[发明专利]一种脱除硫化氢气体的方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种利用Keggin型金属有机框架多金属氧酸盐脱除硫化氢气体的方法。

背景技术：

硫化氢是一种高度刺激的气体，具有强烈的臭鸡蛋气味，气体中硫化氢的存在不仅会引起设备和管路腐蚀、催化剂中毒，而且会严重威胁人身安全。我国对环境大气、车间空气及工业废气中硫化氢浓度已有严格规定：居民区环境大气中硫化氢的最高浓度不得超过0.01mg/m³；车间工作地点空气中硫化氢最高浓度不得超过10mg/m³；城市煤气中硫化氢浓度不得超过20mg/m³；油品炼厂废气中硫化氢浓度要求净化至10-20mg/m³。

对于硫化氢的脱除，已见报道的处理方法很多，这些方法主要分为二大类：干法脱硫剂脱硫工艺和湿法脱硫剂脱硫工艺。干法脱硫剂脱硫工艺由于其工艺简单、易于操作、脱硫精度较高，相对能耗低而被广泛应用。常用的干法脱硫剂主要有：氧化铁、氧化锌、普通活性炭等。该工艺一般常用于工业尾气中硫化氢的去除或其它的精细脱硫，所采用的脱硫剂大多数不能再生或再生工艺复杂，不合适天然气中大量硫化氢气体的脱除，且无法回收或再利用硫形成资源浪费。湿法脱硫剂脱硫工艺，一般采用吸收液吸收硫化氢，在催化剂作用下将硫化氢氧化成硫磺，催化剂可在空气或氧气中再生后继续使用。该工艺反应催化体系为液相体系，且高效、可再生，同时具有将硫化氢转化为单质硫的优点。

目前，湿法脱硫剂脱硫工艺在溶液稳定性、控制副反应和氧化剂环保性等方面还存在问题。开发一种稳定性好、组成相对简单且绿色环保脱硫效率高的氧化剂成为该工艺的研究重点。

发明内容：

本发明提供一种利用Keggin型金属有机框架多金属氧酸盐脱除硫化氢气体的方法。采用多金属氧酸盐作为湿法脱硫剂，其稳定性好且脱硫效率高。

本发明原理：

多金属氧酸盐吸收硫化氢的化学传质反应过程,包括以下五个步骤：

（1）将多金属氧酸盐制备成水溶液；

（2）将含硫化氢的气体通入上述水溶液，使硫化氢从气相主体扩散到气液界面；

（3）在界面处硫化氢溶解并解离成HS^-，同时通过界面向液相扩散；

（4）HS^-、过量的H₂S与多金属氧酸盐发生氧化还原反应，生成单质硫；

（5）随着氧化还原反应的进行，解离平衡被破坏，更多的H₂S向液相扩散，参与氧化还原反应，从而实现了脱除气相中硫化氢的目的。

本发明所述的一种深度脱除硫化氢的湿法脱硫剂，该脱硫剂主要是多金属氧酸盐，包括：Cu₃(L)₆[H₃(PMo₁₂O₄₀)₂]·nH₂O（或

Cu₃(L)₆[H₅(SiW₁₂O₄₀)₂]·nH₂O），C₈H₁₀N₄结构式：记作L。

本发明所述的多金属氧酸盐脱硫剂的制备方法，包括下列步骤：

取0.01-0.2mmol的H₃[PMo₁₂O₄₀](或H₄[SiW₁₂O₄₀])，0.05-2mmol的Cu(CH₃COO)₂，0.01-1mmol的C₈H₁₀N₄，室温条件下溶于5-50ml蒸馏水。利用0.1-1mol/l的盐酸调节上述溶液的pH值，使其保持在3-5.5。