7 第六節(jié)吸收法凈化工業(yè)廢氣

1、第六節(jié) 吸收法凈化低濃度二氧化硫廢氣在有害氣體治理中，尤其是在低濃度氣態(tài)污染物的治理中，吸收法占有絕對的優(yōu)勢。不論是無機還是有機廢氣，在所有產(chǎn)生氣態(tài)污染物的場合，都大量采用吸收法進行治理。一、概述在各類氣態(tài)污染物中，二氧化硫是數(shù)量最大、影響面最廣的大氣污染物。幾十年來出現(xiàn)的大氣污染事件幾乎都與二氧化硫有關。二氧化硫已成為衡量一個國家、地區(qū)大氣質(zhì)量的主要指標之一，是酸雨的主要來源。二氧化硫的主要人為排放源是礦石燃料燃燒、有色金屬冶煉和一些化工過程。對于高濃度（含量2%）的廢氣，一般采取制酸；對低濃度（2%，大部分0.5%以下SO2廢氣，由于量大面廣，對大氣的質(zhì)量影響很大。因此，對它的研究，國內(nèi)外

2、都非常活躍，先后出現(xiàn)了近百種煙氣脫硫工藝。我國目前也已基本上肯定了采用煙氣脫硫裝置控制SO2污染的必要性，并把重點放在了選擇和使用經(jīng)濟上合理、技術上先進、適合我國國情的煙氣脫硫技術上。二、 吸收法治理火電廠煙氣中的二氧化硫國內(nèi)外在低濃度SO2廢氣治理的研究上，重點放在了火電廠的煙氣脫硫上，在各國研究的近百種煙氣脫硫方法中真正用于火力發(fā)電廠的才只有十余種，而這十余種方法中，除一些干法，如爐內(nèi)噴鈣、循環(huán)流化床燃燒、電子束法以及一些吸附法之外，大部分較成熟的方法均是吸收法工藝。目前國內(nèi)外工業(yè)化煙氣脫硫裝置運行最多的當屬濕式石灰石（石灰）吸收二氧化硫的方法，約占濕法脫硫的百分之七十以上。其它還有石灰-

3、亞硫酸鈣法、噴霧干燥法、煙氣循環(huán)流化床法等。在用氨作吸收劑的吸收法中，有氨-酸法、氨-亞硫酸氨法、氨-硫酸氨法。在用NaOH、Na2CO3等作吸收劑的吸收法中，有亞硫酸循環(huán)法、亞硫酸鈉法、鈉堿-酸分解法、鈉堿-石膏法。另外還有堿式硫酸鋁法、金屬氧化物法、海水脫硫等工藝，均屬吸收法煙氣脫硫工藝。以上方法在國內(nèi)外發(fā)電裝置的脫硫上已得到了廣泛的應用。這些工藝的詳細內(nèi)容將在第五章中講述。三、 中小型燃煤鍋爐脫硫方法主要集中在人口密集的城市和城郊工業(yè)區(qū)的中小型燃煤鍋爐，目前還是我國重要的熱能動力設施，由于它使用面廣，需求量大，每年向大氣中排放的煙塵和SO2幾乎占到工業(yè)鍋爐排放量的一半。根據(jù)環(huán)保的要求，大

4、多數(shù)安裝了各種類型的除塵裝置，但對SO2的控制則比較滯后，隨著國家環(huán)保法規(guī)的實施，中小型鍋爐SO2控制已成為一個緊迫的問題。因此，開發(fā)先進的中小型鍋爐脫硫技術是國人關注的重點。（一）中小型燃煤鍋爐SO2排放的特點與電站鍋爐不同，中小型燃煤鍋爐具有以下特點：1. 鍋爐數(shù)量大，分布面廣。據(jù)統(tǒng)計，一個50萬人口的中小城市，中小型鍋爐的數(shù)量可達2000多臺。2. 鍋爐噸位小，型號多。工業(yè)和民用的中小型鍋爐大都噸位比較小，其中210T/h居多，而且型號多，燃燒方式不一，有鏈條爐排、往復爐排，更有一些手燒爐，這些都給煙氣治理帶來了相當?shù)碾y度。3. 燃料結(jié)構復雜多變，一般的中小型鍋爐在用煤上都沒有嚴格的要求

5、，只要求好燒，價格便宜，對煤的灰分特別是含硫量從不考慮，因而造成煤種變化頻繁，給治理裝置帶來困難。4. 鍋爐操作管理水平低，加上爐型結(jié)構和加煤方式不合理，造成燃燒狀況不好，稍不注意就黑煙滾滾。另外，鍋爐煙氣溫度過高也是一大特點。5. 環(huán)保意識也有待提高。（二）對中小型燃煤鍋爐脫硫裝置的要求1. 采用除塵脫硫一體化裝置目前，大多數(shù)中小型燃煤鍋爐都只有除塵裝置，若象電站鍋爐一樣，先除塵后脫硫，一是投資大，二是場地也不允許。同時大多數(shù)地區(qū)對中小型鍋爐的脫硫率要求比電站鍋爐低。宜采用除塵脫硫一體化裝置，投資和占地少，是比較理想的方法。2. 要求主體設備低阻高效要在現(xiàn)有除塵裝置的基礎上加裝一套脫硫裝置，

6、最大的要求是使脫硫裝置的阻力降至最低，否則，還需要增加或更換風機，從而加大了投資。即使是安裝除塵脫硫一體化裝置，也希望在不增加或少增加鍋爐煙氣系統(tǒng)阻力的前提下，有較高的除塵效率和較合適的脫硫效率。3. 要求采用來源廣泛、價格便宜的脫硫劑，包括可用的堿性工業(yè)廢水、堿性礦井水、沖渣水等，以節(jié)省運行費用。4. 注意脫硫裝置的抗熱和防腐蝕，中小型燃煤鍋爐大都使用濕法工藝，為防腐蝕，不少都采用有機高分子材料，但是很多鍋爐煙氣溫度很高，有的高達250，稍不注意就會使有機材料燒毀。因此在裝置制造的選材上，根據(jù)具體情況，既要考慮抗熱又能防止腐蝕，這在設計上就應考慮。為了降低成本，又能防腐耐用，可考慮內(nèi)襯防腐材

7、料。（三）介紹幾種中小型燃煤鍋爐的脫硫工藝對于中小型燃煤鍋爐脫硫，近年來有眾多的關注。基本指導思想是脫硫除塵一體化，要求有較高的除塵效率和符合要求的脫硫效率。除塵技術發(fā)展到今天，已相當成熟，如何在一個裝置中實現(xiàn)同時除塵脫硫或先除塵后脫硫是問題的關鍵。現(xiàn)已開發(fā)出不少類型的裝置。裝置的思路還是基于氣液吸收，根據(jù)氣液接觸形式采用氣相連續(xù)或液相連續(xù)或氣液均分散的方式。1. WX型模塊式鍋爐煙氣除塵脫硫裝置WX型模塊式鍋爐煙氣除塵脫硫裝置是天津大學環(huán)境科學與工程研究院開發(fā)的，該裝置已列入1999年國家環(huán)保高技術產(chǎn)業(yè)化重大專項計劃中“鍋爐煙氣除塵脫硫成套裝置高技術產(chǎn)業(yè)化示范工程”項目，最近國家計劃委員會又

8、將該項目列入國債增量基金項目。WX型模塊式鍋爐煙氣除塵脫硫裝置是為工業(yè)鍋爐煙氣除塵脫硫設計的除塵脫硫一體化裝置，該裝置采用了天津大學兩項專利技術。除塵脫硫在一個裝置內(nèi)完成，流程短，占地面積小，結(jié)構簡單，造價低廉，運行可靠，成本低，效果好。除塵效率可達95%99%，在鈣硫比為1.3時，脫硫效率可達85%，該裝置采用模塊式結(jié)構設計，已形成了標準化、系列化。目前該裝置已成功地應用于75T/H以下的工業(yè)鍋爐上。（1）裝置的結(jié)構與運行WX型脫硫除塵裝置由噴淋器、分氣箱、文丘里洗滌器、三相旋流分離器、分水器、液封槽六個組件組成。運行時，含有粉塵和SO2的煙氣首先進入裝置的分氣箱，使煙氣均勻地分配到文丘里管

