[發明專利]一種脫除含還原性硫的氣體中的硫的方法

無效

• 申請號: 201010261028.2
• 申請日: 2010-08-23
• 公開（公告）號: CN102371109A
• 公開（公告）日: 2012-03-14
• 發明（設計）人: 李云龍;童揚傳;朱純峰;王媛
• 申請（專利權）人: 北京思踐通科技發展有限公司
• 主分類號: B01D53/75
• 分類號: B01D53/75;B01D53/78;B01D53/84;B01D53/48;B01D53/52;C01B17/05
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 陳小蓮;王鳳桐

技術領域

本發明涉及一種脫除含還原性硫的氣體中的硫的方法。

背景技術

硫化氫是一種有毒有害氣體，直接排放到大氣中會污染環境，危害人類健康。其中，化工原料和燃料中的硫化氫會在合成或燃燒過程中轉變為二氧化硫，二氧化硫的排放會同樣造成嚴重的環境污染。隨著環保法規的日趨嚴格，尋求控制各種化工原料、燃料、廢氣和尾氣中的硫化氫含量將顯得日益重要。

目前，脫除氣體中硫(例如，硫化氫)的方法有很多，如Claus法、液相催化氧化法、生物氧化法等。

Claus法要求硫化氫濃度不低于30％，一般需要用其他方法吸收氣體中的硫化氫并濃縮，如使用烷基醇胺法吸收硫化氫后，集中再生并釋放硫化氫達到提濃的目的，通常設備投資較大，在大型煉廠和天然氣廠使用較多。

液相催化氧化法需要使用催化劑(如絡合鐵催化劑)，利用碳酸鈉或碳酸鉀堿性溶液吸收氣體中的硫化氫，通過三價鐵離子將硫離子氧化變成硫磺，自身被還原成二價鐵離子，失去氧化能力，隨后通入空氣將二價鐵絡合離子氧化成三價鐵絡合離子使其氧化能力得到再生，但是使用過程中會有相當量的廢液排放，其中的絡合離子非常難以降解，會造成環境污染。

生物氧化法是通過使用能夠吸收硫化氫的堿性緩沖液吸收氣體流中的硫化氫，之后將吸收了硫化氫的堿性緩沖液引入生物反應器，在硫化物氧化硫桿菌的作用下將硫化物氧化為固體硫。

例如，CN1238711A公開了一種從氣體物流中除去包括硫化氫、羰基硫化物和二硫化碳的硫化物的方法，其中，該方法利用含水的洗液洗滌氣體，并在電子受體存在的條件下利用硫化物氧化硫桿細菌處理洗液，以便將處理過的洗液重新使用。其中，洗滌步驟和生物處理步驟在同一反應器中進行，以硝酸根作為電子受體。但該方法存在的問題是：部分的還原性硫化物被過氧化形成相當數量的硫酸根，隨著設備的循環運行，硫酸根將不斷累積，這將會降低硫桿菌的活性，影響設備的平穩運行。

此外，CN100418614C也公開了一種從包括H₂S和硫醇化合物的氣流中脫除H₂S和硫醇的方法，該方法包括以下步驟：(a)通過使氣流在H₂S-脫除區段中與第一水性堿洗滌液接觸而從氣流中脫除H₂S，獲得貧H₂S的氣流和包括硫化物的水流；(b)通過使貧H₂S的氣流在硫醇-脫除區段中與第二水性堿洗滌液接觸而從步驟(a)獲得的貧H₂S的氣流中脫除硫醇，獲得貧硫醇的氣流和包括硫醇鹽的水流；(c)在氧存在下，于氧化反應器中，使由步驟(a)和步驟(b)獲得的包括硫化物和硫醇鹽的合并水流與氧化硫化物的細菌接觸，獲得硫於漿和再生的水性堿洗滌液；(d)從再生的水性堿洗滌液中分離至少部分在步驟(c)中獲得的硫於漿；和(e)將再生的水性堿洗滌液再循環到步驟(a)的H₂S脫除區段和步驟(b)的硫醇脫除區段中。該方法也存在部分硫化物被氧化為硫酸根的問題，隨著設備的循環運行，硫酸根將不斷累積，這將會降低硫桿菌的活性，影響設備的平穩運行。而且由于脫除硫化氫所用緩沖溶液pH太低，無法吸收硫醇，使得該發明需要增加另外一個高堿吸收塔來專門吸收硫醇，造成工藝復雜。

在現有的脫除含還原性硫的氣體中的硫的方法中，由于硫化物生物氧化過程中不可避免的會產生硫酸根離子，隨著脫硫液的持續循環使用，硫酸根離子將會在脫硫液中不斷累積。為了滿足微生物生長、繁殖和脫硫活性的需要，通常需要控制脫硫液的總鹽濃度不超過10％，pH值不超過10，而其中硫酸根的累積必將擠占和稀釋脫硫洗滌液中緩沖鹽溶液的濃度，使得單位脫硫液吸收硫化氫等還原性硫化物的能力下降。更嚴重的是，當硫酸根累積到一定程度時，脫硫液將失去脫硫能力。在現有的脫除硫化氫的方法中，通過排放部分脫硫液和補充新鮮堿液的方法，來稀釋硫酸根在脫硫液中所占的比例。據測算，對500噸/小時循環量的生物脫硫設備來說，含硫酸根脫硫液的排放量達到1-2噸/小時，且脫硫液中硫酸鹽的濃度為碳酸(氫)鹽總濃度的5倍以上，嚴重限制了單位脫硫液吸收硫含量的能力。因此通過排放部分系統脫硫液和補充新鮮堿液的方法只能在一定程度上起到稀釋脫硫液中硫酸根濃度的作用，而達不到控制脫硫液中的硫酸根含量目的。而且通過排放大量脫硫液來控制硫酸根離子濃度顯然也是不現實的。通常，為了達到預定的脫硫效果，只能通過增加液/氣比、加大液體循環量的方式來實現，從而造成設備體積增大、占地面積加大、投資增大，而且運行過程中的能耗加大、操作成本提高。因此，這種方法也不經濟。