廢氣治理中硫化氫凈化技術(shù)分析

汪翼

（蘇州市環(huán)境科學(xué)研究所 江蘇蘇州 215007）

廢氣治理中硫化氫凈化技術(shù)分析

汪翼

（蘇州市環(huán)境科學(xué)研究所 江蘇蘇州 215007）

硫化氫廢氣常規(guī)凈化方式有吸附法以及氧化法和吸收法三種。目前，新技術(shù)的研發(fā)使得硫化氫廢氣處理有了生物法、電化法以及臭氧氧化法等幾種，本文相信論述了生物法凈化工藝。生物法凈化工藝主要針對(duì)濃度較大的硫化氫廢氣，不僅無(wú)副產(chǎn)物且操作簡(jiǎn)單沒(méi)有形成二次污染，發(fā)展前景較為廣闊。

廢氣治理；硫化氫廢氣；廢氣凈化技術(shù)

作為一種有毒氣體。硫化氫主要產(chǎn)生于工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程，也存在生態(tài)環(huán)境中自然腐敗過(guò)程。工業(yè)產(chǎn)生的硫化氫主要以合成氨工業(yè)、造紙廠、燃?xì)庵圃煲约拔鬯幚韽S為主。硫化氫不僅能企業(yè)管路腐蝕，還能引發(fā)催化劑中毒，嚴(yán)重威脅人類生命健康。隨著環(huán)保意識(shí)的不斷提升，國(guó)家也制定了相對(duì)應(yīng)的排放標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行嚴(yán)格控制。硫化氫廢氣處里方式多種多樣。近年來(lái)主要以生物法以及分解法等新技術(shù)為主。

1 硫化氫處理技術(shù)現(xiàn)狀

1.1 干氧化法

1.1.1 克勞斯法

是1883年英國(guó)人發(fā)明的將硫化氫轉(zhuǎn)化成硫磺的方式。被廣泛應(yīng)用于天然氣加工以及石油加工等領(lǐng)域。在脫硫過(guò)程中回收喊硫化氫的氣體，解決廢氣造成的大氣污染問(wèn)題。此方法的回硫純度能達(dá)到99%，是生產(chǎn)硫酸的重要資源之一。近年來(lái)，選擇氧化H2S元素硫的技術(shù)有了很大的進(jìn)展。

1.1.2 氧化鐵脫硫法

作為行之有效的經(jīng)典脫硫方式，不僅操作簡(jiǎn)單且工藝能耗較低，被廣泛用于城市燃?xì)饷摿颉Ｃ摿騽┑闹饕煞譃檠趸F。其中，以赤泥作為脫硫劑，會(huì)含有較高的活性鐵，使用壽命相對(duì)于人工氧化鐵以及沼澤鐵而言要周期較長(zhǎng)。以赤泥作為主要原料進(jìn)行氧化鐵高溫煤氣脫硫，存在表面化學(xué)反應(yīng)擴(kuò)散并轉(zhuǎn)移向動(dòng)力學(xué)過(guò)程，且擴(kuò)散活化能較大。

1.1.3 復(fù)合鋅脫硫法

有研究證實(shí)，氧化鋅具有一定的脫硫能力。但由于再生能力與硫化動(dòng)力學(xué)較慢，氧化鋅在高溫環(huán)境下會(huì)還原成鋅容易氣化。因此，開發(fā)出復(fù)合金屬脫硫劑，鐵酸鋅就是鋅復(fù)合脫硫劑的一種。

1.1.4 錳礦法

天然錳中含有90%左右的二氧化錳，脫硫過(guò)程中將四價(jià)猛還原成二價(jià)錳具有一定的脫硫能力。其機(jī)理是將有機(jī)硫轉(zhuǎn)化能硫化氫，然后以你煩的方式進(jìn)行脫硫，其公式為[1]。操作溫度為400℃，但錳礦脫硫劑在飽和后廢棄。

1.2 濕法氧化法

濕法氧化法主要有氧化鐵懸浮液吸收法、有機(jī)催化劑氧化法以及砷堿法三種。具有代表性的為氧化鐵懸浮液吸收法。以鹽作為氧化或催化載體的堿性溶液，使得氧化硫轉(zhuǎn)化為硫的方式被稱作有機(jī)催化劑氧化法。砷堿法以含砷的堿性溶液為主，是較為傳統(tǒng)的方式之一，被廣泛應(yīng)用于原料氣體的脫硫過(guò)程中。主要成分為Na4As2S502[2]。此方式脫硫效果顯著，砷是有毒物質(zhì)，已經(jīng)逐漸取締使用。