9、的收縮段入口處。吸收劑漿液（主要是石灰漿液）通過噴淋器霧化，在文丘里喉口上部形成傘狀霧幕，撞擊文丘里管收縮段外壁產(chǎn)生二次反射，此時，由于高速流動的煙氣的撕裂作用。使液滴變成更小的霧滴，加大了傳質(zhì)面積，當洗滌液霧滴與煙氣通過喉口時，高速煙氣與霧滴充分混合，完成了除塵與脫硫兩個工藝過程。經(jīng)過反應的氣液固三相流體混合物經(jīng)過三相旋流器的導葉輪，產(chǎn)生離心慣性力，灰水沿四壁流動，氣液形成分離層，在分水器內(nèi)完成氣液分離，灰水進入液封槽，清液循環(huán)使用。（2）裝置設計的獨特之處WX型脫硫除塵裝置在設計上有其獨到之處，根據(jù)除塵效率只與投入的有效功有關的原理，經(jīng)過對文丘里管幾何尺寸的優(yōu)化，使無用功減到最小，同時設計

10、了能量回收裝置，可回收能量20%30%，裝置的合理設計，強化了顆粒攔截、潤濕、碰撞及其與氣體的分離，從而使除塵效率大大提高。實驗證實，當顆粒直徑為1m、喉口氣速為50m/s時，除塵效率可達99.9%。在SO2的吸收上，引入了鈉離子作催化劑，提高了吸收劑的吸收活性，保持了漿液的高pH值。設計的三相旋流分離器，對分離半徑和內(nèi)環(huán)半徑進行了精心的優(yōu)化計算設計，達到了用最小的功率獲得最大的分離效率。目前，天津大學環(huán)科院正致力于該裝置大型化開發(fā)，力爭用于大型的電站鍋爐聯(lián)合除塵脫硫工程。2. AFGD氣動脫硫技術AFGD（Aerodynamic Flue Gas Desulfurization）氣動脫硫技術

11、是北京空氣動力研究所在俄羅斯技術的基礎上進行消化、吸收、改進開發(fā)出來的一種新型除塵脫硫一體化技術。（1）氣動脫硫原理氣動脫硫是利用空氣動力學中的旋渦運動理論，其基本原理是經(jīng)加速的煙氣從過濾器（吸收塔）下部進入形成高速旋轉(zhuǎn)氣流與塔頂流下的吸收液相遇，液體被氣體托住，并反復高速旋切成霧滴，形成一段動態(tài)穩(wěn)定的乳化層，氣液在乳化層中高速傳質(zhì)后，乳化液被新形成的乳化液取代，捕集過粉塵和吸收過SO2的液體從塔底排出，凈化氣體從塔頂排出。（2）氣動脫硫技術的優(yōu)點a. 乳化層中液體的顆粒比水膜式、噴淋式要小得多，比表面積比上述兩種方法的要大數(shù)倍至數(shù)十倍，因而捕集塵粒效率高，反應活性強，大大提高了與SO2的反應

12、速率，脫硫效率可達84%，除塵效率可達98%。b. 液氣比小，可低至0.40.6L/m3，大大節(jié)約了吸收液。 c. 吸收液供應無需專用噴嘴，避免了系統(tǒng)的堵塞。d. 系統(tǒng)阻力小，運行費用低。e. 占地少，適用于現(xiàn)有鍋爐的改造。（3）氣動脫硫工藝主要構成單元氣動脫硫工藝的主要結(jié)構單元包括氣流穩(wěn)定室、吸收塔、漿液制備和水、渣后處理部分。a. 漿液制備系統(tǒng) 吸收使用生石灰，制成熟石灰漿，制備方法與旋轉(zhuǎn)噴霧干燥法類似。b. 水、渣后處理部分 與濕式石灰石石膏法類似，也是曝氣強制氧化、脫水。由于渣中含有煤灰，因此不能制成石膏制品。c. 氣流穩(wěn)定室 這是本技術的核心設備之一，內(nèi)設若干導流板，以便對煙氣進行整

