综述
湿法脱硫可以归纳分为物理吸收法、化学吸收法和氧化法三种。物理和化学方法存在硫化氢再处理问题,氧化法是以碱性溶液为吸收剂,并加入载氧体为催化剂,吸收H2S,并将其氧化成单质硫,湿法氧化法是把脱硫剂溶解在水中,液体进入设备,与沼气混合,沼气中的硫化氢(H2S)与液体产生氧化反应,生成单质硫吸收硫化氢的液体有氢氧化钠、氢氧化钙、碳酸钠、硫酸亚铁等。成熟的氧化脱硫法,脱硫效率可达99.5%以上,一般采用先用湿法进行粗脱硫,之后再通过干法进行精脱硫。
1.湿法脱硫反应原理
湿法脱硫塔主体包括洗涤塔、硫化氢采样与监测系统、碱液配置槽、供水软水装置、液位控制系统、支撑件和连接件。脱硫系统通过对出气硫化氢浓度的监控以及PH值监控,实现全自动运行。
运行时,沼气由下至上通过脱硫塔,Na2CO3溶液(或NaOH溶液)从顶部向下喷淋,使得H2S气体与碱液发生了充分的化学反应。
由于沼气中含有的大量CO2成分,同样会消耗碱液。 系统应能对反应条件(包括反应温度、PH值)等进行控制,设置合适反应条件,尽可能地减少碱液的消耗量。
湿法催化脱硫一般采用酞菁钴磺酸盐系有机高分子化合物做为催化剂,反应原理如下:
酞菁钴磺酸盐系有机高分子化合物,它是以多种金属离子为中心的配位化合物,与其它液相催化氧化法脱硫的本质区别是脱硫和氧化再生两个过程均有催化作用,它将一般液相催化氧化的再生过程的控制步骤,改变为脱硫过程为全过程的控制步骤。
无机硫的化学吸收与催化转化
H
2S + Na2CO
3 = NaHS + NaHCO
3 (1)
NaHS + NaHCO
3 + (X – 1)S = Na
2SX + CO
2 + H
2O (2)
NaHS + H
2O = NaOH + H
2S (3)
Na
2SX + H2O = NaOH + H
2SX (4)
反应(2)是酞菁钴磺酸盐法的反应,所谓催化化学吸收,就是指此反应。
对有机硫的脱除反应
RSH + Na
2CO
3 = RSNa + NaSCO
3 (5)
COS + 2 Na
2CO
3 + H
2O = Na
2CO
2S + 2NaHCO
3 (6)
CS
2 + Na
2CO
3 + H
2O = 2NaHCO
3 (7)
硫化物的催化氧化(再生)
Na
2S + 1/2O
2 + H
2O = NaOH + S↓ (8)
NaHS + 1/2O
2 = NaOH + S↓ (9)
4RSNa + O
2 + H
2O = 2RSSR + 4NaOH (10)
Na
2CO
2S + 1/2O
2 = Na
2CO
3 + S↓ (11)
2NaHS + 2O
2 = Na
2S
2O
3 + H
2O (12)
2.湿法脱硫工艺流程