引用本文
泄漏硫化氢干法应急处置安全性及工艺研究
Outline:
袁长忠
收稿日期：2023-10-29
基金项目：中石化科技攻关项目“高含硫油藏开发安全保障关键技术研究”(321034)
摘要：目的 在高含硫油气井和炼化厂脱硫装置生产过程中存在硫化氢(H2S)泄漏的风险，而以物理稀释为主的应急处置方法效率低，影响应急救援。拟采用气体捕集与干法脱硫相结合的工艺进行泄漏H2S的处置，并对泄漏气体中引入空气是否会影响干法脱硫的安全性和脱硫剂的性能开展实验研究。方法 通过模拟泄漏H2S干法处理流程，对比测试了活性炭、氧化铁和氧化锌等不同类型干法脱硫剂的穿透硫容和床层温升，优选出性能更好的脱硫剂。以优选脱硫剂为研究对象，考查在不同H2S含量的条件下，空速和空气含量对其温升、穿透硫容、脱硫精度和副反应的影响。结果 从8种不同厂家提供的氧化铁脱硫剂中优选出穿透硫容最高的3#脱硫剂，在原粒度模拟工况条件下，其穿透硫容可达到18.2%；脱硫剂床层温升随着H2S含量的增加而升高，随着空速和空气含量的增大，脱硫剂床层温升呈现先迅速升高后趋于平稳甚至略有下降的趋势，最高不超过40 ℃；当空气体积分数超过25%时，脱硫剂穿透硫容提高约50%，空速与穿透硫容呈明显负相关性；当空速低于1 000 h-1时，穿透硫容超过25%，空气含量对脱硫精度和副反应无影响；在H2S穿透前和空速低于2 000 h-1的条件下，没有生成副产物二氧化硫(SO2)。结论 采用干法脱硫工艺对泄漏H2S进行处理，会同时发生脱硫和再生过程，床层会产生一定的温升，没有生成副产物SO2，具有较高的安全性。空气的加入提升了脱硫剂的硫容性能，在对泄漏H2S进行干法应急处置时空气体积分数应大于25%，空速应低于1 000 h-1。
关键词：硫化氢泄漏 应急处置 干法脱硫 温升 安全性 二氧化硫
Study on safety and process of dry method emergency disposal of leaked hydrogen sulfide
Outline:
YUAN Changzhong
Petroleum Engineering Technology Research Institute of Shengli Oilfield Company, Sinopec, Dongying, Shandong, China
Abstract: Objective There is a risk of hydrogen sulfide (H2S) leakage in the production process of high-sulfur oil and gas wells and desulfurization units in refineries, and the efficiency of emergency disposal method mainly based on physical dilution is low, which will affect the emergency rescue. A combined process of gas capture and dry desulfurization is proposed to dispose the leaked hydrogen sulfide, and whether the introduction of air in the leaked gas will affect the safety of dry desulfurization and the performance of desulfurizers is studied. Methods By simulating the dry treatment process of leaked hydrogen sulfide, the sulfur capacity and bed temperature rise of different types of dry desulfurizers such as activated carbon, iron oxide, and zinc oxide were compared and tested, and the desulfurizer with better performance was selected. Taking the optimized desulfurizer as the research object, the effects of space velocity and air content on temperature rise, penetration sulfur capacity, desulfurization accuracy, and side reactions were investigated under different H2S content. Results The 3# desulfurizer with the highest penetration sulfur capacity was selected from 8 kinds of iron oxide desulfurizers from different manufacturers. Under the simulated operating conditions of the original particle size, the penetration sulfur capacity could reach 18.2%. The rise in desulfurizer bed temperature increased with increased hydrogen sulfide content. With the increase of space velocity and air content, it increased rapidly and then tended to be stable or even slightly decreased, and the maximum temperature rise did not exceed 40 ℃. When the air volume fraction exceeded 25%, the sulfur capacity of the desulfurizer increased by about 50%, and there was a significant negative correlation between space velocity and penetration sulfur capacity. When the space velocity was lower than 1 000 h-1, the penetration sulfur capacity exceeded 25%. The desulfurization accuracy and side reactions were not affected by the air content. There was no by-product of sulfur dioxide generating before the penetration of hydrogen sulfide and at a space velocity below 2 000 h-1. Conclusions Using a dry desulfurization process to treat leaked hydrogen sulfide would result in simultaneous desulfurization and regeneration processes, with a specific temperature rise in the bed layer and no by-product of sulfur dioxide generating, which had high safety. The addition of air had a specific improvement effect on the penetration sulfur capacity of desulfurizer. When the air volume fraction was greater than 25%, and the space velocity was lower than 1 000 h-1, it was suitable for dry method emergency response of leaked hydrogen sulfide.
