐富的微生物群落，能有效地去除污染物，生物易降解 物質(zhì)的效果更佳。濾料通常選用堆肥、土壤、泥炭、活性炭等， 厚約0.5Im。過濾池控

5、制pH值的方法是在裝填填料時投配適 當(dāng)固體緩沖劑，緩沖劑耗盡后需要更新，或者對濾料進行再生。2. 生物滴濾法生物滴濾床使用的是粗碎石、 塑料蜂窩狀填料、 塑料波紋板 填料、陶瓷、微孔硅膠等一類不具有吸附性的填料。生物滴濾床 的反應(yīng)條件也易于控制，通過調(diào)節(jié)循環(huán)液的pH值，加入硝酸氫鉀、硝酸銨等物質(zhì)并從生物滴濾床上部噴淋到填料上， 使填料的 表面附著幾毫米厚的生物膜。 廢氣從滴濾床底部進入， 溶解于水 中的污染物被填料生物膜上的微生物吸收， 在微生物體內(nèi)的代謝 過程中作為能源和營養(yǎng)物質(zhì)被分解， 最終轉(zhuǎn)化成無害的化合物二 氧化碳和水生物膜法凈化低濃度硫化氫的主要影響因素有：進氣負荷、 液體噴淋量、氣

6、體流量、pH值和填料材質(zhì)等。當(dāng)進氣負荷較小 時，生物膜上微生物能有效地降解硫化氫氣體， 隨著進氣負荷的 增加，凈化效率迅速提高；當(dāng)進氣負荷增加到一定程度時，由于 污染物濃度較高， 氧很快被表層的生物膜所消耗， 靠近填料的生 物膜因得不到充足的氧， 不能有效地利用硫化氫， 說明該生物膜 填料塔已達到最大生化去除率。生物滴濾床中， 填料表面生物膜生長穩(wěn)定， 在滴濾床中存在 一個連續(xù)流動的水相，因此，整個過程涉及氣液固三相，具有設(shè) 備投資和運行費用低， 微生物濃度高， 有較好的抗沖擊負荷能力， 凈化反應(yīng)速度快等優(yōu)點，有較好的開發(fā)與應(yīng)用前景。四、硫化氫回收技術(shù)未來發(fā)展的方向 由以上資料分析可知，隨著對

7、環(huán)境質(zhì)量的要求越來越嚴(yán)格， 對硫化氫脫除方法要求越來越高， 種類繁多的尾氣處理技術(shù)被開 發(fā)出來。 就目前的于法和濕法兩大脫硫工藝而言， 干法脫硫是用 固體吸收劑來脫除硫化物，脫硫效率較高，但設(shè)備投資較大，需 間歇再生或更換，其硫容量相對較低，脫硫劑大多不能再生，需 要處理， 主要適于氣體精細脫硫； 濕法以液體吸收劑來脫除硫化 物，設(shè)備處理量大， 投資及運行費用小， 可連續(xù)操作， 但效率低， 難以達到高的要求。 濕法能夠適應(yīng)較高負荷的脫硫要求， 應(yīng)用面 較寬，其中尤以液相氧化法的優(yōu)點較為突出。濕法脫硫中，胺法 處理酸性氣流以脫除其中的硫化氫， 繼而再用改良克勞斯法回收 硫 . 是石油和天然氣工業(yè)傳統(tǒng)的脫硫工藝。這種方法雖應(yīng)用比較 廣泛，但技術(shù)上仍有一定的缺陷：（ 1）克勞斯過程要求嚴(yán)格控 制工藝氣體中硫化氫和二氧化硫的比例；（ 2）胺法