硫化氫廢氣處理新方法探討

劉曉華

摘 ?要：硫化氫作為環境污染中的一種有毒物質，近年來各國學者在其廢氣處理方面的研究不斷深入，并先后出現了硫化氫廢氣的處理方法。該文將從硫化氫氣體的基本特征入手，通過對硫化氫氣體處理的重要性分析，對當前應用較廣的硫化氫氣體廢氣處理方法和前沿技術等進行深入研究。

關鍵詞：硫化氫 ?廢氣 ?處理 ?方法

中圖分類號：X701 ? 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2019）11（a）-0061-02

1 ?硫化氫廢氣的基本特征及加大處理的重要性

1.1 硫化氫廢氣的基本特征

硫化氫廢氣的產生來自多個行業，主要包括天然氣的凈化、石油煉制、煤氣廠、污水處理廠和造紙廠等，這種氣體具有無色、有刺激性氣味、揮發快的特點。

1.2 加強對硫化氫廢氣處理的重要性

在化工企業當中，對硫化氫氣體進行凈化和吸收是一種重要工藝。如果不能對其進行及時處理，會產生嚴重的后果，硫化氫被稱為是一種神經毒物，對人體的侵害方式多從呼吸道進入，吸入過量會造成人體中毒。當硫化氫濃度不高時，人的眼睛會產生刺痛、流淚的不適感，嚴重時還會引發嘔吐反應，或者肺水腫、肺炎等也是一種高發癥狀。當硫化氫的濃度較高時，會致使人體出現昏迷、窒息。

需要注意的是，硫化氫氣體的中毒還包括急性和慢性兩種，其中急性中毒會使人體伴有頭痛、智力下降等后遺癥，這也就意味著，在我們的日常生活和工作的環境中，去除硫化氫氣體是非常重要的。

2 ?當前較為常用的硫化氫廢氣處理方法

當前，在硫化氫廢氣處理過程中，較為常用的方法主要為吸收法、氧化法和活性炭吸附法3種，其中包括物理吸收法和化學吸收法。

2.1 吸收法

第一，物理吸收法。主要是通過有機溶劑的方法完成對硫化氫的吸收。常用的溶劑包括冷甲醛、碳酸丙烯酯、N-甲基-2-吡咯烷酮等，這些溶劑還能吸收其他酸性氣體。采用此處理方法的優點在于：操作便捷、對周圍環境的溫度沒有特定要求，其不足在于不能對所有硫化氫氣體進行處理，只適用于硫化氫含量較高的氣體。第二，化學吸收法。化學吸收法主要是利用pH=7～11的強堿弱酸進行。較為常用的方法包括3種：一是乙醇胺法。即通過乙醇胺會和酸性氣體產生化學反應生成鹽類的低溫吸收、高溫解收的性質，將氣體中所含有的硫化氫等酸性氣體去除，由于乙醇溶液采購價格相對較低，且反應效果好，具有較高的穩定性，回收利用價值高，因而在工廠廢氣處理中的應用較為廣泛，其缺點在于，乙醇胺法反應中需要較高的蒸氣壓，且溶液耗損大，因而工廠在處理完硫化氫氣體的過程中還會通過水洗法的方式，將氣流中的胺進行回收。二是氨水吸收法。此種處理方法對反應設備要求不高，材料的價格也經濟實惠，特別是氨廠和焦化廠中更為適用，其不足就在于脫硫效率相對較差。三是碳酸鈉酸堿鹽溶液法。這種處理方法主要是利用強堿弱酸鹽溶液呈堿性的反應原理，將其中的酸性氣體中和，具有穩定性強、處理設備要求不高、經濟成本支出低的優點，不足在于碳酸鈉變成重碳酸鈉溶液的過程中吸收率下滑。