Key words:
hydrogen sulfide leakage emergency response dry desulfurization temperature rise safety sulfur dioxide
我国高含硫油气资源丰富，“十五”期间探明的天然气中有990×108 m3为高含硫化氢(H2S)天然气，主要分布在鄂尔多斯、塔里木、四川盆地及柴达木盆地[1]，胜利油田的渤南油田也发现了5 600×104 t含硫常规油藏和2×108 t含硫页岩油藏。在含硫油气资源开发和炼制的过程中，存在H2S泄漏的风险，特别是在山区低洼处，H2S泄漏导致人员中毒的风险更大。目前，针对H2S气体的泄漏应急处置，主要采用强制通风和喷水等物理稀释法，处置效率低，应急救援难度大。近年来，国内研究机构开展了一些关于泄漏H2S应急处置的技术研究，如中国石化安全工程研究院有限公司研制了一种干粉式H2S补消器[2]，通过将浸渍碱性铁盐的活性炭干粉喷洒到泄漏空间内，从而吸附H2S。由于该设备装填量较小(通常为4 kg/只)，对H2S的吸收能力有限，主要适用于小型密闭空间；张婷婷等[3]利用模拟空间考查了以碳酸钠为添加剂的喷淋工艺对H2S的处置效果，碳酸钠可以增强喷淋水对H2S的吸收能力，但由于该化学反应为酸碱吸收可逆反应，故存在二次伤害等问题。目前，国内针对高含硫气井和炼化脱硫装置等可能存在的高含量H2S连续泄漏问题，尚未形成有效的应急处置技术。
本研究创新性地提出了一种气体捕集+脱硫工艺的泄漏H2S应急处置思路，采用可移动式气体捕集装置靠近泄漏点，有效捕集泄漏的H2S，再经快速高效脱硫装置实现空气的净化。为保障脱硫过程的稳定可靠、操作简便和脱硫程度，拟采用干法脱硫工艺。此外，由于泄漏的H2S中引入了空气，而空气对脱硫过程安全性和脱硫剂性能的影响尚缺乏实验依据，故针对泄漏的H2S开展了干法脱硫模拟实验。实验对比考查了活性炭、氧化铁和氧化锌等脱硫剂的性能，以脱硫剂穿透硫容、床层温升作为评价的主要指标，优选适用于泄漏H2S处理的脱硫剂，并考查了在不同H2S含量条件下，空气含量、空速等参数对优选脱硫剂床层温升、穿透硫容、脱硫精度和副反应的影响，确定了最优操作条件，可为泄漏H2S的应急处置提供参考。
1 实验材料与方法
1.1 实验材料
脱硫剂：活性炭型，郑州永坤；氧化锌型，临朐宏瑞；氧化铁型(1#，华烁科技；2#，华烁科技；3#，武汉紫实科技；4#，山东嘉宇环保；5#，临朐宏瑞；6#，郑州宝达环保；7#，河南翔豫化工；8#，四川天润永坤)；HC型微量硫分析仪(氢火焰色谱仪)，H2S检测精度0.03×10-6；KY-2B控氧仪；恒温水浴(20~90 ℃)；E型温度显示仪(0~100 ℃，±0.5 ℃)；质量流量计(10~2 000 mL/min)；硫标准气(H2S体积分数为10.2×10-6，其余为N2)，大连光明研究院；H2S(体积分数为99.99%)，大连光明研究院；高纯氢(体积分数为99.999%)，武钢制氧厂；N2(体积分数为99.999%)，武钢制氧厂；O2(体积分数为99.999%)，武钢制氧厂；脱硫反应器：①Φ30 mm×160 mm(用于原粒度脱硫剂测试)；②Φ6.5 mm×250 mm(用于小粒度脱硫剂测试)；③Φ30 mm×500 mm(用于温升测试)。
1.2 实验方法
1.2.1 模拟实验流程
将H2S、N2和O2气瓶依次与质量流量计、混合器、控氧仪、水饱和器和脱硫反应器连接，见图 1。不同H2S含量的原料气成分经质量流量计控制，再经混合器配制而成，氧气含量通过控氧仪调节，出口H2S含量和SO2含量由微量硫分析仪检测分析。
1.2.2 脱硫剂的优选
1) 不同类型干法脱硫剂性能测试方法。参照企业标准Q/HS 025-2016《T703型氧化铁精脱硫剂》[4]，在装样量为30 mL、脱硫剂粒度为3~4 mm、O2体积分数为5%、H2S体积分数为10 000×10-6、空速为1 000 h-1、常温及饱和水的条件下，开展氧化铁、氧化锌和活性炭等不同类型干法脱硫剂穿透硫容、床层温升、出口H2S和SO2含量等性能的测试。
2) 不同样品氧化铁脱硫剂硫容测试方法。参照Q/HS 025-2016和行业标准HG/T 5759-2020《常温氧化铁脱硫剂》[5]，在装样量为30 mL、空速为1 000 h-1、氧体积分数为0、H2S体积分数为10 000×10-6、常温及饱和水的条件下，开展不同粒度、不同样品的氧化铁脱硫剂硫容测试。
1.2.3 空气含量和空速对脱硫剂性能的影响
参照Q/HS 025-2016，在H2S体积分数为100×10-6~50 000×10-6、空气体积分数为0~95%、空速为500~4 000 h-1、常温及饱和水的条件下，开展脱硫剂床层温升、穿透硫容、脱硫精度和副反应(生成SO2)等性能的测试。
2 结果与讨论
2.1 不同类型干法脱硫剂的性能对比
目前，干法脱硫工艺主要有氧化铁法、氧化锌法和活性炭法等[6]。选择不同类型的干法脱硫剂进行穿透硫容、床层温升、副产SO2及穿透前出口H2S含量的性能测试，结果如图 2~图 5所示。
从以上3类脱硫剂的穿透硫容测试结果(图 2)来看，氧化铁与活性炭的穿透硫容较高，均达到15%以上，而氧化锌的穿透硫容只有8.3%；从温升的测试结果(图 3)来看，氧化铁>活性炭>氧化锌。
氧化铁(反应物为Fe2O3·xH2O)与H2S反应生成Fe2S3·xH2O，当存在空气时，Fe2S3·xH2O与空气中的O2发生再生反应生成Fe2O3·xH2O，其反应式及反应热见式(Ⅰ)~式(Ⅱ)。
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\begin{array}{r}
\mathrm{Fe}_2 \mathrm{O}_3 \cdot x \mathrm{H}_2 \mathrm{O}+3 \mathrm{H}_2 \mathrm{S} \rightarrow \mathrm{Fe}_2 \mathrm{S}_3 \cdot x \mathrm{H}_2 \mathrm{O}+3 \mathrm{H}_2 \mathrm{O} \\
\Delta H_{298}=-63.0 \mathrm{kJ} / \mathrm{mol}
\end{array}
$ |
(Ⅰ) |
| $
\begin{array}{r}
\mathrm{Fe}_2 \mathrm{S}_3 \cdot x \mathrm{H}_2 \mathrm{O}+1.5 \mathrm{O}_2 \rightarrow \mathrm{Fe}_2 \mathrm{O}_3 \cdot x \mathrm{H}_2 \mathrm{O}+3 \mathrm{S}(\mathrm{g}) \\
\Delta H_{298}=-609.0 \mathrm{kJ} / \mathrm{mol}
\end{array}
$ |
(Ⅱ) |
活性炭借助碱性活性中心的催化作用，使H2S与吸附在活性炭表面上的O2反应生成单质硫，其反应式及反应热见式(Ⅲ)。
| $
\mathrm{H}_2 \mathrm{S}+0.5 \mathrm{O}_2 \rightarrow \mathrm{S}+\mathrm{H}_2 \mathrm{O} \quad \Delta H_{298}=-289.2 \mathrm{kJ} / \mathrm{mol}
$ |
(Ⅲ) |
氧化锌与H2S直接反应生成化学性质稳定的硫化锌，其反应式及反应热见式(Ⅳ)。
| $
\mathrm{ZnO}+\mathrm{H}_2 \mathrm{S} \rightarrow \mathrm{ZnS}+\mathrm{H}_2 \mathrm{O} \quad \Delta H_{298}=-76.6 \mathrm{kJ} / \mathrm{mol}
$ |
(Ⅳ) |
从以上反应热的数据来看[7]，3类脱硫剂脱硫反应放热顺序为氧化铁>活性炭>氧化锌，与温升结果一致。测试过程中，各脱硫剂出口SO2体积分数均低于0.03×10-6(仪器测试精度)，说明未出现副反应。另外，从经济性来看，氧化铁脱硫剂价格最低，综上所述，确定采用氧化铁脱硫剂。
2.2 不同样品氧化铁脱硫剂硫容对比
目前，各行业标准及企业标准对氧化铁脱硫剂的评价方法不统一，粒度、装量、空速和高径比均不相同，但主要分为小粒度和原粒度两大类评价方法。
1) HG/T 4354-2012《常温氧化铁脱硫剂硫容试验方法》中的脱硫剂样品为小粒度(0.85~1.18 mm)[8]，装样量为2 mL，高径比为1.5~2.0，反应温度为25 ℃，原料气为N2+H2S，原料气中硫元素质量浓度为4~6 g /m3，空速为1 000 h-1。
2) HG/T 5759-2020中的脱硫剂样品为小粒度(0.12~0.18 mm)，装样量为1 mL，高径比为3.0~5.0，反应温度为25 ℃，原料气为N2+H2S，原料气中H2S体积分数为2%~4%，空速为1 000 h-1。
3) Q/HS 025-2016中的脱硫剂样品为原粒度(6~8目，相当于3~4 mm)，装样量为30 mL，高径比为1.1~1.3，反应温度及饱和水温度均为30 ℃，原料气为N2+H2S+O2，其中，O2与H2S的体积比为2.2~5.0，空速为1 000 h-1。
选取8种不同厂家不同型号的氧化铁脱硫剂样品，分别参照HG/T 5759-2020中的常温氧化铁脱硫剂和Q/HS 025-2016中的T703型氧化铁精脱硫剂，在装样量为30 mL、空速为1 000 h-1、氧体积分数为0、H2S体积分数为10 000×10-6、常温及饱和水的条件下开展了不同粒度的氧化铁脱硫剂样品穿透硫容和饱和硫容的测试，结果见图 6。
由图 6可知，不同粒度的氧化铁脱硫剂样品的穿透硫容和饱和硫容差别较大。总体来看，同一样品不同粒度的硫容从大到小顺序多为：小粒度饱和硫容>小粒度穿透硫容>原粒度饱和硫容>原粒度穿透硫容。其原因主要是在小粒度条件下，脱硫剂颗粒直径小，比表面积大，H2S气体扩散速度快，有利于脱硫剂中的有效成分与H2S接触反应；而在原粒度条件下，要实现脱硫剂的充分反应，H2S气体需要先穿过外部空隙，空隙中的气体扩散速度成为影响脱硫反应的关键。在测试的8个样品中，2#样品的小粒度穿透硫容最高，达到了29.4%，3#样品的原粒度穿透硫容最高，达到了18.2%；从样品的饱和硫容来看，3#样品的小粒度饱和硫容和原粒度饱和硫容分别达到了43.8%和34.9%。另外还可以看出，尽管在小粒度条件下，1#样品与7#样品的穿透硫容和饱和硫容均比较接近，但在原粒度下两个样品对应的穿透硫容和饱和硫容均差别较大，说明两种样品原粒度下的空隙结构不同，7#样品的空隙结构不利于气体的扩散。本研究的处理对象为泄漏的H2S，不仅需要较快的处理速度，还需要具有较高的处理能力，因此，选择原粒度下穿透硫容和饱和硫容均较高的3#样品作为处理用脱硫剂。
2.3 空气含量和空速对脱硫剂床层温升的影响
目前，胜利油田油井的H2S体积分数范围为20×10-6~50 000×10-6，若发生泄漏，空气体积分数为0~100%，利用H2S、N2和O2配置模拟的泄漏H2S气体组成，考查在不同H2S含量的条件下，空气含量和空速对脱硫剂床层温升的影响，结果见图 7~图 8。
从图 7可以看出，对于体积分数在100×10-6~50 000×10-6范围内的H2S，随着空气体积分数的增加，床层温升呈现分段式变化，当空气体积分数≤25%时，随着空气体积分数的增加，床层温升迅速升高，当空气体积分数超过25%时，床层温升趋于平稳，说明再生反应过程所需的氧气含量已经充足。从图 8可以看出，随着空速的增加，床层温升呈现先增加后趋于平稳的趋势，当H2S体积分数≤500×10-6时，空速对床层温升的影响较小，最高不超过5 ℃，主要原因是参加反应的H2S含量较少。当H2S体积分数≥1 000×10-6，空速在500~2 000 h-1范围内时，随着空速的增加，脱硫剂床层温升迅速升高，最高可达35 ℃。但当空速超过2 000 h-1时，随着空速的增加，床层温升总体上不再升高，说明此时因空速增加而产生的反应热刚好能被高速的气流带走，未在床层内部继续积累。在考查的H2S体积分数、空气体积分数和空速条件下，脱硫床层温升最高不超过40 ℃，考虑一般大气环境温度为25 ℃，则脱硫剂床层最高温度不超过65 ℃，低于烧伤阈值(70 ℃+25 ℃)(70 ℃代表接触时间为1 s时皮肤接触裸露(无涂敷层)金属热光滑表面时的烧伤温度阈值，25 ℃代表金属涂敷层后烧伤温度阈值分布的增量值)，远低于主要反应产物硫磺的自燃温度(250 ℃)，用于泄漏H2S的应急处理时具有较高的安全性。