13、流，從而保證吸收塔中各過濾單元煙氣處理量一致。d. 吸收塔 也稱過濾器，是本技術的核心設備之一，吸收塔內(nèi)由若干個過濾單元組成一個過濾組件，氣液在這此過濾單元中形成乳化層進行氣液傳質(zhì)。由于氣液均處在高度湍動狀態(tài)，因此傳質(zhì)速率大，效率高。和其它吸收塔一樣，塔頂設有高效除霧器。整個系統(tǒng)，尤其是穩(wěn)定室和吸收塔，對防腐要求較高。該系統(tǒng)有較完善的自動控制系統(tǒng)。目前，AFGD氣動脫硫技術正在向大型化發(fā)展，已在江蘇溧陽電廠應用。提出了2001000T/H鍋爐的煙氣脫硫方案。 3. 水膜除塵器改造的除塵脫硫裝置水膜除塵器是燃煤鍋爐普遍采用的濕式除塵裝置，在電站鍋爐上也曾大量采用。隨著國家對SO2排放的控制，人們

14、自然地想到了對水膜除塵器進行改造，使它同時具有脫硫功能。因此，在水膜除塵器改造為除塵脫硫一體化方面出現(xiàn)了各式各樣的裝置。但總體來講是將水膜除塵器的主體部分改造成一個塔器。（1） 水膜除塵器與噴淋塔結(jié)合 這是最簡單的一種改造方式，具體作法是在除塵器本體內(nèi)設置若干噴嘴，用來噴射堿性吸收液，設計上采用23層噴嘴布置，采用較大的液體噴淋量，吸收液完成除塵脫硫后排入灰水分離槽（沉淀池）。經(jīng)沉淀分離后循環(huán)使用。 這類裝置結(jié)構簡單，對原水膜除塵器不作大的改動。但脫硫率低，一般只達50%60%，取決于吸收液的pH值。裝置存在嚴重的帶水現(xiàn)象。也有加裝除霧器的，但增大了阻力。 （2）水膜除塵器與湍球塔結(jié)合 此項技

15、術采用了原武漢水利電力大學和浙江大學的湍流式濕式煙氣脫硫除塵一體化技術，由紹興熱電廠開發(fā)的。該一體化裝置是在原文丘里水膜除塵器的基礎上改造的。先將原文丘里煙道縮口和噴嘴拆除，將原溢水口降低一定高度，在上部加裝二層湍球，塔頂加裝了除霧裝置。該裝置吸取了電廠雙堿法煙氣脫硫的原理，采用碳酸鈉作吸收劑，在塔外用石灰乳再生，保持吸收液的pH值，防止了塔內(nèi)結(jié)垢。按照湍球塔的運行特點，采用了較大的空塔氣速。由于拆掉了文丘里部分，降低了系統(tǒng)的阻力。運行結(jié)果表明，除塵效率99%，脫硫效率75%。但空心填料球易磨損。將現(xiàn)有的水膜除塵器改造成除塵脫硫一體化裝置還有不少形式，這里不再作介紹。4. 兩段式除塵脫硫裝置所

16、謂兩段式是將旋風除塵器與吸收塔組合在一起的干、濕相結(jié)合的除塵脫硫一體化裝置。裝置的主體是一個塔，下段除塵，上段脫硫。煙氣由塔的下段一側(cè)切向進入，除去大部分塵粒后，由升氣管上升到上面的脫硫段，此段的結(jié)構類似于板式塔，但降液管設在塔外，完成吸收液循環(huán)。該裝置是天津市環(huán)保技術開發(fā)中心介紹的。另外他們還介紹了一種利用臥式網(wǎng)膜塔進行除塵脫硫的裝置，也頗具特色。關于中小型燃煤鍋爐除塵脫硫一體化技術，近年來研究非常活躍。一九九七年國家環(huán)保局科技標準司編輯出版了一本中小型燃煤鍋爐煙氣除塵、脫硫?qū)嵱眉夹g指南，其中介紹了不少好的技術。近幾年又陸續(xù)出現(xiàn)了不少這方面的技術。第七節(jié) 吸收法凈化氮氧化物廢氣 一、概述氮氧

