絡(luò )合鐵脫硫
發(fā)布時(shí)間:2023/05/12
絡(luò )合鐵脫硫
1絡(luò )合鐵脫硫概述:
絡(luò )合鐵法脫硫技術(shù)是一種以絡(luò )合鐵為催化劑的濕式氧化脫除硫化氫的方法,其特點(diǎn)是直接將氣體中的H2S轉變成單質(zhì)S,吸收后氣體中H2S的含量小于10ppm,是一種工藝簡(jiǎn)單、工作硫容高且環(huán)保無(wú)毒的新型脫硫技術(shù),克服了傳統脫硫工藝硫容量低、脫硫工藝復雜等弊端,硫磺回收率達到99.99%,凈化后的尾氣焚燒后煙氣二氧化硫含量降低到0~5mg/Nm3,可滿(mǎn)足不斷提升的環(huán)保指標。
2反應原理:
其化學(xué)反應方程式如式(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(jiǎn)稱(chēng)絡(luò )合鐵吸收劑,下同)進(jìn)行氣液相接觸反應。該氣液相接觸反應首先通過(guò)水溶液的偏堿性,在氣液接觸時(shí)通過(guò)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(jià)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(jià)絡(luò )合亞鐵離子。絡(luò )合鐵離子水溶液的吸收氧化反應方程式(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;
?。↙)——液相,下同
H2S電離:
H2S(L)=H+(L)+HS-(L)(3)
高鐵離子(Fe3+)氧化二價(jià)硫:
HS-(L)+2Fe3+(L)→2Fe2+(L)+H+(L)+S↓(4)
吸收氧化總反應方程式(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,因此,將絡(luò )合亞鐵離子溶液直接與空氣進(jìn)行氣液相接觸反應,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:
1/2O2(L)+H2O(L)+2Fe2+(L)→2OH-(L)+2Fe3+(L)(7)
再生還原總反應方程式(即方程式(6),(7)疊加)
1/2O2(g)+H2O(L)+2Fe2+(L)→2OH-(L)+2Fe3+(L)(8)
在總反應中,絡(luò )合鐵離子的作用是將吸收反應中產(chǎn)生的電子釋放到再生反應中去,由于每一個(gè)單質(zhì)硫的產(chǎn)生需要消耗兩個(gè)鐵原子,所以在反應過(guò)程中,至少提供兩個(gè)鐵原子。由此,鐵離子是作為反應物。不過(guò),在總反應中并不消耗鐵離子,鐵離子是作為硫化氫和氧氣反應的催化劑。由于這種雙重功能,鐵離子絡(luò )合物被定義為催化劑。
3工藝流程