干法脱除硫化氢技术研究进展
颜 杰 李 红 刘科财 唐 楷 叶文静
【摘 要】摘 要综述了目前国内外干法脱除硫化氢技术研究进展，重点介绍了氧化铁法、氧化锌法、活性炭法等常用干法脱硫技术及其研究进展，指出未来脱硫技术的研究方向可能是研究出环境友好、效率高、成本低的脱硫方法。 【期刊名称】四川化工 【年(卷),期】2011(000)005 【总页数】5
【关键词】干法脱硫 硫化氢 进展 【文献来源】
https://www.zhangqiaokeyan.com/academic-journal-cn_sichuan-chemical-
industry_thesis/0201247994549.html
1 引言
硫化氢是《中华人民共和国环境保护标准》中规定的大气污染物，它是有毒的环境污染物之一，具有腐蛋臭味，我国国家标准《恶臭污染物排放标准》对其工业排放进行了规定。目前，国内外对于硫化氢废气的处理方法很多，可分为干法和湿法。湿法脱硫技术成熟，但脱硫设备庞大，成本高，效率低，脱硫负荷大，存在着传质阻力、硫回收和塔内硫堵等问题。相比之下，干法脱硫流程简化，操作方便，设备简单，成本低，负荷小，对无机硫与有机硫均有较高的净化度［1］。常用的干法脱硫有氧化铁法、氧化锌法、活性炭法等。本文针对干法脱硫，重点介绍了常用干法脱硫技术及其研究进展。
2 氧化铁法
氧化铁法是一种经典而有效的脱硫方法，因其具有原料资源丰富、工艺简单、
操作容易、能耗低等优势，因而至今仍被广泛应用于工业脱硫中。常使用的氧化铁脱硫剂是低温（常温）脱硫剂，中温和高温的氧化铁脱硫剂也有在使用的。 氧化铁的存在形态分为晶形和无定形。无定形氧化铁在某种温度下可能有活性，但其反应速率会降低［2］。有文章表明［3］氧化铁主要有七种晶型，分别为：α－Fe2 O3·H 2 O（α－FeOOH）、α－Fe2 O3、β－Fe2 O3·H 2 O（β－FeOOH）、γ－Fe2 O3·H 2 O（γ－FeOOH）、γ－Fe2 O3、δ－Fe2 O3·H 2 O（δ－FeOOH）、δ－Fe2 O3和Fe3 O4。并且七种氧化铁晶型中只有四种具有较明显的脱硫活性，并且活性顺序由高到低依次为：γ－Fe2 O3·H 2 O、γ－Fe2 O3、α－Fe2 O3·H 2 O 和 α－Fe2 O3。常温水合氧化铁脱硫反应为： 再生反应为：
反应（4）不易进行，在脱硫操作过程中要避免FeS的生成。所以，综合反应（1）、（3）二式，得到脱硫总反应式：
氧化铁脱硫反应为气－固相非催化反应，其反应机理为：硫化氢分子扩散到氧化铁水合物表面上，通过氧化铁的微孔向内部扩散；在颗粒表面的水膜中离解为HS－、S2－离子，与水合氧化铁相互作用生成硫化铁和硫化亚铁。理论上每100kg的氧化铁可以吸收64kg的硫化氢，即60kg的硫，也就是氧化铁的理论硫容量为60%。一般当氧化铁的50～80%转变为硫化物时就需要进行再生反应了。
近年来，国内外先后开发了很多氧化铁脱硫剂，包括非成型氧化铁脱硫剂和成型氧化铁脱硫剂。典型的非成型氧化铁脱硫剂是铁木屑脱硫剂。成型氧化铁脱硫剂的使用可以提高运行空速，床层阻力也较小，对环境污染也小，包括TG型系列、SN－1型脱硫剂、AS型脱硫剂、SW型脱硫剂、PM型成型脱硫剂、
NF型脱硫剂和EF－2型氧化铁精脱硫剂等。国外氧化铁脱硫剂有西德的LUXmasse型号、日本的N－IND与PD型号和印度的P8D型号等［4］。
3 氧化锌法
氧化锌法是用于进行气体精细脱硫的方法之一，它既可以脱除无机硫也可以脱除有机硫［5］，其具有脱硫精度高、硫容量大、使用性能稳定可靠等优点。它能与硫化氢反应生成难于解离而很稳定的ZnS，处理对象一般为硫化氢浓度较低的气体，在工业上得到了广泛使用。其反应式为：
根据热力学分析，该反应为放热反应，当温度升高时，不利于反应向产物生成的方向进行，平衡常数减小，脱硫精度下降；反之，降低温度可以提高脱硫精度。因此，氧化锌脱硫剂用于中、高脱硫时，硫容高，但脱硫精度低；而低温脱硫时，硫容较低，但脱硫精度高。氧化锌脱硫反应为气－固相非催化反应。在反应过程中，气体分子H 2 S首先从气相主体扩散并吸附于脱硫剂表面，随后H 2 S分子在晶体表面发生去质子过程，生成硫离子，使表面电子浓度发生改变［6］。硫离子向ZnO晶格扩散，与Zn反应，生成ZnS，而同时氧离子向固体表面扩散，其ZnO的六方晶系变成了ZnS的等轴晶系。只有内层Zn O晶格上的氧离子不断向外层扩散，与外层的硫离子进行交换，才能使反应不间断地进行。反应集中在产物层与未反应核的界面上，这种向固体内部运动是通过ZnS和Zn O晶格的缺陷、错位、边界、缺位等活泼的地方进行的［7］。 氧化锌脱硫剂的主要缺点是不能通过氧化就地再生，需更换新的吸附剂，因此再生中吸附剂表面会因烧结而明显减少，机械强度也大大降低［8］，且氧化锌使用成本较高。目前，氧化锌脱硫剂分为常温型和高温型。广泛应用的常温氧化锌脱硫剂有KT310、QTS－01、T307、Tc－22等。其中 KT310和QTS－
干法脱除硫化氢技术研究进展
