一种去除污水废气硫化氢的催化脱硫工艺和反应装置的制作方法

本发明涉及脱硫领域，尤其是涉及一种去除污水废气硫化氢的催化脱硫工艺和反应装置。

背景技术：

1、城市市政污水和石化行业及其他行业的污水处理过程中普片存在在硫化氢积聚在污水池上部废气内，浓度从数十mg/nm3至数百mg/nm3甚至近千mg/nm3不等，是污水异味的主要来源之一。

2、其中，硫化氢是一种急性剧毒物质，吸入少量高浓度硫化氢可于短时间内致命。低浓度的硫化氢对眼、呼吸系统及中枢神经生产伤害。硫化氢密度大于空气，极其容易在静止情况下积聚在地面或建筑物的下层空间，形成高度危险层。故如何有效去除废气中的硫化氢具有重要意义。

技术实现思路

1、为了有效去除废气中的硫化氢，减小硫化氢带来的危害，本申请提供一种去除污水废气硫化氢的催化脱硫工艺和反应装置。

2、本申请提供的一种去除污水废气硫化氢的催化脱硫工艺采用如下的技术方案：

3、一种去除污水废气硫化氢的催化脱硫工艺，包括以下步骤：

4、往储液箱中充填液相氧化还原催化剂至指定液位；

5、将含有硫化氢的废气通入催化脱硫塔的双相反应层，液相氧化还原催化剂经循环泵泵至双相反应层顶部后喷入双相反应层，使废气与液相氧化还原催化剂在双相反应层内接触反应，得到含硫单质的液相氧化还原催化剂与不含硫化氢的气体；

6、含硫单质的液相氧化还原催化剂返回储液箱中，硫单质在自身重力作用下沉淀至储液箱底部，实现液相氧化还原催化剂与硫单质的初步分离，确保上层液相氧化还原催化剂可以持续循环；从储液箱底部将含硫单质的液体抽至固液分离系统中进行固液分离，分离出的液体直接循环至双相反应层中或储液箱中进行重复利用；

7、其中，所述液相氧化还原催化剂包括碱性物质、金属氧化物r2o3、稳定剂以及水。

8、本申请采用特殊液相氧化还原催化剂，在有氧环境中将硫化氢溶入液相，并采用催化氧化还原催化剂，将硫化氢的氢元素转化为水；硫元素转化为硫单质，具体的反应原理如下：

9、式1 r2o3.h2o+3h2s＝r2 s3.h2o+3h2o

10、式2 2 r2 s3.h2o+3o2＝2 r2o3.h2o+6s↓

11、总反应3

12、其中，金属氧化物r2o3在反应中起到催化剂的作用，在将硫化氢转化为单质硫的过程中，没有成分改变，只有硫化氢转化为单质硫和水。故采用本申请的工艺进行含硫化氢废气的处理时，液相氧化还原催化剂部分不需要更换，只需要部分补充运行过程中随尾气流失的部分即可。

13、另外，上述单塔脱硫工艺最低能够去除95％的硫化氢，根据进口废气中的硫化氢浓度，调整催化剂浓度比以及喷淋液气比即可。对于高浓度硫化氢的废气，可以设置多个串联的催化脱硫塔，以使出口的气体中硫化氢含量能够达到排放标准，能够有效预防废气中硫化氢带来的危害。

14、可选的，所述金属氧化物r2o3中r选用fe3+。

15、可选的，所述稳定剂为表面活性剂。

16、表面活性剂吸附在金属氧化物r2o3表面而形成一个扩展的双电层，由此达到降低金属氧化物r2o3因靠得太近而发生絮凝或聚集的目的。

17、可选的，所述液相氧化还原催化剂的制备方法包括以下步骤：

18、对金属氧化物r2o3进行研磨，然后过400目以上的筛进行筛分，得到粉状金属氧化物r2o3；将粉状金属氧化物r2o3投入碱性溶液中浸渍24h以上，过滤、干燥得到活化金属氧化物r2o3；

19、将活化金属氧化物r2o3、碱性物质以及稳定剂加入水中，搅拌至均匀分散，得到金属氧化物r2o3稳定分散的液相氧化还原催化剂。

20、采用上述方法制备液相氧化还原催化剂能够促使金属氧化物r2o3产生新的表面，减轻金属氧化物r2o3发生聚集的可能性，有利于金属氧化物r2o3的均匀分散，从而有效预防液相氧化还原催化剂堵塞喷嘴的问题。

