絡(luò)合鐵凈化技術(shù)全稱為濕法硫磺回收技術(shù),是利用鐵離子在液相中將硫化氫直接氧化成單質(zhì)硫,同時回收硫磺的硫化氫脫除工藝技術(shù)。在將硫化氫氧化成單質(zhì)硫的過程,催化劑中的三價鐵離子被還原成二價鐵離子,而通過向催化劑溶液中通入空氣,利用空氣中的氧氣將二價鐵離子氧化成三價鐵離子,從而使催化劑得以再生重復(fù)循環(huán)使用。
其特點是直接將氣體中的H2S轉(zhuǎn)變成元素S,絡(luò)合鐵工藝技術(shù)一種工藝簡單、工作硫容高且環(huán)保無毒的新型脫硫技術(shù),克服了傳統(tǒng)脫硫工藝硫容量低、脫硫工藝復(fù)雜、副鹽生成率高、環(huán)境污染嚴(yán)重等弊端,硫磺回收率達(dá)到99.99%。
絡(luò)合鐵脫硫工藝為脫除硫化氫提供了一種恒溫、低成本的運(yùn)行方法。其化學(xué)反應(yīng)原理是利用空氣中的氧氣氧化氣相中的硫化氫,使硫化氫被氧化為單質(zhì)硫。其化學(xué)反應(yīng)方程式如式(1):
H2S + 1/2O2 → H2O + S (1)
絡(luò)合鐵脫硫催化劑利用水溶液中絡(luò)合鐵離子的氧化還原性,使含硫化氫氣體與含絡(luò)合鐵催化劑的水溶液(簡稱絡(luò)合鐵吸收劑,下同)進(jìn)行氣液相接觸反應(yīng)。該氣液相接觸反應(yīng)首先通過水溶液的偏堿性,在氣液接觸時通過酸堿化學(xué)吸收將原料氣中的硫化氫吸收進(jìn)入水溶液;在水溶液中,利用高價絡(luò)合鐵離子的氧化性將硫化氫氧化成單質(zhì)硫,絡(luò)合鐵離子被還原為低價絡(luò)合亞鐵離子。絡(luò)合鐵離子水溶液的吸收氧化反應(yīng)方程式(2)~(5)如下:
水溶液吸收H2S氣體:
H2S(g) + H2O(L)H2S(L) + H2O(L) (2)
式中:(g)——氣相,下同;
(L)——液相,下同
H2S電離:
H2S(L)H+ (L)+ HS-(L) (3)
高鐵離子(Fe3+)氧化二價硫:
HS-(L)+ 2Fe3+(L) → 2Fe2+(L) + H+(L) + S↓ (4)
吸收氧化總反應(yīng)方程式 (即方程式(2),(3),(4)疊加)
H2S(g) + 2Fe3+(L) → 2H+(L) + S↓+ 2Fe2+(L) (5)
水溶液中絡(luò)合亞鐵離子容易被氧氣氧化,利用空氣中的氧氣將水溶液中的絡(luò)合亞鐵離子氧化為絡(luò)合鐵離子。絡(luò)合亞鐵離子 水溶液的再生還原反應(yīng)方程式(6)~(8)如下:
絡(luò)合亞鐵離子水溶液吸收氧氣:
1/2O2 (g) + H2O(L) → 1/2O2 (L) + H2O(L) (6)
絡(luò)合亞鐵離子(Fe2+)再生反應(yīng):
1/2O2(L) + H2O(L) + 2Fe2+(L) → 2OH-(L) + 2Fe3+(L) (7)
再生還原總反應(yīng)方程式 (即方程式(6),(7)疊加)
1/2O2(g) + H2O(L) + 2Fe2+(L) → 2OH-(L) + 2Fe3+(L) (8)
在總反應(yīng)中,絡(luò)合鐵離子的作用是將吸收反應(yīng)中產(chǎn)生的電子釋放到再生反應(yīng)中去,由于每一個單質(zhì)硫的產(chǎn)生需要消耗兩個鐵原子,所以在反應(yīng)過程中,至少提供兩個鐵原子。由此,鐵離子是作為反應(yīng)物,不過,在總反應(yīng)中并不消耗鐵離子,鐵離子是作為硫化氫和氧氣反應(yīng)的催化劑。由于這種雙重功能,鐵離子絡(luò)合物一般被定義為催化劑。
技術(shù)優(yōu)點:
硫化氫脫除率高:一步反應(yīng)的脫除率達(dá)到99.99%以上。
設(shè)計彈性大:適應(yīng)原料氣流量、硫化氫濃度從0-100%的大幅度變化。
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。
選擇性好:不吸收CO2,CO2 產(chǎn)生的影響可以忽略
溫度適應(yīng)性強(qiáng):在 5 ℃ ~80℃的溫度范圍內(nèi),吸收反應(yīng)與再生反應(yīng)的效率變化不大
藥劑損耗量?。焊灰涸偕矢?,僅在固液分離中隨硫磺顆粒帶液而產(chǎn)生少量損耗
環(huán)境友好:沒有三廢產(chǎn)生,反應(yīng)條件溫和,為液相、常溫常壓反應(yīng)過程
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)品中沒有H2S氣體
運(yùn)行可靠:獨特的設(shè)計能夠保證無堵塞現(xiàn)象發(fā)生,保證長周期穩(wěn)定運(yùn)行
采用螯合鐵離子作為催化劑,在水溶液中將硫化氫轉(zhuǎn)化為單質(zhì)硫,無需消耗堿液。
適用工況:可設(shè)計用于處理各種含硫化氫氣體,涵蓋天然氣開采、石油提煉、生物氣處理、垃圾填埋裂解氣處理、煉焦、地?zé)釟怏w發(fā)電、飲料業(yè)CO2氣體生產(chǎn)、潤滑油生產(chǎn)等等。
項目案例圖片: