• （2）再生的基本原理与催化剂的选择
碱性吸收剂只能将原料气中的H2S吸收到溶液中，不能氧化为单质硫。因 此，需在溶液中添加催化剂作为载氧体，氧化态的催化剂将H2S氧化为单质硫， 其自身呈还原态。还原态催化剂在再生时被空气中的氧氧化后恢复氧化能力， 如此循环使用。过程如下：
载氧体（氧化态）+H2S＝S+载氧体（还原态） 载氧体（还原态）+O2＝H2O+载氧体（氧化态） 总反应式： H2S+O2（空气）＝S↓+H2O 选择适宜的载氧催化剂是湿法氧化法的关键。载氧催化剂必须既能氧化硫 化氢又能被空气中的氧氧化。实际选择催化剂时考虑到催化剂氧化硫化氢， 一方面要充分氧化为单质硫，提高脱硫液的再生效果；另一方面又不能过度 氧化生成副产物硫代硫酸盐和硫酸盐，影响脱硫液的再生效果。同时，如果 催化剂的电极电位太高，氧化能力太强，再生时被空气氧化就越困难。因此， 常用有机醌类作催化剂。
• ④载氧体（栲胶）的再生。该反应在设备再生槽中进行。
栲胶（ 还原） O2(空气中) 栲胶（ 氧化） H2O
• 以上四个反应方程式总反应为
2H2S O2 2S 2H2O
2NNaa2VH4SO9 4N2a栲V胶 O 3（(氧氧化化催）化 2)NaHO2HOHN2aO2V4O4N9 aV4ON3aOH2栲胶2S（还原）
料气中的硫化氢吸收；吸收到溶液中的硫化氢的氧化以及吸收剂的再 生；单质硫的浮选和净化凝固。
（1）吸收的基本原理及吸收剂的选择 硫化氢是酸性气体，其水溶液呈酸性，吸收过程可表示为：
H2S(g) = H+ + HSH+ + OH-(碱性吸收剂)=H2O 故吸收剂应为碱性物质，使硫化氢的吸收平衡向右移动。工业中一 般用碳酸钠水溶液或氨水作吸收剂。
②偏钒酸钠含量 偏钒酸钠含量高，氧化HS-速率快。其含量取决于它能否在进入再 生槽前全部氧化完毕，否则就会有Na2S2O3生成，太高不仅造成偏钒酸 钠的催化剂浪费，而且直接影响硫磺纯度和强度（一般太高会使硫锭变 脆），生产中一般应加入1~1.5g/L。
2NNaa2VH4SO9 4N2a栲V胶 O 3（(氧氧化化催）化 2)NaHO2HOHN2aO2V4O4N9 aV4ON3aOH2栲胶2S（还原）
栲胶脱硫法
目前化学脱硫主要是纯碱液相催化法，要使HS-氧化成单质硫而又不
发生深度氧化，那么该氧化剂的电极电位应在0.2V<E<0.75V范围内，
通 常选栲胶，PDS，ADA。以栲胶为例说明湿式氧化法脱硫基本原理。
栲胶的主要组成丹宁（约70％），通常为棕黄色至棕褐色，粉状或 块状。栲胶溶于水，水溶液属半胶态体系，呈弱酸性。栲胶中含有大量 的邻二或邻三羟基酚，多元酚的羟基受电子云的影响，间位羟基比较稳 定，而连位和邻位羟基很活泼，易被空气中氧所氧化。用于脱硫的栲胶 必须是水解类热溶栲胶，在碱性溶液中更容易氧化成醌类，氧化态的栲 胶在还原过程中氧取代基又还原成羟基。
第一节 脱硫方法
（2）栲胶法脱硫的反应条件
③栲胶含量 化学载氧体，作用是将焦钒酸钠氧化成偏钒酸钠，如果含量低直 接影响再生效果和吸收效果，太多则易被硫泡沫带走，从而影响硫磺的 纯度。生产中一般应控制在0.6~1.2ｇ/L。
第一节 脱硫方法
（2）栲胶法脱硫的反应条件
①溶液的PH。 提高pH能加快吸收硫化氢的速率，提高溶液的硫容，从而提高气 体的净化度，并能加快氧气与还原态栲胶的反应速率。但pH过高，吸 收二氧化碳的量增多，且易析出NaHCO3结晶，同时降低钒酸盐与硫氢 化物反应速率和加快了生成硫代硫酸钠的速率。因此通过大量的实验证 明：pH=8.1~8.7为适宜值。
• ②元素硫的析出：该反应设备为吸收塔，但在吸收塔内反应有少量 进行，主要在富液槽内进行。
2NaHS 4NaVO 3(氧化催化 ) H2O Na 2V4O9 4NaOH 2S
• ③氧化剂的再生。该反应在富液槽和再生槽中进行。
Na 2V4O9 2栲胶（ 氧化） 2NaOH H2O 4NaVO 3 2栲硫方法可分为两类：干法脱硫，湿法脱硫。 干法脱硫设备简单，但反应速率较慢，设备比较庞大，且硫容量有 限，常需多个设备切换操作。 湿法脱硫的优点是脱硫剂为液体，便于输送，脱硫剂容易再生，还 能回收有价值的硫磺，从而构成脱硫循环系统，实现连续化和大规模 生产。
• 1.湿式氧化法脱硫 基本原理：湿式氧化法脱硫包含三个过程:脱硫剂中的吸收剂将原
合成氨原料气脱硫
硫化物存在的对合成氨生产工艺、设备、产品质量都有严重的影响， 如造成催化剂中毒。故需脱除，指标越低越好。
合成氨原料气中的硫是煤中硫化物受热分解产生的，以各种形态的 含硫化合物存在的，如硫化氢、硫氧化碳、二硫化碳、硫醇、硫醚、 环状硫化物等。性质如下： 1.硫化氢(H2S)
无色气体，有毒，溶于水呈酸性，与碱作用生成盐，可被碱性溶液 脱除，能与某些金属氧化物作用，氧化锌脱硫就是利用这一性质。 2.硫氧化碳(COS)
无色无味气体，微溶于水，与碱作用缓慢生成不稳定盐，高温下与 水蒸气作用转化为硫化氢与二氧化碳。
3.二硫化碳(CS2) 常温常压下为无色液体，易挥发，难溶于水，可与碱溶液作用，可
与氢作用，高温下与水蒸气作用转化为硫化氢与二氧化碳。 4.硫醇(RSH， R为烷基)
主要是甲硫醇CH3SH与乙硫醇C2H5SH，不溶于水，其酸性比相应 的 醇类强，能与碱作用，可被碱吸收 。 5.硫醚(RSR) 最典型的是二甲硫醚（CH3）2S，是无气味的中性气体，性质较稳 定，400℃以上才分解为烯烃与硫化氢。 6.噻吩(C4H4S) 物理性质与苯相似，有苯的气味，不溶于水，性质稳定，加热至 500℃也难分解，是最难脱除的硫化物。
2NNaa2VH4SO9 4N2a栲V胶 O 3（(氧氧化化催）化 2)NaHO2HOHN2aO2V4O4N9 aV4ON3aOH2栲胶2S（还原）
第一节 脱硫方法
（1）栲胶法脱硫基本原理 • ①化学吸收：该反应对应的设备为填料式吸收塔，吸收速率很快。
Na 2CO3(吸收) H2S NaHCO 3 NaHS