干气处理硫化氢络合铁法脱硫工艺的介绍

        络合铁法脱硫工艺以铁离子为催化剂，通过液相氧化还原反应，直接将硫化氢转变成单质硫，硫化氢的脱出率高达99%以上。
       这种新的脱硫工艺，主要优势是操作简单，硫容较高，过程环保等，能用于清除任何气流中（如炼厂气，天然气，含硫酸气，克劳斯尾气，胺法，selexol尾气等）的硫化氢气体，且脱硫效果不受气流中二氧化碳含硫和硫化氢浓度影响，处理硫磺产量为0.2-20吨/天的含硫酸气的首选工艺。
       工艺原理如下：
       工艺改进了克劳斯反应，为清除硫化氢提供了一种恒温，低成本运行的方法：
        H2S + 1/2 O2 → H2O + S                                                                     (1)
       这一反应发生于水基溶液中，通过加入水溶性金属离子完成该反应。因为在空气或酸气中，水溶性金属离子容易被氧气氧化，并有稳定的电极将硫离子氧化成单质硫。换句话说，由于反应是在水配比溶液中进行，含有金属离子的水配比溶液易于将二价硫（HS-）的电子释放形成单质硫，并在再生过程中将电子转移给氧气。虽然有很多金属离子可以完成上述反应，但是工艺选择铁离子，原因是铁离子的低成本和无毒性。
脱硫工艺的基础化学反应可以划分为吸收和再生两个部分，如下所示：
      吸收部分：
      配比溶液吸收H2S气体：
H2S (气体硫化氢) + H2O (液体水) ↔ H2S (水性硫化氢) + H2O (水)      (2)
电离：
H2S (液体硫化氢) ↔ H+ + HS-                                                                     (3)
高价铁离子(Fe3+)氧化二价硫：
HS- + 2Fe3+ → 2Fe2+ + H+ + S0                                                                    (4)
吸收部分总方程式(方程式 2, 3, 4叠加)
H2S (气体硫化氢) + 2Fe3+ → 2H+ + S°+ 2Fe2+                                           (5)
再生部分：
配比溶液吸收氧气：
1/2 O2 (气体) + H2O ↔ 1/2 O2 (液体) + H2O                                              (6)
亚铁离子再生反应 (Fe2+)
1/2 O2 (液体) + H2O+ 2Fe2+ → 2OH- + 2Fe3+                                            (7)
再生部分总方程式(方程式6，7叠加)
1/2 O2 (气体)+ H2O + 2Fe2+ → 2OH- + 2Fe3+                                             (8)
        方程式5，8的叠加，便得到改进的克劳斯反应方程式，如(1)所示。
        在总反应中，铁离子的作用是将吸收反应中产生的电子释放到再生反应中去，由于每一个单质硫的产生需要消耗两个铁原子，所以在反应过程中，至少提供两个铁原子。由此，铁离子是作为反应物。不过，在总反应中并不消耗铁离子，铁离子是作为硫化氢和氧气反应的催化剂。由于这种双重功能，铁离子络合物一般被定义为催化反应物。
        在水配比溶液中，亚铁离子（Fe2+）和高铁离子(Fe3+)都不能稳定存在，通常情况下容易经如下反应形成氢 氧 化铁或硫化铁沉淀：
Fe3+ + 3OH- → Fe(OH)3(固体)                                                                    (9)
Fe2+ + S2- → FeS (固体)                                                                               (10)
         为了阻止上述沉淀的产生，系统采用了一种螯合剂，使得铁离子在宽泛的pH值范围内，能在配比溶液中保持稳定。

为什么大点的装置就不适用了呢？

络合铁溶液的硫容只有1克/升左右。如果硫磺量大了，溶液的循环量太大。
生成的硫磺是硫膏，含水率在30——50%之间，要得到产品硫磺还需要熔硫造粒。

hexiaoyu8911 发表于 2018-8-8 22:42
为什么大点的装置就不适用了呢？

费用太高了

sunxc 发表于 2018-9-6 09:58
络合铁溶液的硫容只有1克/升左右。如果硫磺量大了，溶液的循环量太大。
生成的硫磺是硫膏，含水率在30—— ...

都是还30%左右硫磺，硫膏是熔硫的，熔硫斧

这种脱硫效果如何？脱硫处理后的硫化氢残留量有多少？我们生化沼气需要脱硫处理，对你们工艺很感兴趣。