络合铁法脱硫技术的工艺原理

唐山绿源曹征 · 发表于 2020-11-25 09:37:33

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本帖最后由唐山绿源曹征于 2020-11-25 09:47 编辑

络合铁脱硫技术，其化学反应原理是利用空气中的氧气氧化气相中的硫化氢，使硫化氢被氧化为单质硫。其化学反应方程式如式：

H2S + 1/2O2 → H2O + S

络合铁离子水溶液的吸收氧化反应方程式：

H2S(g) + 2Fe3+(L) → 2H+(L) + S↓+ 2Fe2+(L)

再生还原总反应方程式：

1/2O2(g) + H2O(L) + 2Fe2+(L) → 2OH-(L) + 2Fe3+(L)

在总反应中，络合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剂。

在络合铁脱硫工艺中，循环水溶液的pH值是一个非常重要的可变操作因素，因为水溶液可吸收H2S气体的总量完全取决于水溶液的pH值，总反应方程式表明反应没有H+离子和OH-离子的净产物生成，所以水溶液的pH值不会产生变化。由于处理的气相中含有二氧化碳(CO2)，尤其是在压力较高时，二氧化碳极易溶于水，会形成碳酸氢盐(HCO3-)和碳酸盐(CO32-)，随之发生副反应降低水溶液的pH值。为了稳定水溶液的pH值，需要在系统中加入氢氧化钾。通常，较高的pH值能够提高反应效能，会促进硫代硫酸盐离子的形成，减少氧气的吸收，但也阻碍单质硫的凝聚；而过低的pH值会阻碍H2S气体的吸收。所以，控制pH值为8.0-9.0的弱碱性水溶液。

从界区外来的含硫化氢气体由下至上经脱硫塔与贫液泵打来的贫液逆向接触，沼气分离液滴后从脱硫塔顶出装置。脱硫塔底部溶液中的三价铁吸收沼气中硫化氢变成二价铁，溶液变成含硫富液由富液泵打入进入再生槽, 与氧化风机鼓入的空气进行氧化。富液中的二价铁经再生风机鼓入的氧气氧化后变成三价铁的贫液，同时，再生槽中的单质硫经各个隔室逐层长大后和部分贫液一起进入沉降槽，硫磺颗粒因为重量沉积到沉降槽锥体底部，上层分离了硫磺的贫液经贫液泵输送到脱硫塔进行脱硫。底部硫磺浆经硫磺浆泵一路送到沉降槽底部进行循环扰动，防止堵塞，当硫磺含量达到一定浓度后，由硫浆泵打开进入板框压滤机进行固液分离，液体回收至系统，压制成硫膏。

沙漠里的游鱼 · 发表于 2020-11-25 13:31:06