17、化物也是大氣的一個主要污染物，是形成酸雨的主要因子之一。人為產(chǎn)生的氮氧化物雖然只占自然生成數(shù)量的1/10（約50×106t/a），但因其分布集中，與人類活動關系密切，所以危害較大。氮氧化物的主要排放源也是來自礦物燃料的燃燒，包括固定燃燒源和機動車船和飛機，約占人為排放源的80%。其余是一些化工過程排放的氮氧化物。氮氧化物煙氣的凈化俗稱煙氣脫硝（或脫氮）。在煙氣脫硝方法中，除應用催化還原、吸附法之外，吸收法脫硝同樣占據(jù)著非常重要的位置，如以水作吸收劑吸收NO2工藝，用稀硝酸吸收NOX工藝，用NaOH、Na2CO3、Ca(OH)2、NH4OH等堿性溶液吸收NOX的工藝，用濃HNO3、O3

18、、NaClO或KMnO4作氧化劑，用堿液作吸收劑的氧化吸收工藝，對NOX的脫除率相當高，另外還有一些吸收還原法、絡合吸收法等工藝都有不同程度的應用。二、吸收法凈化氮氧化物廢氣工藝大型排氣裝置如火電廠、氮肥廠等排放的氮氧化物廢氣因其量大，一般采用吸附法或催化還原的方法進行治理。由機動車、船排放的NOX，由于是流動源排放，一般是采取催化還原的方法，這方面已開發(fā)出定型裝置。但對一般中小型企業(yè)或中小型排放源，大多都采用吸收法進行治理。在實際工程中吸收法治理NOX也大都伴有氧化-還原及反應。有些方法是NOX中的NO氧化成NO2再吸收，有些則是把NOX還原成NO或N2。這里簡單介紹幾種吸收法凈化NOX的方

19、法。1.稀硝酸吸收法利用NO和NO2在硝酸中溶解度比水大的原理，采用15%30%的漂白硝酸（脫除了NOX以后的硝酸）對NOX廢氣進行吸收凈化。吸收設備一般采用噴淋塔。吸收完NOX的吸收液經(jīng)加溫、吹脫（漂白）后循環(huán)使用，處理后的尾氣經(jīng)升溫后排空。正常操作時，凈化效率可達70%90%。稀硝酸吸收NOX工藝控制主要是溫度、空塔氣速、液氣比和吸收液中N2O4含量。由于此工藝基本屬物理吸收，因此低溫時吸收效果好，一般控制在2030范圍內(nèi)。NOX的吸收屬液膜控制，工藝上采用大的液氣比，一般在10L/m3左右；氣速較低，空塔氣速在0.2m/s以下。吸收液中嚴格控制N2O4含量，要求在千分之幾，因此用于吸收的

20、硝酸必須經(jīng)過充分“漂白”。壓力增大，有利于吸收。2.氨-堿溶液兩級吸收法本法屬還原-吸收法。首先是在氨存在下，NOX廢氣中一部分NO2和NO與NH3反應生成亞硝酸銨，在這一過程中可以假定是由于NH+4的存在，使NO2和NO發(fā)生了氧化還原反應，生成了亞硝酸銨。經(jīng)過與NH3反應后的廢氣進入吸收塔用堿液進一步吸收。吸收液循環(huán)使用。大多數(shù)場合使用Na2CO3作吸收劑；也有用NaOH的，但濃度要控制在30%以下，以免生成Na2CO3結(jié)晶而堵塞系統(tǒng)。氨與NOX的反應進行得很快，可以在混合管道中進行。塔內(nèi)吸收過程受液膜控制，采用板式塔時應使用較大的噴淋密度，一般高達810m3/（m2h），空塔氣速基本取上限

