烟台新瑞环保科技有限公司

Технология извлечения серы BLUER-PRO разработана компанией «Янтай Синьжуй Хуанбао Кэцзи Юсянь Гуньсы» и представляет собой технологию жидкофазного каталитического окисления. В качестве катализатора используется хелат железа, в водном растворе происходит следующая общая реакция:

H 2 S + 1/2 O2 → H2O + S°

Эта реакция может быть разделена на две части: процесс абсорбции и процесс регенерации.

Абсорбция:

Поглощение раствором H 2 S газа:

H 2 S (г) + H2O ↔ H2S (ж) + H2O

Ионизация:

H 2 S (ж) ↔ H ⁺ + HS ^-

Окисление двухвалентной серы высоко валентным ионом железа (Fe+3):

HS ^- + 2Fe ⁺³ → 2Fe ⁺² + H ⁺ + S ⁰   

Общее уравнение абсорбции

H 2 S (ж) + 2Fe ⁺³ → 2H ⁺ + S° + 2Fe ⁺²

Регенерация:

Поглощение раствором кислорода:

1/2 O ₂ (г) + H ₂ O ↔ 1/2 O ₂ (ж) + H ₂ O

Реакция регенерации ионов закиси железа (Fe ⁺² )

1/2 O ₂ (ж) + H ₂ O + 2Fe ⁺² → 2OH ^- + 2Fe ⁺³

Общее уравнение регенерации

1/2 O ₂ (г) + H ₂ O + 2Fe ⁺² → 2OH ^- + 2Fe ⁺³

В водном растворе ионы закиси железа (Fe ⁺² ) и ионы окиси железа (Fe ⁺³ ) не могут стабильно существовать, обычно они легко образуют осадок гидроксида железа или сульфида железа в результате следующей реакции:

Fe ⁺³ + 3OH ^- → Fe(OH) ₃ (тв)

Fe ⁺² + S ^-2 → FeS (тв)

Для предотвращения образования вышеупомянутых осадков в системе BLUER-PRO используется уникальный хелатирующий агент (XR-SR2), который позволяет железу в водном растворе оставаться в стабильном ионном состоянии в широком диапазоне значений pH. Хелатирующий агент представляет собой органическое соединение, которое окружает ион металла в клешнеобразной структуре, заставляя ион металла образовывать химические связи с двумя или более неметаллическими ионами.

Обработка кислых газов сопровождается выделением углекислого газа (CO ₂ ) , особенно с увеличением парциального давления, побочная реакция снижения pH будет происходить соответственно. Углекислый газ легко растворяется в воде, образуя бикарбонат (HCO ₃^- ) и карбонат (CO ₃ ^-2 ) , реакция выглядит следующим образом:

CO ₂ (г) + H ₂ O (ж) ↔ H ₂ CO ₃ (ж)

H ₂ CO ₃ (ж) ↔ H ⁺ + HCO ₃^-    

HCO ₃^- ↔ CO ₃ ^-2 + H ⁺

Для стабилизации значения pH раствора в систему необходимо добавить щелочные вещества, такие как гидроксид калия, которые реагируют с углекислым газом следующим образом:

CO ₂ (г) + H ₂ O(ж) ↔ H ₂ CO ₃ (жидкость)

H ₂ CO ₃ (жидкость) + 2KOH ↔ K ₂ CO ₃ + 2H ₂ O

K ₂ CO ₃ + H ₂ CO ₃ ↔ 2KHCO ₃

После добавления KOH в растворе образуется HCO ₃^- —CO ₃ ^-2 буферный раствор, после чего CO ₂ больше не поглощается и не расходует щелочь, но для подавления некоторых побочных реакций и восполнения потерь соли с серными шариками необходимо добавить небольшое количество щелочи.

Поскольку сера в водном растворе присутствует в виде гранул, необходима твердо-жидкостная сепарация, аналогичная осаждению. Как правило, сера образуется в абсорбционной колонне, после добавления поверхностно-активного вещества (XR-SR6) гранулы серы смачиваются в водном растворе. Поскольку плотность серы примерно в два раза больше плотности воды, скорость осаждения относительно высока. В конце концов, образовавшаяся сера осаждается и отделяется от системы.

Технология BLUER-PRO может быть разработана для обработки различных газов, содержащих сероводород. Во многих областях промышленного применения может быть достигнута эффективность удаления H2S более 99,99% Процент удаления S. Эти области охватывают добычу природного газа, нефтепереработку, обработку биогаза, обработку свалочного биогаза, коксование, геотермальную генерацию энергии, производство напитков с выбросами CO 2 производство газов, производство смазочных материалов и многое другое.

В этих промышленных производствах необходимо обрабатывать потоки газа от нескольких кубических метров до десятков тысяч кубических метров (расход в рабочих условиях), а количество выделяемой серы составляет от 0,2 - до 25 тонн / в день. Система обрабатывает серосодержащие газы от 100 ppmv до H ₂ S до 100% до H ₂ S 。

3.2 Особенности технологии

Технология BLUER-PRO обладает всеми преимуществами традиционных методов жидкофазного каталитического окисления, а именно:

（1）Высокая степень удаления сероводорода, степень удаления в одностадийной реакции достигает 99,99% и более, концентрация обработанного отходящего газа H ₂ S может составлять 5 ppm и менее.

（2）Широкий спектр применения, может обрабатывать различные серосодержащие H ₂ S газы, высокая селективность.

（ 3 ）Большая гибкость работы, может адаптироваться к H ₂ S концентрации исходного газа, расход исходного газа от 0-100% значительных колебаний.

（ 4 ）Экологически чистая, без образования отходов.

（ 5 ）Мягкие условия реакции, жидкофазный процесс при нормальной температуре и давлении.

（ 6 ）Простая технология, простой запуск, остановка и ежедневная эксплуатация.

（ 7 ）Высокая экономическая эффективность, малая занимаемая площадь, низкие капитальные затраты, низкие эксплуатационные расходы.

（ 8 ）Высокая безопасность, система не использует никаких токсичных химических веществ, в продуктах серы отсутствуют H ₂ S газы.

（ 9 ）Надежная работа, уникальная конструкция обеспечивает отсутствие засоров, обеспечивая стабильную работу в течение длительного периода.

（ 10）Высокое качество серы, мало примесей.