1.3 吸收法

1.3.1 化學(xué)吸收法

化學(xué)吸收法主要以強(qiáng)堿性溶液為吸收劑，常用方法有鹽酸納法、乙醇胺法等。該方法的主要優(yōu)勢(shì)在于設(shè)備和操作較為簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)投入小。但缺點(diǎn)在于部分碳酸鈉變成重碳酸鈉而導(dǎo)致一部分硫酸鹽被消耗吸收效率降低。

1.3.2 物理吸收法

目前，主要以有機(jī)溶劑吸收為主?？头嘶瘜W(xué)吸收的不經(jīng)濟(jì)性等問(wèn)題。但對(duì)硫化氫氣體濃度要求較高。在處理過(guò)程中，按照純度要求，將殘留的硫化氫進(jìn)行化學(xué)吸收發(fā)處理。常用的物理吸收法以碳酸丙烯酯和冷甲醛法為主。

2 硫化氫處理技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

近年來(lái)，隨著新技術(shù)的手段的不斷開發(fā)，處理低濃度惡臭氣體的主要發(fā)展趨勢(shì)向生物法靠攏。生物法不僅操作簡(jiǎn)單且費(fèi)用和投資較低。作為近年來(lái)出現(xiàn)的新型脫硫工藝，具有一定的溶解氧控制能力，但在工藝和提高單質(zhì)硫產(chǎn)率方面仍需要不斷深入研究?jī)?yōu)化。

2.1 生物膜法

通常情況下，以吸收生物膜摸摸性描述生物膜降解。我國(guó)學(xué)者黃兵和孫佩石等人在研究中發(fā)現(xiàn)，通過(guò)生物膜模型數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)得到的賜福生物模型的動(dòng)力學(xué)公式表明，凈化硫化氫的菌群主要以脫硫桿菌為主。生物膜在低濃度硫化氫凈化過(guò)程中，主要一下幾種影響因素：液體噴淋量、進(jìn)氣負(fù)荷、pH值等。當(dāng)近氣負(fù)荷較小的時(shí)候，微生物能在生物膜上進(jìn)行高質(zhì)量硫化氫氣體降解，進(jìn)氣負(fù)荷越大凈化效果越好。但是，當(dāng)負(fù)荷達(dá)到一定程度時(shí)，污染物的濃度高氧會(huì)被生物膜消耗，靠近填料的生物膜不能有效利用硫化氫，這說(shuō)明填料塔已經(jīng)達(dá)到除率臨近值。

2.2 生物過(guò)濾法

將濾料裝填在濾塔中，在氣體從濾床經(jīng)過(guò)時(shí)，硫化氫會(huì)被生物膜吸收并被微生物代謝。其中H2S氣體的出去效率與污染物反應(yīng)速率有直接關(guān)系。生物過(guò)濾式用過(guò)去除污染物，通過(guò)生物吸附的方式完成濾化過(guò)程。

2.3 生物活性炭法

利用活性炭的生物能力，進(jìn)行硫化氫處理。一般經(jīng)過(guò)以下步驟：（1）硫化氫廢氣從氣模進(jìn)入液膜；（2）溶液中的硫化氫被擴(kuò)散到生物膜并被吸收捕獲；（3）硫化氫在進(jìn)入微生物細(xì)胞內(nèi)后，被代謝過(guò)程分解，在經(jīng)過(guò)臭氧去除臭味雜質(zhì)。其原理是利用催化劑及臭氧或紫外線照射下進(jìn)行分解，既有極強(qiáng)的氧化性，使得硫化氫等氣體變成無(wú)臭物質(zhì)。影響凈化效果的主要因素為氧化劑種類和臭氧濃度。對(duì)硫因此，提高臭氧濃度會(huì)造成一定程度的能量消耗。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，生物法是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的新型脫硫工藝，主要用于濃度較低的硫化氫廢氣，與傳統(tǒng)工藝相比，生物法的運(yùn)行費(fèi)用低且操作簡(jiǎn)單能有效避免二次污染，具有一定的經(jīng)濟(jì)性。如今，隨著環(huán)保理念的不斷加重，有關(guān)硫化氫廢氣處理技術(shù)也逐漸被人們所鬼按住，新技術(shù)相比傳統(tǒng)技術(shù)無(wú)論是處理效果還是操作程度以及經(jīng)濟(jì)效益方面都有一定的優(yōu)越性，適合在廢氣處理領(lǐng)域發(fā)展。

[1]朱勝杰,鄒兵,姜素霞.硫化氫清除凈化方法研究進(jìn)展[J].山東化工，2011，09(01)：191-196.

[2]吳紅應(yīng)，董放戰(zhàn)，牛利民.硫化氫廢氣處理新方法研究[J].無(wú)機(jī)鹽工業(yè)，2010，06(10)：162-166.