2.2 氧化法

氧化法主要包括干氧化法、濕法氧化法兩種類型。

干氧化法主要包括：第一，克勞斯法。該方法是1883年英國人發明的，此方法能將硫化氫轉化成硫磺，在脫硫中對含有硫化氫的氣體進行回收，在減少空氣污染方面成果顯著。由于這種脫硫方法的回硫純度高達99%，因此在天然氣加工和石油加工行業中較為常用，這也是當前硫酸生產的一個主要方式，只是當前脫硫技術日趨先進。第二，氧化鐵脫硫法。這也是一種比較經典的脫硫方法，具有工藝簡單、能耗低的特點，在城市燃氣脫硫中更為常用，采用此方法的脫硫劑多選用氧化鐵，如選用赤泥進行脫硫，其鐵的活性會大增，且使用壽命更長，優于人工氧化鐵和沼澤鐵。特別是在高溫煤氣脫硫處理中，選用赤泥作為氧化劑會在其表層發生化學反應，并在反應中因動力學原理而不斷擴散移動，進而增大其擴散活化性能。第三，復合鋅脫硫法。經研究表明，氧化鋅的脫硫能力也很好，但由于其自身特性，當處于高溫環境中時，氧化鋅還會發生還原反應，并發生氣化，因而在實際的脫硫應用中，又開發出了穩定性相對較高的鐵酸鋅復合金屬脫硫劑。

濕法氧化法則包括氧化鐵懸浮液吸收法、有機催化劑氧化法和砷堿法等幾種類型。其中氧化鐵懸浮液吸收法最為常用。而有機催化劑氧化法的催化劑多選用鹽來完成，而砷堿法則是一種比較傳統的方法，多在原料氣體的脫硫中使用。其成分為Na4As2S5O2，脫硫效果非常好，但由于砷本身含有毒性，因而現在基本已被取代。

2.3 活性炭吸附法

活性炭吸附法，是利用活性炭這種固體脫硫劑對硫化氫進行氧化脫硫并將其吸附住的過程。在濃度交底的硫化氫處理中效果更好、速度更快，加之其具有工藝簡單、操作溫度環境要求不高的特點，因而在輕工業和化工業中較為常用。由于活性炭脫硫需要在有氧狀態下進行，因而它在歷經一系列反應后的反應活性和脫硫量都會大增，這一點已經被有關學者得以證實。但其不足在于活性炭的采購成本高、耗損量大、再利用水平低、硬度差等，在考慮到我國的基本國情和當前技術的情況下，這種脫硫方法在國內并不適宜大范圍推廣應用。

3 ?硫化氫廢氣處理新技術展望

近年來，隨著新技術手段的日益更新，在硫化氫廢氣處理中的技術方法也在推陳出新，生物處理法和微波法等也都取得了一定的研究和應用進展。如在低濃度惡臭氣體的處理方面，生物處理法取得了非常大的進展，由于該方法操作簡單、成本低廉、效果顯著，因而在這些方面的研究也在不斷深入。

3.1 生物處理法

生物處理法是近幾年來興起的一種脫硫技術，目前國內的昆明理工大學、同濟大學都是率先發起生物脫硫應用研究的。在這種方法應用中主要采用生物膜法和生物過濾法兩種類型下面以生物膜法為例加以說明。在低濃度的硫化氫廢氣處理過程中，進氣負荷、液體噴淋量、氣體流量、pH值和填料材質等都會對硫化處理效果產生較大影響。即當進氣負荷小的情況下，生物膜上的微生物對硫化氫的處理效果要好，凈化速度也會非常快，但當濃度高時，生物膜上的微生物則會產生缺氧現象，如果不斷填料也不能提升其去除率，則表明生物膜填料塔已經達到最大生化值的極限。

3.2 微波法

微波法是利用微波的特性，在分子內部激發出H2S分子，以提升分子能級，實現快速去除硫化氫的一種新型處理技術方法。此前，相關研究者對此進行了研究，實驗研究表明：在微波作用下，選用硫化亞鐵作為催化反應劑，可以將硫化氫廢氣分解成氫氣和硫磺。而硫化亞鐵在微波過程中，可在較短時間內就完成分解轉化，轉化率高達95%。研究證實：這種微波處理硫化氫廢氣的處理方法在天然氣廢氣處理中較為實用，所分解出的產品可當作染料或煉制油品，其二次利用價值大大提升。

4 ?結語

綜上，國內外硫化氫的處理技術日漸成熟，除了上述兩種硫化氫廢氣處理新方法外，生物滴濾法、分子篩選法、膜分離法等也都取得了不錯的研究進展。但綜合來說，無論是生物處理法、化學處理法還是生物處理法，在具體的應用中都還存在一些不足。特別是在人類環保意識不斷提高的新時代，如何加大開發硫化氫處理新方法，消除二次污染還將是今后研究的重中之重。

參考文獻

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