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CN104307360A - 一种气相脱硫氧化剂及其应用和脱除硫化氢的方法 - Google Patents

一种气相脱硫氧化剂及其应用和脱除硫化氢的方法 Download PDF

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CN104307360A
CN104307360A CN201410584564.4A CN201410584564A CN104307360A CN 104307360 A CN104307360 A CN 104307360A CN 201410584564 A CN201410584564 A CN 201410584564A CN 104307360 A CN104307360 A CN 104307360A
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CN
China
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hydrogen sulfide
gas
gas phase
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phase desulfurization
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CN201410584564.4A
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Inventor
龚惠娟
陈泽智
马怡雯
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Nanjing University
Original Assignee
Nanjing University
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Publication date
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Abstract

本发明公开了一种气相脱硫氧化剂及其应用和脱除硫化氢的方法，气相脱硫氧化剂包括浓度为10～150ppm的氯气、浓度为10～200ppm二氧化氮、浓度为20～300ppm二氧化硫、浓度为10～100ppm三氧化硫。脱除硫化氢的方法包括以下步骤：（1）将气相脱硫氧化剂与含硫化氢的臭气混合形成混合气，该混合气的浓度为50～500ppm；（2）将混合气通入反应器中，所述混合气流过反应器中的催化剂床层，硫化氢与气相脱硫氧化剂发生催化氧化反应，混合气中的硫化氢组分被氧化成单质硫析出。本发明气相脱硫氧化剂中的各组分均为气体氧化剂，在催化剂的作用下与硫化氢气体发生催化氧化反应，可以实现无液相吸收的气相干式脱硫。

Description

一种气相脱硫氧化剂及其应用和脱除硫化氢的方法
技术领域
本发明涉及一种气相脱硫氧化剂及其应用和脱除硫化氢的方法，可用于干式脱除含有硫化氢气体中的硫化氢，属于脱硫净化技术领域。
背景技术
在脱硫净化技术领域中，在脱除含有硫化氢气体中的硫化氢时，现有技术常采用湿式脱硫技术，即采用含有液相催化剂的碱性吸收液来吸收硫化氢并将其氧化为单质硫予以回收。这种湿式脱硫技术的特点是脱硫效率高，能满足对高浓度硫化氢的净化要求，多用于对硫化氢浓度较高的气体进行脱硫净化，因此在天然气、化工、燃气等领域中的原料气脱硫应用较多。对于低硫化氢含量的气体，例如污水池密封收集的臭气等，目前采用的净化方法多为碱液吸收，但这样会形成含盐废水，需要净化后方能排放，不尽造成水的消耗，还会增加水处理设施的运行负荷。
发明内容
本发明的目的在于提供一种气相脱硫氧化剂，能够实现无液相吸收的气相干式脱硫，以解决现有的湿式吸收脱硫法容易形成含盐废水的技术问题。同时，本发明还提供一种上述气相脱硫氧化剂的应用和一种利用上述气相脱硫氧化剂脱除硫化氢的方法。
本发明的一种气相脱硫氧化剂采用如下技术方案：一种气相脱硫氧化剂，其包括均呈气态的氯气、二氧化氮、二氧化硫、三氧化硫，其中氯气的浓度为10～150ppm（体积比），二氧化氮的浓度为10～200ppm（体积比），二氧化硫的浓度为20～300ppm（体积比），三氧化硫的浓度为10～100ppm（体积比）。
本发明的一种气相脱硫氧化剂的应用采用如下技术方案：所述气相脱硫氧化剂用于脱除含硫化氢气体中的硫化氢。
本发明的一种利用上述气相脱硫氧化剂脱除硫化氢的方法采用如下技术方案：利用上述气相脱硫氧化剂脱除硫化氢的方法，其包括以下步骤：（1）将所述气相脱硫氧化剂与含硫化氢的臭气混合形成混合气，该混合气的浓度为50～500ppm（体积比）；（2）将所述混合气通入反应器中，所述混合气流过反应器中的催化剂床层，硫化氢与气相脱硫氧化剂发生催化氧化反应，混合气中的硫化氢组分被氧化成单质硫析出。
所述硫化氢与气相脱硫氧化剂发生催化氧化反应的温度范围为20～250℃。
所述催化氧化反应中所采用的催化剂包括镍、锰、铁、钴在内的一种或几种金属氧化物或复合氧化物的颗粒催化剂。
本发明的有益效果是：本发明利用气相脱硫氧化剂脱除含硫化氢气体中的硫化氢，气相脱硫氧化剂中的各组分均为气体氧化剂，在催化剂的作用下与硫化氢气体发生催化氧化反应，可以实现无液相吸收的气相干式脱硫，解决了现有技术湿式吸收脱硫法形成含盐废水的技术问题，因此就不存在水的消耗以及对增加水处理设施负荷的问题。而且，气相脱硫氧化剂中的组分很多来自于燃烧或工业生产中产生的废气，可以实现以废治废的作用。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例1：
本实施例的气相脱硫氧化剂中氯气浓度为15ppm（体积比）、二氧化氮20ppm（体积比）、二氧化硫30ppm（体积比）、三氧化硫浓度10ppm（体积比），所需要脱硫的含硫臭气中硫化氢浓度为50ppm（体积比）。
利用上述气相脱硫氧化剂脱除硫化氢的方法，包括以下步骤：（1）将气相脱硫氧化剂喷入到含硫化氢的臭气中混合形成混合气；（2）将混合气通入反应器中，所述混合气流过反应器中的催化剂床层，催化剂采用氧化镍-氧化锰颗粒催化剂，催化床层空速为1000h-1，催化剂床层温度为150℃，硫化氢与气相脱硫氧化剂发生催化氧化反应，混合气中的硫化氢组分被氧化成单质硫析出，从而达到脱硫效果。最终，实验测得硫化氢的净化效率达到85%。
实施例2：
本实施例的气相脱硫氧化剂中氯气浓度为50ppm（体积比）、二氧化氮100ppm（体积比）、二氧化硫200ppm（体积比）、三氧化硫浓度50ppm（体积比），所需要脱硫的含硫臭气中硫化氢浓度为200ppm（体积比）。
利用上述气相脱硫氧化剂脱除硫化氢的方法，包括以下步骤：（1）将气相脱硫氧化剂喷入到含硫化氢的臭气中混合形成混合气；（2）将混合气通入反应器中，所述混合气流过反应器中的催化剂床层，催化剂采用氧化镍-氧化钴颗粒催化剂，催化床层空速为1000h-1，催化剂床层温度为200℃，硫化氢与气相脱硫氧化剂发生催化氧化反应，混合气中的硫化氢组分被氧化成单质硫析出，从而达到脱硫效果。最终，实验测得硫化氢的净化效率达到92%。
实施例3：
本实施例的气相脱硫氧化剂中氯气浓度为80ppm（体积比）、二氧化氮200ppm（体积比）、二氧化硫300ppm（体积比）、三氧化硫浓度60ppm（体积比），所需要脱硫的含硫臭气中硫化氢浓度为500ppm（体积比）。
利用上述气相脱硫氧化剂脱除硫化氢的方法，包括以下步骤：（1）将气相脱硫氧化剂喷入到含硫化氢的臭气中混合形成混合气；（2）将混合气通入反应器中，所述混合气流过反应器中的催化剂床层，催化剂采用氧化镍-氧化钴-氧化锰颗粒催化剂，催化床层空速为1000h-1，催化剂床层温度为250℃，硫化氢与气相脱硫氧化剂发生催化氧化反应，混合气中的硫化氢组分被氧化成单质硫析出，从而达到脱硫效果。最终，实验测得硫化氢的净化效率达到96%。
实施例4：
本实施例的气相脱硫氧化剂中氯气浓度为10ppm（体积比）、二氧化氮10ppm（体积比）、二氧化硫80ppm（体积比）、三氧化硫浓度30ppm（体积比），所需要脱硫的含硫臭气中硫化氢浓度为100ppm（体积比）。
利用上述气相脱硫氧化剂脱除硫化氢的方法，包括以下步骤：（1）将气相脱硫氧化剂喷入到含硫化氢的臭气混合形成混合气；（2）将混合气通入反应器中，所述混合气流过反应器中的催化剂床层，催化剂采用氧化镍-氧化锰颗粒催化剂，催化床层空速为1000h-1，催化剂床层温度为250℃，硫化氢与气相脱硫氧化剂发生催化氧化反应，混合气中的硫化氢组分被氧化成单质硫析出，从而达到脱硫效果。最终，实验测得硫化氢的净化效率达到83%。
实施例5：
本实施例的气相脱硫氧化剂中氯气浓度为150ppm（体积比）、二氧化氮60ppm（体积比）、二氧化硫120ppm（体积比）、三氧化硫浓度100ppm（体积比），所需要脱硫的含硫臭气中硫化氢浓度为400ppm（体积比）。
利用上述气相脱硫氧化剂脱除硫化氢的方法，包括以下步骤：（1）将气相脱硫氧化剂喷入到含硫化氢的臭气混合形成混合气；（2）将混合气通入反应器中，所述混合气流过反应器中的催化剂床层，催化剂采用氧化钴-氧化锰颗粒催化剂，催化床层空速为1000h-1，催化剂床层温度为250℃，硫化氢与气相脱硫氧化剂发生催化氧化反应，混合气中的硫化氢组分被氧化成单质硫析出，从而达到脱硫效果。最终，实验测得硫化氢的净化效率达到94%。
实施例6：
本实施例的气相脱硫氧化剂中氯气浓度为10ppm（体积比）、二氧化氮20ppm（体积比）、二氧化硫20ppm（体积比）、三氧化硫浓度20ppm（体积比），所需要脱硫的含硫臭气中硫化氢浓度为60ppm（体积比）。
利用上述气相脱硫氧化剂脱除硫化氢的方法，包括以下步骤：（1）将气相脱硫氧化剂喷入到含硫化氢的臭气混合形成混合气；（2）将混合气通入反应器中，所述混合气流过反应器中的催化剂床层，催化剂采用氧化钴-氧化锰颗粒催化剂，催化床层空速为800h-1，催化剂床层温度为250℃，硫化氢与气相脱硫氧化剂发生催化氧化反应，混合气中的硫化氢组分被氧化成单质硫析出，从而达到脱硫效果。最终，实验测得硫化氢的净化效率达到80%。
本发明利用气相脱硫氧化剂脱除含硫化氢气体中的硫化氢，气相脱硫氧化剂中的各组分均为气体氧化剂，在催化剂的作用下与硫化氢气体发生催化氧化反应，可以实现无液相吸收的气相干式脱硫，解决了现有技术湿式吸收脱硫法形成含盐废水的技术问题，因此就不存在水的消耗以及对增加水处理设施负荷的问题。而且，气相脱硫氧化剂中的组分很多来自于燃烧或工业生产中产生的废气，可以实现以废治废的作用。
在本发明的其它实施例中，气相脱硫氧化剂中氯气的浓度可以是10～150ppm（体积比）之间的一个任意值，二氧化氮的浓度可以是10～200ppm（体积比）之间的一个任意值，二氧化硫的浓度可以是20～300ppm（体积比）之间的一个任意值，三氧化硫的浓度可以是10～100ppm（体积比）之间的一个任意值。