21、，約2.2m/s。由于存在著NO和NO2的反應，因此氮氧化物的氧化度（廢氣中NO2/ NOX的值）對吸收有影響，一般該比值為50%時吸收效率最高。該工藝的平均凈化效率可達90%。3堿-亞硫酸銨吸收法采用堿液（NaOH或Na2CO3）和亞硫酸銨溶液分別利用兩個吸收塔分階段吸收處理NOX廢氣，凈化效率可達90%以上。在堿液吸收塔，堿與NOX反應生成亞硝酸鈉，可以回收。第二級吸收中是利用了亞硫酸氨的還原作用，將NO2、NO還原成N2，本身生成硫酸銨。兩塔溶液均循環(huán)使用，處理后的廢氣排空。設備采用板式塔，反應受兩膜共同控制，可采用較大的空塔氣速（1.92.3m/s）。液氣比適中（1.25L/m3左右）

22、。太高太低都會影響凈化效率。要求NOX氧化度要超過50%。由于本法是利用處理硫酸尾氣而得到的（NH4）2 SO3-NH4HSO3的混合液，所以要求溶液中（NH4）2 SO4含量要控制在180200g/L，NH4HSO3的存在會降低吸收效率，但它又能抑制NH4NO2的生成。因此NH4HSO3的濃度要掌握好，一般NH4HSO3/（NH4）2 SO30.1或游離NH34g/L。4硫代硫酸鈉法利用硫代硫酸鈉在堿性溶液中的還原性，把NOX中的NO2還原成氮氣。本方法工藝簡單，凈化效率高，只要能保證NOX的氧化度50%，凈化效率即可達到90%以上。低的空塔氣速（1.0m/s和大的液氣比(5L/m3)?？墒?/p>

23、凈化效率在95%左右?？梢娢者^程主要受液膜控制。工藝操作中一般控制空塔氣速稍高一點，1.25m/s；液氣比在3.5L/ m3以上。這個方法的最大特點是NOX的初始濃度對凈化效率影響不大，運行成本也比較低，由于吸收液pH較高（10），所以對設備的腐蝕也很小。5硝酸氧化-堿液吸收法本方法是先用濃硝酸將NOX中的NO氧化成NO2，使NOX廢氣的氧化度超過50%，然后再用堿液吸收。此工藝多用于NOX的氧化度較低的場合。氧化用的濃硝酸也必須是漂白硝酸。氧化段是吸熱反應，希望升高溫度，但一般不超過400C。溫度再高，又使NOX的氧化率降低，對第二步堿吸收不利。該工藝流程長，設備多，投資和運行費用都較高，

24、但對于氧化度較低的NOX廢氣，需要采用此工藝，凈化效率可達80%。除以上介紹的方法之外，其它還有用亞鐵鹽的絡合吸收法、尿素溶液吸收法等工藝。由于NOX的排放源不同，排放的濃度及成分也不同，因此在NOX廢氣的凈化上出現(xiàn)了不少的方法和工藝，可以根據(jù)具體情況和吸收劑的來源，因地制宜地選用。第八節(jié) 吸收法凈化硫化氫廢氣硫化氫的毒性幾乎與氰化氫相當，尤其因為它能麻痹嗅覺神經(jīng)使人們失去警覺而危害極大。硫化氫的人為來源主要是工業(yè)污染源的排放，天然氣凈化、石油精煉、煉焦及煤制氣均排放大量的硫化氫，其余如染料、人造纖維、醫(yī)藥、農(nóng)藥、造紙、制革等行業(yè)，也排放一些高濃度的硫化氫。因此必須加以治理。對硫化氫的治理主要

