湿法螯合铁脱硫工艺简介

BLUER-PRO硫磺回收技术是烟台新瑞环保科技有限公司自主开发的液相氧化催化技术。采用螯合铁离子作为催化剂，在水溶液中发生如下总反应：

H2S + 1/2 O2 → H2O + S°

该反应可分为两部分：吸收过程和再生过程。

吸收部分 ：

配比溶液吸收H2S气体：

H2S (g) + H2O  ↔ H2S (l) + H2O

电离：

H2S (l) ↔ H⁺ + HS^-

高价铁离子(Fe+3)氧化二价硫：

HS^- + 2Fe⁺³ → 2Fe⁺² + H⁺ + S⁰   

吸收部分总方程式

H2S (l) + 2Fe⁺³ → 2H⁺ + S°+ 2Fe⁺²

再生部分:

配比溶液吸收氧气：

1/2 O₂ (g) + H₂O ↔ 1/2 O₂ (l) + H₂O

亚铁离子再生反应 (Fe⁺²)

1/2 O₂ (l) + H₂O + 2Fe⁺² → 2OH^- + 2Fe⁺³

再生部分总方程式

1/2 O₂ (g) + H₂O + 2Fe⁺² → 2OH^- + 2Fe⁺³

在水配比溶液中，亚铁离子（Fe⁺²）和高铁离子(Fe⁺³)都不能稳定存在，通常情况下容易经如下反应形成氢氧化铁或硫化铁沉淀：

Fe⁺³ + 3OH^- → Fe(OH)₃(s)

Fe⁺² + S^-2 → FeS (s)

为了阻止上述沉淀的产生，BLUER-PRO系统采用了一种独特的螯合剂（XR-SR2），使得水配比液中的铁能够在宽泛的pH值范围内保持稳定的离子状态。螯合剂是一种有机化合物，它将金属离子包裹在一个爪状的结构中，使金属离子与两个或多个非金属离子形成化学键。

酸气的处理中伴随着二氧化碳(CO₂)气体，尤其是随着分压的提高，降低pH值的副反应会随之发生。二氧化碳易溶于水，会形成重碳酸盐(HCO₃^-)和碳酸盐(CO₃^-2)，反应如下：

CO₂ (g) + H₂O (l) ↔ H₂CO₃ (l)

H₂CO₃ (l) ↔ H⁺ + HCO₃^-    

HCO₃^- ↔ CO₃^-2 + H⁺

为了稳定配比溶液的pH值，需要在系统中加入如氢氧化钾类的碱性物质，它与二氧化碳的反应入下：

CO₂ (g) + H₂O(l) ↔ H₂CO₃(液体)

H₂CO₃(液体) + 2KOH ↔ K₂CO₃ + 2H₂O

K₂CO₃ + H₂CO₃ ↔ 2KHCO₃

在加入KOH后，配比溶液中形成HCO₃^-——CO₃^-2缓冲平衡液，之后CO₂就不在被吸收了，也不再消耗碱，但为了抑制一些副反应和补充随硫磺饼损失掉的盐，还需要添加少量的碱。

由于水配比溶液中，硫磺以颗粒状存在，所以必须通过类似沉淀的方法进行固液分离。一般来说，硫磺在吸收塔中形成，在加入表面活性剂（XR-SR6）后，硫磺颗粒在水配比溶液中被润湿。由于硫磺密度是水密度的大约两倍，所以沉淀速度相对较快。最后生成硫磺从系统沉降分离出来。

BLUER-PRO工艺可设计用于处理各种含硫化氢气体。在许多工业应用领域中可实现99.99%以上的H2S 去除率。这些领域涵盖天然气开采、石油提炼、生物气处理、垃圾填埋沼气处理、炼焦、地热气体发电、饮料业CO2气体生产、润滑油生产等等。

在这些工业生产中，需处理的气体流量从几个立方米到上万立方米（工况下流量），每天产生的硫从0.2-25吨/天。系统处理的含硫气体量从100ppmv 的H₂S 到100%的H₂S。

3.2 工艺特点

BLUER-PRO工艺具有传统液相氧化催化法的所有优点，具体如下：

（1）硫化氢脱除率高，一步反应的脱除率达到99.99%以上，处理过的尾气H₂S浓度在可以在5ppm以下。

（2）应用范围广，可以处理各种含H₂S气体，选择性高。　　

（3）操作弹性大，能够适应原料气中H₂S浓度、原料气流量从0-100%的大幅度波动变化。　　

（4）环境友好，没有三废产生。　　

（5）反应条件温和，为液相、常温常压反应过程。　

（6）工艺简单，开、停工及日常操作均简单。　

（7）经济性能高，占地面积小，投资费用少，日常运行成本低。　　

（8）安全性能高，系统不使用任何有毒的化学物质，硫磺产品中没有H₂S气体。　　

（9）运行可靠，独特的设计能够保证无堵塞现象发生，保证长周期稳定运行。

（10）硫磺品质好，杂质少。