21、可选的，所述碱性溶液选用质量分数在8-12％的氢氧化钠溶液。

22、可选的，所述双相反应层内的压力为常压，温度为常温。

23、可选的，所述不含硫化氢的气体继续通入除液层，得到进一步净化的气体后再排出。

24、除液层为普通填料塔除液填料或者丝网层，有利于减少雾沫夹带，并减少水相流失。

25、第二方面，本申请提供一种去除污水废气硫化氢的催化脱硫反应装置，用于上述催化脱硫工艺。其中，一种去除污水废气硫化氢的催化脱硫反应装置采用如下的技术方案：一种去除污水废气硫化氢的催化脱硫工艺所采用的反应装置，包括催化脱硫塔、液相氧化还原催化剂循环系统以及固液分离系统；

26、所述催化脱硫塔包括由下至上依次设置的回收层与双相反应层，所述双相反应层与回收层连通，且所述回收层开设有供废气进入的进气口；

27、所述液相氧化还原催化剂循环系统包括与回收层相连通的储液箱、位于所述双相反应层顶部的喷液组件以及与储液箱、喷液组件相连以将储液箱内的液相氧化还原催化剂抽至喷液组件的循环组件；

28、所述固液分离系统包括分离器、将所述储液箱底部含硫单质的液体抽至分离器的抽液泵以及将所述分离器分离出的液体循环至储液箱的循环管道。

29、可选的，所述催化脱硫塔还包括除液层，所述除液层位于双相反应层的顶部，且所述除液层开设有供气体排出的出气口。

30、综上，本申请的技术方案至少包括以下有益效果：

31、(1)金属氧化物r2o3在反应中起到催化剂的作用，在将硫化氢转化为单质硫的过程中，没有成分改变，只有硫化氢转化为单质硫和水。故采用本申请的工艺进行含硫化氢废气的处理时，液相氧化还原催化剂部分不需要更换，只需要部分补充运行过程中随尾气流失的部分即可；

32、(2)本申请单塔脱硫工艺最低能够去除95％的硫化氢，根据进口废气中的硫化氢浓度，调整催化剂浓度比以及喷淋液气比即可。对于高浓度硫化氢的废气，可以设置多个串联的催化脱硫塔，以使出口的气体中硫化氢含量能够达到排放标准，能够有效预防废气中硫化氢带来的危害。

技术特征：

1.一种去除污水废气硫化氢的催化脱硫工艺，其特征在于：包括以下步骤：

2.根据权利要求1的一种去除污水废气硫化氢的催化脱硫工艺，其特征在于：所述金属氧化物r2o3中r选用fe3+。

3.根据权利要求1的一种去除污水废气硫化氢的催化脱硫工艺，其特征在于：所述稳定剂为表面活性剂。

4.根据权利要求1的一种去除污水废气硫化氢的催化脱硫工艺，其特征在于：所述液相氧化还原催化剂的制备方法包括以下步骤：

5.根据权利要求4的一种去除污水废气硫化氢的催化脱硫工艺，其特征在于：所述碱性溶液选用质量分数在8-12%的氢氧化钠溶液。

6.根据权利要求1的一种去除污水废气硫化氢的催化脱硫工艺，其特征在于：所述双相反应层（2）内的压力为常压，温度为常温。

7.根据权利要求1的一种去除污水废气硫化氢的催化脱硫工艺，其特征在于：所述不含硫化氢的气体继续通入除液层（3），得到进一步净化的气体后再排出。

8.权利要求1-7任一项的一种去除污水废气硫化氢的催化脱硫工艺所采用的反应装置，其特征在于：包括催化脱硫塔、液相氧化还原催化剂循环系统以及固液分离系统；

9.根据权利要求8的一种去除污水废气硫化氢的催化脱硫工艺所采用的反应装置，其特征在于：所述催化脱硫塔还包括除液层（3），所述除液层（3）位于双相反应层（2）的顶部，且所述除液层（3）开设有供气体排出的出气口。

技术总结
本发明公开了一种去除污水废气硫化氢的催化脱硫工艺和反应装置，涉及脱硫领域。其中，催化脱硫工艺包括以下步骤：往储液箱中充填液相氧化还原催化剂；将含有硫化氢的废气通入催化脱硫塔的双相反应层，并将液相氧化还原催化剂泵入双相反应层，得到含硫单质的液相氧化还原催化剂与不含硫化氢的气体；含硫单质的液相氧化还原催化剂返回储液箱中，硫单质沉淀至储液箱底部，上层液相氧化还原催化剂持续循环至双相反应层中；将含硫单质的液体抽至固液分离系统中进行固液分离，分离出的液体循环至双相反应层中或储液箱中进行重复利用。本申请液相氧化还原催化剂在将硫化氢转化为单质硫后，不会发生成分的改变，故不需要更换，仅补充损失部分即可。

技术研发人员：郑承煜,邵伟亭
受保护的技术使用者：上海安居乐环保科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13