[發(fā)明專利]一種加速催化硫化氫和氧反應(yīng)生成單質(zhì)硫的技術(shù)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010513342.5
• 申請(qǐng)日: 2010-10-21
• 公開（公告）號(hào): CN102452643A
• 公開（公告）日: 2012-05-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李紅玉;王玉建
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 李紅玉
• 主分類號(hào): C01B17/04
• 分類號(hào): C01B17/04;B01D53/84;B01D53/90;B01D53/52
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種加速催化硫化氫和氧反應(yīng)生成單質(zhì)硫的技術(shù)。具體地說是一種以嗜酸性鐵氧化細(xì)菌為催化劑的加速催化硫化氫和氧反應(yīng)生成單質(zhì)硫的技術(shù)，屬于氣體凈化技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

硫化氫（hydrogen?sulfide）是具有刺激性和窒息性的無色劇毒氣體，硫化氫和氧氣的反應(yīng)產(chǎn)生單質(zhì)硫這一過程在工業(yè)生產(chǎn)中具有重要價(jià)值，即：

????????????H₂S?+?O₂=?S↓+?H₂O???????????????????①

利用該反應(yīng)可以有效凈化氣體中的硫化氫污染，同時(shí)也可以生產(chǎn)高純度硫磺，然而，在常規(guī)條件下，該反應(yīng)速率極為緩慢，無法滿足實(shí)際工業(yè)的需要。

為了加速該反應(yīng)步驟，目前普遍采用的是克勞斯反應(yīng)技術(shù)，其技術(shù)原理如下：

????????????H₂S?+?O₂=?SO₂+?H₂O??????????????????②

????????????SO₂+?2H₂S?=?3S↓+?2H₂O????????????③

即硫化氫先和氧氣燃燒生成二氧化硫，然后生成的二氧化硫和硫化氫在120-150℃的高溫條件和催化劑的作用下，生成單質(zhì)硫。然而該反應(yīng)操作條件苛刻，催化劑價(jià)格昂貴，對(duì)設(shè)備有較大的腐蝕，并且處理過程復(fù)雜，設(shè)備的投資額和運(yùn)行費(fèi)用高。盡管大量的學(xué)者對(duì)克勞斯反應(yīng)及催化劑進(jìn)行了很多的研究（200810047108.0一種克勞斯尾氣加氫脫硫催化劑快速評(píng)價(jià)的反應(yīng)系統(tǒng)；200810022175.7內(nèi)外水冷克勞斯尾氣回收硫磺并達(dá)標(biāo)排放的工藝；200710049014.2改良低溫克勞斯硫磺回收方法；200710052787.6一種鎳基克勞斯尾氣加氫催化劑及其共沉淀制備方法；200710052788.0一種鎳基克勞斯尾氣加氫催化劑及其制備方法；200710111295.X一種含酸性氣體的克勞斯硫磺回收催化劑及制備方法），?然而其高費(fèi)用、高能耗、操作條件苛刻等一直是克勞斯反應(yīng)的瓶頸。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有的克勞斯反應(yīng)的技術(shù)缺陷，本發(fā)明提供一種新的加速催化硫化氫和氧反應(yīng)生成單質(zhì)硫的技術(shù)。該技術(shù)采用固定化的氧化亞鐵鉤端螺旋菌（Leptospirillum?ferrooxidans）、氧化亞鐵硫桿菌（Acidithiobacillus?ferroxidans）等嗜酸性鐵氧化細(xì)菌作為生物催化劑，這些嗜酸性鐵氧化細(xì)菌能夠?qū)⑺嵝原h(huán)境中的Fe²⁺轉(zhuǎn)變?yōu)镕e³⁺，獲得維持其生長的能量。兩種價(jià)態(tài)的鐵離子可以作為反應(yīng)中介，加速硫化氫和氧反應(yīng)產(chǎn)生硫磺，其反應(yīng)機(jī)理如下:

???2FeSO₄+1/2O₂+H₂SO₄→Fe₂(SO₄)₃+H₂O?????????④（嗜酸性鐵氧化細(xì)菌催化）

???H₂S+Fe₂(SO₄)₃→Fe₂(SO₄)₃+H₂SO₄+S↓???????????⑤??

總反應(yīng)，即：

???H₂S?+?O₂=?S↓+?H₂O??????????????????????????????????????①