劉曉華

摘 ?要：硫化氫作為環(huán)境污染中的一種有毒物質(zhì)，近年來(lái)各國(guó)學(xué)者在其廢氣處理方面的研究不斷深入，并先后出現(xiàn)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(guò)對(duì)硫化氫氣體處理的重要性分析，對(duì)當(dāng)前應(yīng)用較廣的硫化氫氣體廢氣處理方法和前沿技術(shù)等進(jìn)行深入研究。

關(guān)鍵詞：硫化氫 ?廢氣 ?處理 ?方法

中圖分類號(hào)：X701 ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：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(chǎn)生來(lái)自多個(gè)行業(yè)，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(wú)色、有刺激性氣味、揮發(fā)快的特點(diǎn)。

1.2 加強(qiáng)對(duì)硫化氫廢氣處理的重要性

在化工企業(yè)當(dāng)中，對(duì)硫化氫氣體進(jìn)行凈化和吸收是一種重要工藝。如果不能對(duì)其進(jìn)行及時(shí)處理，會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的后果，硫化氫被稱為是一種神經(jīng)毒物，對(duì)人體的侵害方式多從呼吸道進(jìn)入，吸入過(guò)量會(huì)造成人體中毒。當(dāng)硫化氫濃度不高時(shí)，人的眼睛會(huì)產(chǎn)生刺痛、流淚的不適感，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)引發(fā)嘔吐反應(yīng)，或者肺水腫、肺炎等也是一種高發(fā)癥狀。當(dāng)硫化氫的濃度較高時(shí)，會(huì)致使人體出現(xiàn)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(huì)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(huán)境中，去除硫化氫氣體是非常重要的。

2 ?當(dāng)前較為常用的硫化氫廢氣處理方法

當(dāng)前，在硫化氫廢氣處理過(guò)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(xué)吸收法。

2.1 吸收法

第一，物理吸收法。主要是通過(guò)有機(jī)溶劑的方法完成對(duì)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(yōu)點(diǎn)在于：操作便捷、對(duì)周圍環(huán)境的溫度沒(méi)有特定要求，其不足在于不能對(duì)所有硫化氫氣體進(jìn)行處理，只適用于硫化氫含量較高的氣體。第二，化學(xué)吸收法。化學(xué)吸收法主要是利用pH=7～11的強(qiáng)堿弱酸進(jìn)行。較為常用的方法包括3種：一是乙醇胺法。即通過(guò)乙醇胺會(huì)和酸性氣體產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)生成鹽類的低溫吸收、高溫解收的性質(zhì)，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(gòu)價(jià)格相對(duì)較低，且反應(yīng)效果好，具有較高的穩(wěn)定性，回收利用價(jià)值高，因而在工廠廢氣處理中的應(yīng)用較為廣泛，其缺點(diǎn)在于，乙醇胺法反應(yīng)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(guò)程中還會(huì)通過(guò)水洗法的方式，將氣流中的胺進(jìn)行回收。二是氨水吸收法。此種處理方法對(duì)反應(yīng)設(shè)備要求不高，材料的價(jià)格也經(jīng)濟(jì)實(shí)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(duì)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(qiáng)堿弱酸鹽溶液呈堿性的反應(yīng)原理，將其中的酸性氣體中和，具有穩(wěn)定性強(qiáng)、處理設(shè)備要求不高、經(jīng)濟(jì)成本支出低的優(yōu)點(diǎn)，不足在于碳酸鈉變成重碳酸鈉溶液的過(guò)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(guó)人發(fā)明的，此方法能將硫化氫轉(zhuǎn)化成硫磺，在脫硫中對(duì)含有硫化氫的氣體進(jìn)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(dá)99%，因此在天然氣加工和石油加工行業(yè)中較為常用，這也是當(dāng)前硫酸生產(chǎn)的一個(gè)主要方式，只是當(dāng)前脫硫技術(shù)日趨先進(jìn)。第二，氧化鐵脫硫法。這也是一種比較經(jīng)典的脫硫方法，具有工藝簡(jiǎn)單、能耗低的特點(diǎn)，在城市燃?xì)饷摿蛑懈鼮槌Ｓ?，采用此方法的脫硫劑多選用氧化鐵，如選用赤泥進(jìn)行脫硫，其鐵的活性會(huì)大增，且使用壽命更長(zhǎng)，優(yōu)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(huì)在其表層發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，并在反應(yīng)中因動(dòng)力學(xué)原理而不斷擴(kuò)散移動(dòng)，進(jìn)而增大其擴(kuò)散活化性能。第三，復(fù)合鋅脫硫法。經(jīng)研究表明，氧化鋅的脫硫能力也很好，但由于其自身特性，當(dāng)處于高溫環(huán)境中時(shí)，氧化鋅還會(huì)發(fā)生還原反應(yīng)，并發(fā)生氣化，因而在實(shí)際的脫硫應(yīng)用中，又開(kāi)發(fā)出了穩(wěn)定性相對(duì)較高的鐵酸鋅復(fù)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(jī)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(jī)催化劑氧化法的催化劑多選用鹽來(lái)完成，而砷堿法則是一種比較傳統(tǒng)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(xiàn)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(duì)硫化氫進(jìn)行氧化脫硫并將其吸附住的過(guò)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(jiǎn)單、操作溫度環(huán)境要求不高的特點(diǎn)，因而在輕工業(yè)和化工業(yè)中較為常用。由于活性炭脫硫需要在有氧狀態(tài)下進(jìn)行，因而它在歷經(jīng)一系列反應(yīng)后的反應(yīng)活性和脫硫量都會(huì)大增，這一點(diǎn)已經(jīng)被有關(guān)學(xué)者得以證實(shí)。但其不足在于活性炭的采購(gòu)成本高、耗損量大、再利用水平低、硬度差等，在考慮到我國(guó)的基本國(guó)情和當(dāng)前技術(shù)的情況下，這種脫硫方法在國(guó)內(nèi)并不適宜大范圍推廣應(yīng)用。