2.4 空气含量和空速对脱硫剂穿透硫容的影响
根据泄漏H2S时的空气体积分数范围0~100%，利用模拟实验装置，考查了空气含量对3#脱硫剂在不同H2S含量和空速下穿透硫容的影响，结果见图 9和图 10。
由图 9可知，当空气体积分数低于25%时，脱硫剂的穿透硫容随着空气体积分数的增加而增加，且随着H2S体积分数的增加，穿透硫容增加幅度呈现下降趋势。如对于体积分数为100×10-6的H2S，当空气体积分数由0增加至10%时，穿透硫容由19.9%增加至28.0%，增加了8.1个百分点，而对于体积分数为5 000×10-6的H2S，当空气体积分数由0增加至10%时，穿透硫容由18.4%增加至23.5%，仅增加了5.1个百分点。当空气体积分数超过25%时，穿透硫容不再增加，说明此时的空气含量已满足再生反应的需要。总体来看，空气的加入会明显增加脱硫剂的穿透硫容，增加幅度达到约50%，这主要是受脱硫再生反应的影响。由图 10可知，随着空速的增加，穿透硫容迅速下降；随着H2S含量的增加，穿透硫容也呈下降趋势，且在高空速条件下，穿透硫容的下降趋势更明显，说明当H2S气体通过脱硫剂床层时，脱硫反应受气体扩散传质的影响较大。为保持较高的穿透硫容，应尽量保持在较低的空速条件，针对泄漏H2S的处理，建议空速低于1 000 h-1。
2.5 空气含量和空速对脱硫精度的影响
脱硫精度是指脱硫后出口H2S含量，是脱硫工艺的关键参数。为有效保障脱硫后出口H2S质量浓度低于接触限值10 mg/m3(体积分数为6.59×10-6)[9]，测定在不同空气含量和空速条件下模拟脱硫反应器出口H2S含量，结果如图 11和图 12所示。
从图 11可以看出，空气含量对脱硫精度无影响，出口H2S体积分数均保持在0.1×10-6以下(检测器精度为0.03×10-6)。从图 12可以看出，当空速超过4 000 h-1时，出口H2S随着进口H2S体积分数的升高整体呈上升趋势；当进口H2S体积分数≥5 000×10-6时，出口H2S体积分数已超过5×10-6。说明在高空速条件下，气体的传质成为影响脱硫精度的重要因素。为确保出口H2S质量浓度低于接触限值(最高容许质量浓度为10 mg/m3，体积分数约6.59×10-6)[9]，需控制空速低于4 000 h-1。
2.6 空气含量和空速对副反应(生成SO2)的影响
在氧化铁脱硫过程中，空气的引入会导致再生过程的发生，可能会有部分脱硫产物转化为SO2，造成二次污染(SO2属于大气污染物之一，对人体的呼吸系统有损害，其接触限值时间加权平均容许质量浓度为5 mg/m3，体积分数约1.75×10-6)[9]。考查了空气含量和空速对副产SO2的影响，结果见图 13~图 14。
从图 13可以看出，在出口H2S体积分数低于10×10-6时，出口SO2体积分数均低于0.03×10-6(仪器检测精度)，说明在H2S穿透前，空气体积分数对其副反应并无明显影响；而在出口H2S体积分数超过10×10-6后，出口SO2体积分数开始明显增加，并随着空气体积分数的增大而略有增加；只有当出口H2S体积分数＞100×10-6后，出口SO2体积分数才会超过1.75×10-6(阈限值)。从图 14可以看出，在较低空速下(500~2 000 h-1)，穿透前(出口SO2体积分数＜10×10-6)出口SO2体积分数均低于0.03×10-6(仪器检测精度)，空气体积分数对其副反应并无明显影响；当空速继续增大(＞2 000 h-1)，出口开始明显检测出SO2；而当出口H2S体积分数超过10×10-6后，出口SO2含量开始明显增加，并随着空速的增大而明显增加。因此，在实际操作工况中，为降低副反应，应保持空速＜2 000 h-1。引入空气后，氧化铁法脱硫过程的反应式见式(Ⅴ)~式(Ⅸ)。
| $
\begin{array}{l}
\mathrm{Fe}_2 \mathrm{O}_3 \cdot x \mathrm{H}_2 \mathrm{O}+3 \mathrm{H}_2 \mathrm{S} \rightarrow \\
