硫化氢低温脱除技术的研究进展和趋势分析

郑东升

摘 要 随着科技的进步，时代的变化，为满足社会的需求，开采能源以及研发各种新能源成为当今世界能源的一股热潮。各种先进的技术手段为人们的生产生活带来了很大的便利，同时使用科学手段也是当今社会发展的趋势，而硫化氢低温脱除技术就是其中一种。硫化氢是一种恶臭的天然气，并且也是一种有毒气体，但它在我们的生活中有很大的作用，本文对硫化氢进行简介以及对硫化氢低温脱除技术进行简单概括，并分析了几种硫化氢低温脱除技术及其应用前景。

关键词 低温脱除技术;应用与研发;硫化氢

引言

硫化氢在工业上有些很大的用途，为了更好地了解硫化氢低温脱除技术，对于活性炭做吸附剂低温脱硫、金属氧化物作为吸附脱硫剂低温脱硫、氧化硅和胺类作为低温脱硫的吸附剂都做出了详细介绍。

1硫化氢的简介和硫化氢低温脱除技术概括

1.1 硫化氢的简介

硫化氢是一种有毒的气体，它存在于天然气和焦炉煤气当中。所以就导致了未经处理的天然气和焦炉煤气使用的時候会对人体产生很大的坏处。这就使得天然气和焦炉煤气的脱硫技术应运而生[1]。

1.2 硫化氢的低温脱除技术的概括

通常情况下，要把天然气等气体里的硫化氢脱除到十的负六次方的以下，这个数量级可以在化学中认为不存在硫化氢，因为即使上述含有硫化氢的气体当中只中含有很少量硫化氢也会对人体还有环境造成很大的伤害，还会因为这些少量的硫化氢导致管道和设备腐蚀和使后面的催化剂失效。现在关于硫化氢的低温脱除研究非常多，硫化氢的脱除一般都要在低温下，大约为小于两百度的温度下进行。一般情况下，硫化氢的低温脱除都会使用胺类溶液进行吸收。这种吸收脱硫法操作便捷，能源消耗非常小等优点受到很多的关注与研究，但是湿法脱硫的吸收速率很低而且试剂很容易挥发，造成浪费，金钱成本与时间成本都很高。本文现在从不同方面探讨这些吸附试剂。

2低温脱硫的几个方法

2.1 活性炭做吸附试剂进行低温脱硫

活性炭做吸附剂进行低温脱硫是最早使用的一种方法，活性炭的吸附力强，活性炭的比表面积非常大，活性炭还有很好的孔隙结构，这些都是它吸附力强的重要原因。活性炭脱硫的效率和混合气体的物理性质，如混合气体的湿度有关，还和混合气体表面上的化学环境等因素有关。活性炭进行低温脱硫的化学机理就是活性炭表面上的活性物质进行做催化剂，催化硫化氢与氧气进行反应，反应是一摩尔的硫化氢和半摩尔的氧气反应生成硫单质。上述反应会分成以下几个过程进行，第一步是混合气体中的水分子被活性炭所吸附，在表面形成了一层水膜。第二步就是硫化氢还有氧气顺着活性炭的孔隙进入活性炭的孔内，这个过程中，硫化氢会被活性炭上的水膜分解，而氧气也会被活性炭内部的表面活性剂吸附活化，会和分解后的硫氢基团反应。而第三步是氧气中的氧氧双键断裂与硫氢基团反应生成的硫单质，慢慢地会堆积在活性炭上。以此来达到吸附分解硫化氢的作用[2]。

2.2 金属氧化物作为吸附脱硫剂进行低温脱硫

因为硫化氢的表面的金属位和金属阳离子具有亲和性，所以金属的氧化物变成了很好的，也是人们常用的脱硫剂，金属氧化物和硫化氢的反应机理很简单，大概就是金属阳离子和负二价的硫阴离子反应生成金属硫化物，而硫化氢中的氢离子会和金属氧化物中的氧负离子反应生成水。在近些年，很多金属氧化物被用作了低温脱硫的试剂，比如氧化银，氧化铜，氧化镍，氧化锌，氧化钛，氧化铁等各种金属氧化物。这些当中的氧化铜，氧化锌，氧化钛，被人们称为最有发展力和最具有研究价值的低温脱硫剂。人们最早所用作低温脱硫的金属氧化物为水合氧化铁，使用的时候，必须要特别严格的控制温度还有水分的含量，因为用氧气再生水合氧化铁的时候会放出大量的热而造成很严重的安全隐患。还会造成环境的破坏，所以现在人们都使用氧化锌代替[3]。

2.3 氧化硅和胺类作为低温脱硫的吸附剂

最近这些年，研究人员突破了传统的低温脱硫剂设计思路，研发了很多的新型低温脱硫剂，比如现在要介绍的氧化硅和胺类化合物作为低温脱硫的吸附剂。氧化硅因为它的比表面积非常大，而且它的孔隙有序排列的这个结构，使得它成为非常好的活性功能团的嫁接载体。氧化硅表面上的羟基基团对着表面现象有很大的作用，表面现象就是例如吸附，表面改性等现象。所以表面上具有丰富硅羟基的，具有二氧化硅有序孔道结构的物质都是很好的表面改性材料，它们都会被应用广泛，例如，MCM-41等物质。现有研究人员用3-氨基丙基三乙氧基硅烷嫁接到CMC-48上面来作为吸附硫化氢的低温脱硫剂，实验结果证明该吸附剂有非常好的脱硫的能力，还有研究人员使用聚乙烯亚胺，将其负载到SBA-15上面，经过实验研究后发现，负载的聚乙烯亚胺会均匀的分散到SBA-15的有序的孔道上面，事实证明，该物质有很好的再生的性质还有稳定的性质。

3低温脱硫剂的应用前景

上面的内容很详细地介绍了一些低温脱硫剂，顾名思义，这些试剂的主要用途是低温脱硫。现在，石油等资源紧缺，而且石油等燃料会造成非常严重的环境污染。而天然气作为一种新的无污染能源应运而生，但是大部分的天然气中都含有硫化氢这种有毒物质，所以，怎样去除硫化氢显得特别重要。上面介绍的都是一些去除硫化氢的方法。目前我国单从四川的天然气脱硫产生的硫黄，就占到了全国百分之三十[4]。

4结束语

硫化氢的应用前景很大，尤其是在可再生能源的匮乏下，对于硫化氢的应用与研发，就显得尤为重要，这不仅仅是对硫化氢研究的进步，更是科学界的一个里程碑，硫化氢低温脱除技术通过不断的研究也有了很大的进步，通过不懈的努力和研究，对于硫化氢的应用与研究可以更进一步。

参考文献

[1] 蔡培，王树立，赵会军.天然气脱硫工艺的研究与发展[J].管道技术与设备，2008，（4）：1719.

[2] 吴浪，张永春，张安峰，等.活性炭脱除低浓度硫化氢进展[J].低温与特气，2005，23（2）：5-9.

[3] 肖永厚，王树东，袁权.浸渍活性炭脱除硫化氢研究进展[J].化工进展，2006，25（9）：1025-1030.

[4] 谭小耀，吴迪镛，袁泉.浸渍活性炭脱硫过程中孔结构及气体湿度的影响[J].化工学报，1997，（48）：237-240.