25、是依據(jù)它的弱酸性和強還原性，方法很多。除使用一些干法（如改進的克勞斯法、活性炭吸附法、氧化鐵法、氧化鋅法等）之外，目前國內(nèi)外治理硫化氧正在向以吸收法為主的濕法轉(zhuǎn)變。與干法相比，濕法設備簡單，占地面積小，處理能力大，脫硫效率高，投資省且操作方便，一般無二次污染。一、 硫化氫治理方法的選擇 吸收法治理硫化氫可分為物理吸收法、化學吸收法和吸收氧化法幾類。 對于排量小而濃度高的化工、輕工廢氣可采用化學或物理吸收法；對于排量大且濃度高的天然氣、煉廠氣除可采用克勞斯法之外，還可采用吸收氧化法；對于一些低濃度的H2S廢氣，一般采用化學吸收或吸收氧化法進行處理。這些方法處理后能得到副產(chǎn)品，大部分為硫黃，具有一

26、定的經(jīng)濟效益。二、 化學吸收法 可以利用H2S水溶液的弱酸性而采用堿性溶液來吸收硫化氫，由于強堿溶液吸收H2S后再生困難，因而常采用具有緩沖作用的強堿弱酸鹽，如碳酸鹽、硼酸鹽、磷酸鹽、酚鹽、氨基酸鹽等的溶液，這些溶液的pH值大都在911之間。除此之外，還可采用一些弱堿，如氨、乙醇胺類、二甘醇胺、二乙丙醇胺、二甘油胺等的水溶液作吸收劑來吸收處理含H2S的廢氣。1 采用弱堿溶液吸收H2S 用乙醇胺類吸收H2S、CO2等酸性氣體在1930年就已獲得了應用。已有若干種乙醇胺類的化合物可以采用。目前應用最廣的當數(shù)一乙醇胺（MFA）和二乙醇胺（DEA）?；衔镏兴牧u基能降低化合物的蒸氣壓并增加在水中的

27、溶解度，所含氨基可以在水溶液中提供堿度，以促使對H2S的吸收。例如乙醇胺在水中可與H2S發(fā)生如下反應：一乙醇胺還可同時吸收氣體中的CO2。一乙醇胺與H2S和CO2的生成物在正常情況下有相當大的蒸氣壓，所以平衡溶液的組成隨液面上酸性氣體的分壓而變化。由于這些化合物的蒸氣壓隨溫度的升高而迅速增加，所以加熱便能使被吸收的氣體蒸出。一乙醇胺分子量小，堿性強，因此在中等濃度時溶解能力就很大，而且價格低廉，容易從廢液中回收，是H2S的一種很好的溶劑。但它最大的缺點是能與廢氣中的COS和CS2生成不可逆的反應產(chǎn)物，這就造成了溶劑中吸收劑的大量損失。因此，一乙醇胺只適用于處理COS和CS2含量較低的天然氣和合

28、成氣。而不適用于處理COS和CS2含量高的煉廠氣和煤制氣。除此之外，一乙醇胺還具有兩個明顯的缺點，一是它的蒸氣壓相當高，會引起顯著的蒸發(fā)損失，尤其低壓操作時更為嚴重，需要用水洗的方法處理凈化后的氣體。二是和其它大部分胺溶液相比，特別是在溶液濃度超過20%和溶液中溶解了大量的酸性氣體的情況下，會對設備造成腐蝕，因此在使用一乙醇胺吸收酸性氣體時，應特別注意設備的防腐蝕處理。用二乙醇胺代替一乙醇胺吸收H2S具有更大的優(yōu)越性。二乙醇胺的蒸氣壓較低，蒸發(fā)損失少，較一乙醇胺少1/61/2，使工藝適合于低壓操作，可以使用較濃的溶液（20%30%）。吸收負荷大，可達0.771.0mol/mol（H2S/胺），

29、比一乙醇胺溶液高22.5倍。使用二乙醇胺比用一乙醇胺吸收酸性氣體時對設備的腐蝕性也較小。因此使用二乙醇胺比使用一乙醇胺，投資和運行費用都低。另外，二乙醇胺對烴類的溶解度也較小，由該方法回收的H2S氣體中烴類含量0.5%。采用乙醇胺類吸收劑吸收H2S氣體的流程如圖2-39所示。流程中的吸收塔和解吸塔優(yōu)先采用填料塔，也有采用板式塔的。吸收反應有一定的熱效應，塔底溶液溫度較高。因此在凈化濃度較高的酸性氣體時，需液量較大。使用甲基二乙醇胺、三乙醇胺和二乙丙醇胺可選擇性地吸收H2S氣體。中間試驗結(jié)果表明，在CO2含量非常高的情況下，這些胺類對H2S的選擇能力非常強，當進料氣中CO2含量為30%時，凈化后

