BLUER-PRO硫磺回收技術是煙臺新瑞環??萍加邢薰咀灾鏖_發的液相氧化催化技術。采用螯合鐵離子作為催化劑,在水溶液中發生如下總反應:
H2S + 1/2 O2 → H2O + S°
該反應可分為兩部分:吸收過程和再生過程。
吸收部分 :
配比溶液吸收H2S氣體:
H2S (g) + H2O ↔ H2S (l) + H2O
電離:
H2S (l) ↔ H+ + HS-
高價鐵離子(Fe+3)氧化二價硫:
HS- + 2Fe+3 → 2Fe+2 + H+ + S0
吸收部分總方程式
H2S (l) + 2Fe+3 → 2H+ + S°+ 2Fe+2
再生部分:
配比溶液吸收氧氣:
1/2 O2 (g) + H2O ↔ 1/2 O2 (l) + H2O
亞鐵離子再生反應 (Fe+2)
1/2 O2 (l) + H2O + 2Fe+2 → 2OH- + 2Fe+3
再生部分總方程式
1/2 O2 (g) + H2O + 2Fe+2 → 2OH- + 2Fe+3
在水配比溶液中,亞鐵離子(Fe+2)和高鐵離子(Fe+3)都不能穩定存在,通常情況下容易經如下反應形成氫氧化鐵或硫化鐵沉淀:
Fe+3 + 3OH- → Fe(OH)3(s)
Fe+2 + S-2 → FeS (s)
為了阻止上述沉淀的產生,BLUER-PRO系統采用了一種獨特的螯合劑(XR-SR2),使得水配比液中的鐵能夠在寬泛的pH值范圍內保持穩定的離子狀態。螯合劑是一種有機化合物,它將金屬離子包裹在一個爪狀的結構中,使金屬離子與兩個或多個非金屬離子形成化學鍵。
酸氣的處理中伴隨著二氧化碳(CO2)氣體,尤其是隨著分壓的提高,降低pH值的副反應會隨之發生。二氧化碳易溶于水,會形成重碳酸鹽(HCO3-)和碳酸鹽(CO3-2),反應如下:
CO2 (g) + H2O (l) ↔ H2CO3 (l)
H2CO3 (l) ↔ H+ + HCO3-
HCO3- ↔ CO3-2 + H+
為了穩定配比溶液的pH值,需要在系統中加入如氫氧化鉀類的堿性物質,它與二氧化碳的反應入下:
CO2 (g) + H2O(l) ↔ H2CO3(液體)
H2CO3(液體) + 2KOH ↔ K2CO3 + 2H2O
K2CO3 + H2CO3 ↔ 2KHCO3
在加入KOH后,配比溶液中形成HCO3-——CO3-2緩沖平衡液,之后CO2就不在被吸收了,也不再消耗堿,但為了抑制一些副反應和補充隨硫磺餅損失掉的鹽,還需要添加少量的堿。
由于水配比溶液中,硫磺以顆粒狀存在,所以必須通過類似沉淀的方法進行固液分離。一般來說,硫磺在吸收塔中形成,在加入表面活性劑(XR-SR6)后,硫磺顆粒在水配比溶液中被潤濕。由于硫磺密度是水密度的大約兩倍,所以沉淀速度相對較快。最后生成硫磺從系統沉降分離出來。
BLUER-PRO工藝可設計用于處理各種含硫化氫氣體。在許多工業應用領域中可實現99.99%以上的H2S 去除率。這些領域涵蓋天然氣開采、石油提煉、生物氣處理、垃圾填埋沼氣處理、煉焦、地熱氣體發電、飲料業CO2氣體生產、潤滑油生產等等。
在這些工業生產中,需處理的氣體流量從幾個立方米到上萬立方米(工況下流量),每天產生的硫從0.2-25噸/天。系統處理的含硫氣體量從100ppmv 的H2S 到100%的H2S。
3.2 工藝特點
BLUER-PRO工藝具有傳統液相氧化催化法的所有優點,具體如下:
(1)硫化氫脫除率高,一步反應的脫除率達到99.99%以上,處理過的尾氣H2S濃度在可以在5ppm以下。
(2)應用范圍廣,可以處理各種含H2S氣體,選擇性高?! ?/span>
(3)操作彈性大,能夠適應原料氣中H2S濃度、原料氣流量從0-100%的大幅度波動變化?! ?/span>
(4)環境友好,沒有三廢產生?! ?/span>
(5)反應條件溫和,為液相、常溫常壓反應過程?!?/span>
(6)工藝簡單,開、停工及日常操作均簡單?!?/span>
(7)經濟性能高,占地面積小,投資費用少,日常運行成本低?! ?/span>
(8)安全性能高,系統不使用任何有毒的化學物質,硫磺產品中沒有H2S氣體?! ?/span>
(9)運行可靠,獨特的設計能夠保證無堵塞現象發生,保證長周期穩定運行。
(10)硫磺品質好,雜質少。