硫化氢制氢中硫磺分离技术的研究进展

硫化氢制氢中硫磺分离技术的研究进展

曹仁婕

中原油田分公司石油工程技术研究院,河南濮阳,457000

摘要：在我国现代化工行业高速发展的背景下，多项生产技术水平不断提升，使得化工生产力全面提高。在化工生产中，硫化氢是一种有毒气体，会对人体与环境造成很大危害；在硫化氢制氢过程中，通过科学的硫磺分离技术应用，能够有效提升生产经济效益，所以需要明确硫磺分离技术的应用现状与发展趋势。因此，本文将对硫化氢制氢中硫磺分离技术的研究进展方面进行深入地研究与分析，并结合实践经验总结一些措施，以期能够对相关人员有所帮助。

关键词：硫化氢；制氢工艺；硫磺分离技术；影响因素；研究进展

硫化氢是一种具有强烈刺激气味的有毒气体，在化工生产中较为常见，如果没有做好控制工作，会对工作人员与环境造成很大负面影响。在化工工艺技术发展过程中，硫化氢脱除技术一直以来都是研究重点，在最近的研究中，研究人员提出了硫化氢制氢工艺技术，能够消除硫化氢的负面影响，其中电化学法中的间接电解法具有良好的作用，不仅应用能耗较低，且效率较高，但是间接电接硫化氢制氢过程中会产生硫磺颗粒，且颗粒较小，分离存在一定难度，所以需要加强对硫磺分离技术的研究。

1硫化氢氧化吸收形成硫的形态分析

在该领域的研究中，研究人员对硫的生成机理进行分析，采用X-射线衍射、液相色谱、质谱、电位滴定以及核磁共振等技术，结果证明硫化氢氧化吸收形成的硫为斜晶形硫，在这种硫形成过程中，硫化氢会形成多种硫化物，之后向单质硫转变，在该过程中会产生许多硫化物Sx2-，是一种线型易变的多原子化合物，在水中会分解成为单质硫；同时，在碱性提升的情况下，单质硫的析出情况越好，然而在酸性环境下会出现多种副反应[1]。

2硫磺分离技术的影响因素分析

2.1温度因素

结合相关研究人员的成果成名，硫的形态会受到温度的影响。在高温条件下，吸收反应速率较高，硫晶体的过饱和度较高，为此晶核生成速度与晶体生长速度就会加快，这种情况下会得到颗粒脚下偶读硫结晶，产生的硫磺颗粒不容易被过滤；在低温条件下，能够获得较大的晶体，然而晶体在生成期间，存在着无法及时脱附的杂质，导致晶体被包裹在杂质中。为此，想要获得纯度较高的硫磺，需要对其进行进一步处理，会增加处理流程与成本。除此之外，在高温环境下产生的硫颗粒过于细小，不仅过滤难度较高，且易熔产生胶状膜，使得氧化反应受到影响。

在温度处于80摄氏度或更高的情况下，经历长时间的保温后，鼓泡能够使得硫结晶生长，从而能够促进沉降，但是这种方法需要消耗的时间较长，还会增加能耗，所以可以看出，低温与高温都不适合采用铁离子盐氧化吸收低浓度的硫化氢，对硫磺回收会产生一定负面影响[2]。

2.2正三价铁离子浓度对于纯度的影响

正三价铁离子浓度对于硫磺纯度会产生直接影响，在正三价铁离子浓度增加情况下，产生的硫磺纯度就会降低，主要是由于正三价铁离子浓度增加使得反应速度加快，硫磺生成时间缩短，产生硫磺的速度越快，晶体存在的结构缺陷就越多，从而使得硫磺晶体杂质增加，降低硫磺纯度，但是二价铁离子与氢离子对于硫磺的纯度影响较低。

2.3吸收剂对硫磺分离的影响

结合相关研究成果来看，硫化氢在硫酸铁容易与氯化铁溶液中产生的硫磺，在物理性质方面存在很大差异。在硫酸铁溶液中产生的硫磺颗粒较大，所以分离较为简单；然而在氯化铁溶液中生成的硫磺颗粒较小，且粘稠度较高，分离难度较大。同时，在氯离子浓度提升的情况下，产生的硫磺物理性质也会发生变化，氯离子浓度越高，产生的硫磺颗粒越小，分离难度越大。

2.4硫磺分离技术分析

液固废均相物系常用的分离方法包括沉降与过滤两种不同方式，采用滤布作为硫磺过滤介质，对含有硫磺的硫酸铁溶液进行过滤具有可行性，硫酸铁溶液容易被过滤出来；在对氯化铁溶液进行过滤时，需要在滤布中增加滤饼，才能够确保过滤效果。然而在生产实践中，因为影响因素较多，产生的硫磺纯度较低，无法直接应用在化工生产中，如果采用直接分离的方式，需要经过后续处理后才能使用，但是会使得工艺流程更加繁琐，且经济效益降低，为此需要对硫磺分离技术进行改进。

3硫磺分离技术的研究进展分析

在硫磺分离技术中，多项新型分离技术逐渐开始应用，主要包括如下几项：（1）高分子絮凝剂分离技术。以聚丙烯丙烯酰胺为例，是一种具有良好效能的高分子絮凝剂。通过水溶性的高分子量聚合物絮凝剂，能够提升固液分离速度，主要是絮凝剂能够与许多物质亲和，使得大分子中的电荷与离子上的反电荷间静电吸引作用，产生氢键，在吸附离子键构成连接，使得多个离子连接到一起，从而产生絮凝团，使得粒子下沉速度提高。在吸收液中加入适量的高分子絮凝剂，能够加速硫磺颗粒沉降速度，并降低分离难度，使得硫磺分离工序更加简单，已经开始在硫磺分离中应用，具有良好的效果[3]。（2）表面活性剂分离技术。在传统的湿法脱硫技术中，因为溶液中存下大量气体，且反应液混合速度较快，会产生气-液-固悬浮液，生成的硫磺颗粒较小，且容易附着在溶液气泡表面，产生硫泡沫层，导致硫完全沉降，过滤难度增加，而通过采用表面活性剂，能够提升硫颗粒度，使得过滤性能得以改善。

通过上述硫磺分离技术的应用情况来看，当前硫磺分离技术已经取得全面发展，多种新型工艺技术开始应用，使得硫磺分离难度较低，能够通过较低的成本获取硫磺，对于化工生产具有重要的意义。可以预见的是，随着化工生产技术的不断进步，未来硫磺分离技术将会得以全面创新，更多的新型分离技术会相继开始应用，使得硫磺分离难度进一步降低，所以需要加强对该技术领域的研究。

结束语

综上所述，本文简要阐述了硫化氢氧化吸收形成硫的形态，并对影响硫磺分离技术效果的因素进行分析，最后总结了多项先进的分离技术，希望能够对化工生产领域起到一定的借鉴与帮助作用，不断提升硫磺分离技术水平。

参考文献

[1]张珂, 李晓玲, 常丽萍,等. 硫化氢资源化技术研究进展[J]. 现代化工, 2022(002):042-042.

[2]龚占明, 鄂佳欣. 硫化氢直接分解制取氢气和硫磺研究进展[J]. 名城绘, 2020,000(002):1-1.

[3]段超, 唐春, 吴梦南,等. 电催化分解硫化氢制氢脱硫研究进展[J]. 天然气化工—C1化学与化工, 2021, 46(S01):7-7.