硫化氢治理

　　treatment of hydrogen sulfide  应用吸收、吸附和催化氧化等方法对工业生产过程排放的硫化氢(H₂S)进行回收、利用或无害化处理。

　　硫化氢产生于天然气净化、石油炼制以及制煤气、制革、制药、造纸、合成化学纤维等生产过程。硫化氢是无色气体，有刺激性恶臭，易挥发，燃烧时呈蓝色火焰。硫化氢是大气的主要污染物之一，不仅危害人体健康，还会严重腐蚀设备等。

　　脱硫方法基本上分干法和湿法两类。

　　干法

　　(1)氢氧化铁法。将铁屑和湿木屑充分混合，加0．5％氧化钙，制成脱硫剂，湿度为30％～40％。硫化氢同脱硫剂反应而被脱除，再生的氢氧化铁可继续使用。其反应如下：

2Fe(OH)₃+3H₂S→Fe₂S₃+6H₂O

2Fe₂S₃+6H₂O+3O₂→4Fe(OH)₃+6S

此法脱硫效率高，适于净化硫化氢含量低的气体，但设备占地面积大，脱硫剂必须定期再生和更换，操作条件差，因而已逐渐为湿法取代，或与湿法联合用于深度脱硫。

　　(2)活性炭法。用活性炭吸附硫化氢，通氧气转换成单体硫和水，用硫化胺洗去硫磺，活性炭可继续使用。此法不宜用于含焦油的气体。

　　(3)克劳斯法。先把1／3硫化氢氧化成二氧化硫，再使它在转化炉内同剩余硫化氢反应，可直接从气相制取高质量熔融硫。

　　(4)氧化锌法。粒状的氧化锌和硫化氢反应生成硫酸锌和水。主要用于净化硫化氢含量低的废气。此法效率较高，但不经济。

　　湿法

　　(1)溶剂法。常用15％～20％二乙醇胺水溶液吸收硫化氢，形成“复合物”，把富液加热到100～130℃，硫化氢被解析出来，经冷凝可得到高浓度硫化氢，再制成硫磺。溶液再生后经换热器冷却继续使用，这种工艺叫胺洗。此法的特点是溶剂容易生产，价格低廉，工艺成熟，脱硫效率高，降解和蒸发损失小。广泛应用于石油炼制的脱硫。此法还可采用环丁砜、氨基异丙醇、聚乙醇醚、磷酸酯、碳酸丙烯酯、冷甲醇等作为溶剂。但某些溶剂不适于重烃、芳烃含量高的气体脱硫。

　　(2)中和法。硫化氢是酸性物质，可用碱性吸收液去除。富液可经过加热减压处理，使硫化氢脱吸，吸收液可循环使用。应用的碱性吸收液主要有碳酸钠、磷酸钾、氢氧化钙的溶液和氨水等，其中氨水应用较广。氨水法可利用煤气中的氨作碱性吸收液去除硫化氢，既不用外来碱源，也不产生废液。其反应如下：

中和法操作简单，费用低，废液少，但碱耗高，吸收液再生较困难，脱硫效率一般比较低。

　　(3)氧化法。硫化氢用碱性吸收液吸收后，在催化剂作用下氧化成硫磺。催化剂可用空气再生，继续使用。常用催化剂有镍盐、铁氰化物、氧化铁、对苯二酚、氢氧化铁、硫代砷酸的碱金属盐类、蒽醌二磺酸盐、苦味酸、萘醌二磺酸盐等。常用吸收液有碳酸钠溶液、氨水等。氧化法因催化剂和吸收液的不同而异，举例如下。

　　对苯二酚法以碳酸钠溶液或氨水作吸收液，以对苯二酚作催化剂。对苯二酚是一种有机载氧体，脱硫效率高，催化剂再生所需空气少。

　　砷碱法以氨水或碳酸钠溶液作吸收液，以硫代砷酸的碱金属盐类作催化剂，其反应如下：

　　吸收  Na₃AsS₃O+H₂S→Na₃AsS₄+H₂O

　　再生  2Na₃AsS₄+O₂→2Na₃AsS₃O+2S

砷碱法为焦化厂广泛使用，但因催化剂污染水体，所以应用受到限制。

　　A．D．A．法  是以3％～5％碳酸钠溶液作吸收液，以葸醌二磺酸钠和偏钒酸钠作催化剂，并加入少量酒石酸钠，防止有钒存在时出现沉淀物，硫化氢被吸收并被氧化为单体硫而加以回收。此法脱硫效率高，获得的硫纯度也高，但有副反应，碱耗大。

　　富玛克斯法以2％～3％碳酸钠溶液作吸收液，加入0．1％苦味酸作催化剂，吸收硫化氢。吸收硫化氢后的溶液输送到再生塔用空气再生，反应如下：

　　H₂S吸收  Na₂CO₃+H₂S→NaHS+NaHCO₃

　　H₂S氧化

　　NaHS+RNO+H₂O→NaOH+S+RNHOH

　　NaHCO₃+NaOH→Na₂CO₃+H₂O

　　苦味酸再生  RNHOH+O₂／2→RNO+H₂O

R表示芳基，此法催化剂易得，操作温度范围较宽，效率高。

　　达克哈克斯法又名萘醌法。以萘醌二磺酸钠为催化剂，以碳酸钠溶液或氨水为吸收液，吸收塔采用高效的泰勒填料，可同时脱硫脱氰。此法因碱源和废液处理方法不同可组成3种全流程：氨型达克哈克斯湿式氧化法，可得到硫酸和硫酸铵；氨型达克哈克斯燃烧法，产生单质硫、二氧化硫和氮气，二氧化硫可制硫酸；钠型达克哈克斯还原热解法，产生单质硫质氮气、硫化氢，后者可制硫酸或再吸收，碳酸钠可回收使用。

　　　　　　　　　　——摘自《安全工程大辞典》（化学工业出版社，1995年11月出版）