络合铁法脱硫技术.doc

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1、络合铁法脱硫技术陶骏200809101107（化学与环境工程学院B08091011武汉430056）摘耍简耍介绍络合铁脱硫技术原理、流程以及应用范围，归纳了国内外的应用现状和前景，提出了需要解决的技术难题。关键词脱硫络合铁法工艺流程1•引言工业原料气和工业废气中的H2S能引起设备腐蚀和催化剂中毒，导致生产成本增加和产品质量下降;如不经处理排放到大气屮，会带来严重的环境问题，直接威胁人类的生存与发展。研究开发H2S的高效脱除技术已成为世界各国关注的热点。2.1概述在各种脱H2S气体的方法中，采用络合铁液

2、相氧化法的工业化装置越来越多。20世纪60年代以来不断有专利发布，冃前仍然是十分活跃的研究方向。络合铁脱硫技术是一种以铁为催化剂的湿式氧化还原脱除硫化物的方法，它的特点是吸收剂无毒、能一步将H2S转变成元素S,H2S的脱除率可达99%以上。络合铁脱硫技术适用于H2S浓度较低或H2S浓度较高但气体流量不大的场合。在硫产量&t;20td时，该工艺的设备投资和操作费用具有明显优势，更重要的优点是该工艺在脱除硫化物过程屮，几乎不受气源中CO2含量的影响而能达到非常高的净化度。络合铁法处理H2S含量低的气体还有

3、其它显著的优点:集脱硫与硫磺冋收为一体，吸收与再生均可在常温下进行;H2S转化为硫氧化物的副反应少。2.2应用范围络合铁脱硫工艺，可广泛应用于如下含硫气体的脱硫：（1）各种含硫化氢废气。（2）炼厂气、天然气。（3）胺法、低温甲醇洗、Selexol尾气和克劳斯尾气。（4）煤气化装置及合成氨厂工艺气体。2.3基本原理络合铁法脱硫的基木原理是，H2S在碱性溶液中被Fe3+的络合物Fe3+Ln氧化成单质硫，而本身被H2S还原成Fe2+Ln,然后用空气氧化再生,生成Fe3+Ln?循环使用，其反应为■■总反应是：

4、根据络合铁法的反应原理，由于配体的存在，不但增加了铁离子的溶解性，而且提高了铁离子的稳定性。2.4模拟试验流程图模拟试验流程见附图。从配气罐来的试验气体，在常温下进入吸收塔（1）与脱硫液逆流接触，脱除了硫化物的净化气经冷却，分离夹带的脱硫液，分析气体组成后放空；吸收了硫化物的富液，从吸收塔底部流出，进入再生塔（6）,与空气并流接触再生，将溶液中的Fe2+转变成Fe3+,再生液经离心机（刀分离硫磺后进入溶液贮槽（8）,由贫液泵（4）加压打入吸收塔屮循环吸收。2.5国外发展进程国外络合铁脱硫技术发展很快，

5、近年来在改进溶剂配方,优化流程及装置配置方面做了大量工作，取得了明显进展。国外研究较多的Lo-Cat工艺是美国WheelabratorCleanAirSystem,Inc.的专利技术，用乙二胺四乙酸(EDTA)与多聚糖复合成双组分络合剂,并加入ARI-301催化剂。根据酸性气体来源和净化要求的不同,Lo-Cat工艺有常规型、自循环型、水系催化剂和Lo-Cat&等不同的流程模式’具有气体净化度高、产品硫磺质量好、能耗低、应用范围广、操作弹性大、易于操作和控制的特点，在室温下操作，脱硫效率可高达9

6、999%,是目前国外使用较多的一种方法,2001年，国外有125个工厂使用该技术。法国LeGazIntegralEnterprise开发了以EDTA为配体的专利技术Sulfint法。ShellOiI和DowChemical公司开发了Sulferox法，该法的关键技术在于配体，它允许使用高浓度的络合铁溶液,因而能降低溶液的循环量，还可以脱除气体中的冇机硫。2.6国内发展进程国内对络合铁法脱硫过程也进行了较多的研究，开发了用氨为吸收剂，以磺基水扬酸为配体的FD法;以轻基乙川二麟酸(HEDP)和氨三乙酸(N

7、TA)为配体的HEDP-NTA络合铁法；研究了以三乙醇胺(TEA)作为Fe3+的络合剂和吸收剂，以柠檬酸作为Fe2+的络合剂的二元络合体系；文献报道了提高EDTA稳定性的改良方法；此外还有龙胆酸作为配体的方法;专利提出了在碱性水溶液中以络合铁和酚类物质为催化剂的脱碳、脱硫、脱氧技术，再生过程中Fe2+在酚类物质作用下容易被氧化成Fe3+,再生彻底，克服了其他方法Fe2+转变成Fe3+难度大的缺点，脫硫效率高，但溶液组成不稳定，铁离子损耗大。2.7前景展槊深入的研究。结果表明，H2S首先形成多硫化物,然

8、后向单质硫转变，此过程屮形成的多硫化物Sx2・，是线形易变的多原子化合物，容易在水屮分解成单质硫，碱性越强，越有利于单质硫的析出，如果在酸性条件下操作,可能会发生较多的副反应。配体的稳定性也一直是人们关注的热点。以胺基多竣酸为配体的铁络合物已经广泛应用于工业过程，其缺点是配体易降解。一般认为，配体的降解是由于再生过程中形成的过氧化物(和/或自由基)对配体的攻击造成的，属于氧化降解，加入抗氧化剂、缓冲剂和自由基清除剂能提高络合铁的稳定性。另外一个提高配体稳