一、絡(luò)合鐵脫硫技術(shù)介紹
1、絡(luò)合鐵脫硫技術(shù)簡介
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，其特點是直接將H2S轉(zhuǎn)變成元素S，處理后的H2S含量小于10ppm，是一種工藝簡單、工作硫容高且環(huán)保無毒的新型脫硫技術(shù)，克服了傳統(tǒng)脫硫工藝硫容量低、工藝復(fù)雜、副鹽生成率高、環(huán)境污染嚴(yán)重等弊端，硫磺回收裝置尾氣可使硫磺回收率達到99.9%。
2.絡(luò)合鐵法脫硫技術(shù)的工藝原理
絡(luò)合鐵脫硫技術(shù)是絡(luò)合鐵脫硫化氫成套技術(shù)，為脫除硫化氫提供了一種恒溫、低成本的運行方法。其化學(xué)反應(yīng)原理是利用空氣中的氧氣氧化氣相中的硫化氫，使硫化氫被氧化為單質(zhì)硫。其化學(xué)反應(yīng)方程式如式：
H2S + 1/2O2 → H2O + S
絡(luò)合鐵離子水溶液的吸收氧化反應(yīng)方程式：
H2S(g) + 2Fe3+(L) → 2H+(L) + S↓+ 2Fe2+(L)
再生還原總反應(yīng)方程式：
1/2O2(g) + H2O(L) + 2Fe2+(L) → 2OH-(L) + 2Fe3+(L)
在總反應(yīng)中，絡(luò)合鐵離子的作用是將吸收反應(yīng)中產(chǎn)生的電子釋放到再生反應(yīng)中去，由于每一個單質(zhì)硫的產(chǎn)生需要消耗兩個鐵原子，所以在反應(yīng)過程中，至少提供兩個鐵原子。由此，鐵離子是作為反應(yīng)物。不過，在總反應(yīng)中并不消耗鐵離子，鐵離子是作為硫化氫和氧氣反應(yīng)的催化劑。由于這種雙重功能，鐵離子絡(luò)合物一般被定義為催化劑。
在絡(luò)合鐵脫硫工藝中，循環(huán)水溶液的pH值是一個非常重要的可變操作因素，因為水溶液可吸收H2S氣體的總量****取決于水溶液的pH值，總反應(yīng)方程式表明反應(yīng)沒有H+離子和OH-離子的凈產(chǎn)物生成，所以水溶液的pH值不會產(chǎn)生變化。
由于處理的氣相中含有二氧化碳(CO2)，尤其是在壓力較高時，二氧化碳極易溶于水，會形成碳酸氫鹽(HCO3-)和碳酸鹽(CO32-)，隨之發(fā)生副反應(yīng)降低水溶液的pH值。
為了穩(wěn)定水溶液的pH值，需要在系統(tǒng)中加入氫氧化鉀。
通常，較高的pH值能夠提高反應(yīng)效能，會促進硫代硫酸鹽離子的形成，減少氧氣的吸收，但也阻礙單質(zhì)硫的凝聚；而過低的pH值會阻礙H2S氣體的吸收。所以，控制pH值為8.0-9.0的弱堿性水溶液。
3. 絡(luò)合鐵法脫硫技術(shù)的優(yōu)勢
（1）工藝處理過程簡單，采用一步法處理工藝即可快速將硫化氫直接氧化為硫單質(zhì)；對各種不同濃度的H2S，其脫硫后的H2S含量可低于10ppm。
（2）系統(tǒng)的抗波動能力強。
（3）運行成本低。
（4）絡(luò)合鐵催化劑選擇性高，無副鹽外排。
（5）脫硫工作液硫容量高。
（6）能脫除有機硫COS、硫醇。
（7）設(shè)備尺寸小，可有效實現(xiàn)橇裝化。
（8）催化劑的安全性高，系統(tǒng)所采用的催化劑對環(huán)境及人體無毒無害，具有良好的環(huán)保效益。
二、工藝流程說明
1.絡(luò)合鐵脫硫系統(tǒng)具體流程
從界區(qū)外來的含硫化氫氣體由下至上經(jīng)脫硫塔與貧液泵打來的貧液逆向接觸，沼氣分離液滴后從脫硫塔頂出裝置。脫硫塔底部溶液中的三價鐵吸收沼氣中硫化氫變成二價鐵，溶液變成含硫富液由富液泵打入進入再生槽, 與氧化風(fēng)機鼓入的空氣進行氧化。富液中的二價鐵經(jīng)再生風(fēng)機鼓入的氧氣氧化后變成三價鐵的貧液，同時，再生槽中的單質(zhì)硫經(jīng)各個隔室逐層長大后和部分貧液一起進入沉降槽，硫磺顆粒因為重量沉積到沉降槽錐體底部，上層分離了硫磺的貧液經(jīng)貧液泵輸送到脫硫塔進行脫硫。底部硫磺漿經(jīng)硫磺漿泵一路送到沉降槽底部進行循環(huán)擾動，防止堵塞，當(dāng)硫磺含量達到一定濃度后，由硫漿泵打開進入板框壓濾機進行固液分離，液體回收至系統(tǒng)，硫膏可進行銷售。
說明：在絡(luò)合鐵脫硫工藝設(shè)計中，由于絡(luò)合鐵吸收劑具有腐蝕性，凡是與絡(luò)合鐵吸收劑接觸的設(shè)備、管道****采****銹鋼。
2.電氣及自控系統(tǒng)
電氣自控裝置用于給設(shè)備供電及系統(tǒng)的自動運行控制。自控裝置通常包括PLC系統(tǒng)及各種儀表，就地儀表也可給PLC系統(tǒng)的程序設(shè)計提供依據(jù)。本項目自控程度可達到自動啟停、故障報警、自動加藥等控制要求。
三、 環(huán)境保護
1.廢水排放
本項目裝置中，是需要外界補充水，是無廢水產(chǎn)生的。硫磺回收過程是固液分離過程，但分離過程中產(chǎn)生的清液是回收至系統(tǒng)的，是全部回收利用，此外，由于絡(luò)合鐵催化劑對硫化氫轉(zhuǎn)化為硫磺的選擇性達到99.9%以上，無副鹽產(chǎn)生，不存在要向外排放廢水的情況。
2.廢氣排放
本項目將有一處氣體排放，為再生槽處的再生廢空氣。再生槽處出來的再生廢空氣，是在工藝過程中通入的空氣，僅僅是空氣中的少量氧氣與溶液中的亞鐵反應(yīng)發(fā)生了消耗，反應(yīng)過程中沒有新的氣體成分產(chǎn)生，溶液中也沒有有毒、揮發(fā)性物質(zhì)，，是可以安全排放的。
3.廢固排放
本項目是H2S脫除并副產(chǎn)硫磺的過程，本項目副產(chǎn)品硫膏可直接銷售，為企業(yè)創(chuàng)造附加產(chǎn)值。
4.噪聲
本項目的主要噪聲來自生產(chǎn)裝置內(nèi)的機泵及再生氧化的空氣風(fēng)機產(chǎn)生的噪音。
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