30、的氣體能夠達到H2S含量小于百萬分之五。這是因為在相同的條件下，胺類對H2S的吸收系數(shù)比CO2大35倍，有的可達610倍。2. 采用強堿弱酸性鹽溶液吸收H2S采用具有緩沖作用的稀碳酸鈉（3.0%5.0%）溶液吸收酸性氣體中的H2S，是1920年由科伯斯公司（Koppers Company）開發(fā)的，稱為西博（Seaboard）法。采用此法可使H2S的脫除率達85%95%。在常溫常壓下，用碳酸鈉溶液吸收酸性氣體時，溶液對H2S的吸收優(yōu)于對CO2的吸收。而且由于弱酸根的緩沖作用，溶液的pH值在吸收過程中不會有很快的變化，保證了操作的穩(wěn)定性。碳酸鈉溶濟吸收H2S的反應為：同時也能吸收氣體中的氰化氫并用

31、時被氧化：該工藝用稀碳酸鈉溶液在逆流塔中對H2S進行吸收，并用低壓空氣在另外一個塔中再生，再生空氣流量一般為氣體流量的1.53倍。再生產(chǎn)生的高濃度H2S氣體或回收或處理達標后排放。該方法的優(yōu)點是設備簡單，投資和運行費用低。但主要缺點是一部分碳酸鈉變成了重碳酸鹽而降低了吸收效率，一部分變成了硫酸鹽而被消耗。為了克服這些缺些點，科伯斯公司又開發(fā)了采用真空蒸餾再生的碳酸鈉溶液吸收H2S的工藝，其優(yōu)點是解吸的硫化氫濃度高，可以回收，其次是用真空解吸可把蒸氣需要量降至常壓解吸用量的1/6。一些研究者還報道了用碳酸鉀、磷酸三鉀來吸收H2S的工藝，據(jù)說采用鉀鹽比鈉鹽吸收H2S有更大的吸收容量和更高的吸收選擇

32、性。三、物理吸收法物理吸收法一般是采用有機溶劑作吸收劑，用有機溶劑作吸收劑有兩大優(yōu)點，一是可以選擇性地吸收H2S，二是只需降壓即可解吸。能夠用于對H2S進行物理吸收的溶劑必須具備以下特性：對H2S的溶解度要比水高數(shù)倍，而對烴類、氫氣溶解度要低；蒸氣壓必須要低，以免蒸發(fā)損失；必須具有很低的粘度和吸濕性；對普通金屬基本不發(fā)生腐蝕；價格必須相對較低。目前提出的有機溶劑物理吸收H2S的工藝不少，而且許多已有工業(yè)化裝置在運行，應用的吸收劑有甲醇（勒克梯索爾法）、碳酸丙烯酯（福洛爾法）、N-甲基-2-吡咯烷酮（普里索爾法）、磷酸三丁酯（埃斯塔索爾凡法）、環(huán)丁砜+二乙丙醇胺（蘇爾菲諾法）和甲醇+乙醇胺（阿米索耳法）。后兩種方法實際上是把物理吸收和化學吸收結(jié)合在一起的方法。典型的物理吸收法流程示于圖示2-40中。此流程圖集合了溶劑再生可能采用的三種形式，即簡單閃蒸、惰性氣體解吸及熱再生。此外，圖中用虛線表示了分流循環(huán)流程，在該流程中用經(jīng)過部分解吸的溶劑將大量酸性氣體脫除，然后用完全再生過的溶劑進行最終凈化。四、 吸收氧化法 為了克服干法凈化H2S占地大、設備多、費用高的缺點，并盡可能地回收