\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\mathrm{Fe}_2 \mathrm{S}_3 \cdot x \mathrm{H}_2 \mathrm{O}+3 \mathrm{H}_2 \mathrm{O} \quad \text { （脱硫） } \\
\end{array}
$ |
(Ⅴ) |
| $
\begin{array}{l}
\mathrm{Fe}_2 \mathrm{O}_3 \cdot x \mathrm{H}_2 \mathrm{O}+3 \mathrm{H}_2 \mathrm{S} \rightarrow \\
\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;2 \mathrm{FeS}+(3+x) \mathrm{H}_2 \mathrm{O}+\mathrm{S} \quad \text { (脱硫) }
\end{array}
$ |
(Ⅵ) |
| $
\begin{array}{l}
\mathrm{Fe}_2 \mathrm{S}_3 \cdot x \mathrm{H}_2 \mathrm{O}+\mathrm{O}_2 \rightarrow \\
\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\mathrm{Fe}_2 \mathrm{O}_3 \cdot x \mathrm{H}_2 \mathrm{O}+3 \mathrm{S} \quad \text { (再生) }
\end{array}
$ |
(Ⅶ) |
| $
\begin{array}{l}
4 \mathrm{FeS}+3 \mathrm{O}_2+6 \mathrm{H}_2 \mathrm{O} \rightarrow \\
\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\; 2 \mathrm{Fe}_2 \mathrm{O}_3 \cdot \mathrm{H}_2 \mathrm{O}+4 \mathrm{H}_2 \mathrm{O}+2 \mathrm{S} \quad \text { (再生) }
\end{array}
$ |
(Ⅷ) |
| $
\mathrm{S}+\mathrm{O}_2 \rightarrow \mathrm{SO}_2 \quad \text { (副反应) }
$ |
(Ⅸ) |
从以上反应可以看出，SO2副反应是单质硫与O2反应的结果，而氧化铁脱硫剂在脱除H2S的同时也具备一定的吸附单质硫的能力，因此，只有在出口H2S体积分数远超100×10-6(即脱硫剂已基本失效)时，或在高空速的极限情况下，产生的单质硫来不及被脱硫床层吸附，进而与O2发生反应，才会导致出口生成SO2。因此，采用较低空速(＜2 000 h-1)、及时更换失效脱硫剂以保证出口H2S质量浓度低于阈限值(10 mg/m3)，可确保出口SO2质量浓度低于5 mg/m3的阈限值。
3 结论
1) 在对泄漏H2S采用干法脱硫工艺的过程中，由于空气的引入，会导致再生反应的发生，进而产生一定的温升，但远低于硫磺的燃点，因此，不会发生飞温燃爆现象，具有较高的安全性。在常规干法脱硫剂中，氧化铁脱硫剂具有较高的穿透硫容和性价比，适用于泄漏H2S的干法处理。
2) 空气的引入促进了氧化铁脱硫剂穿透硫容的提高，当空气体积分数超过25%时，脱硫剂穿透硫容可提高50%左右。因此，为提高脱硫设备的处理能力，可适当提高脱硫装置进口空气含量。同时，在脱硫剂穿透前，空气含量对脱硫精度和副产SO2反应无影响。
3) 空速与干法脱硫剂的穿透硫容呈明显负相关性，主要是受脱硫剂多孔介质中气体扩散传质的影响。当空速超过3 000 h-1时，脱硫精度存在一定程度的下降，而副反应则有所增加。因此，为保持较高的处理能力和脱硫精度，减少副反应的发生，建议将该过程空速控制在1 000 h-1以下。
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2024, Vol. 53