3 ?硫化氫廢氣處理新技術(shù)展望

近年來(lái)，隨著新技術(shù)手段的日益更新，在硫化氫廢氣處理中的技術(shù)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(yīng)用進(jìn)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(jìn)展，由于該方法操作簡(jiǎn)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(lái)興起的一種脫硫技術(shù)，目前國(guó)內(nèi)的昆明理工大學(xué)、同濟(jì)大學(xué)都是率先發(fā)起生物脫硫應(yīng)用研究的。在這種方法應(yīng)用中主要采用生物膜法和生物過(guò)濾法兩種類型下面以生物膜法為例加以說(shuō)明。在低濃度的硫化氫廢氣處理過(guò)程中，進(jìn)氣負(fù)荷、液體噴淋量、氣體流量、pH值和填料材質(zhì)等都會(huì)對(duì)硫化處理效果產(chǎn)生較大影響。即當(dāng)進(jìn)氣負(fù)荷小的情況下，生物膜上的微生物對(duì)硫化氫的處理效果要好，凈化速度也會(huì)非?？欤?dāng)濃度高時(shí)，生物膜上的微生物則會(huì)產(chǎn)生缺氧現(xiàn)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(jīng)達(dá)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(nèi)部激發(fā)出H2S分子，以提升分子能級(jí)，實(shí)現(xiàn)快速去除硫化氫的一種新型處理技術(shù)方法。此前，相關(guān)研究者對(duì)此進(jìn)行了研究，實(shí)驗(yàn)研究表明：在微波作用下，選用硫化亞鐵作為催化反應(yīng)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(guò)程中，可在較短時(shí)間內(nèi)就完成分解轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)化率高達(dá)95%。研究證實(shí)：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(shí)用，所分解出的產(chǎn)品可當(dāng)作染料或煉制油品，其二次利用價(jià)值大大提升。

4 ?結(jié)語(yǔ)

綜上，國(guó)內(nèi)外硫化氫的處理技術(shù)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(cuò)的研究進(jìn)展。但綜合來(lái)說(shuō)，無(wú)論是生物處理法、化學(xué)處理法還是生物處理法，在具體的應(yīng)用中都還存在一些不足。特別是在人類環(huán)保意識(shí)不斷提高的新時(shí)代，如何加大開(kāi)發(fā)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。

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