Claims (5)

1.一种气相脱硫氧化剂，其特征在于：其包括均呈气态的氯气、二氧化氮、二氧化硫、三氧化硫，其中氯气的浓度为10～150ppm（体积比），二氧化氮的浓度为10～200ppm（体积比），二氧化硫的浓度为20～300ppm（体积比），三氧化硫的浓度为10～100ppm（体积比）。
2.根据权利要求1所述的气相脱硫氧化剂的应用，其特征在于：所述气相脱硫氧化剂用于脱除含硫化氢气体中的硫化氢。
3.根据权利要求1所述的气相脱硫氧化剂脱除硫化氢的方法，其特征在于：其包括以下步骤：（1）将所述气相脱硫氧化剂与含硫化氢的臭气混合形成混合气，该混合气的浓度为50～500ppm（体积比）；（2）将所述混合气通入反应器中，所述混合气流过反应器中的催化剂床层，硫化氢与气相脱硫氧化剂发生催化氧化反应，混合气中的硫化氢组分被氧化成单质硫析出。
4.根据权利要求3所述的气相脱硫氧化剂脱除硫化氢的方法，其特征在于：所述硫化氢与气相脱硫氧化剂发生催化氧化反应的温度范围为20～250℃。
5.根据权利要求3或4所述的气相脱硫氧化剂脱除硫化氢的方法，其特征在于：所述催化氧化反应中所采用的催化剂包括镍、锰、铁、钴在内的一种或几种金属氧化物或复合氧化物的颗粒催化剂。
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