與干法脫硫相比，濕法脫硫具有占地面積小、設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便、投資少等優(yōu)點(diǎn)，因 此脫硫除H2S方法正向著濕法轉(zhuǎn)變，濕法也是目前常用的方法。按脫硫劑的不同，濕法脫硫 又可以分成液體吸收法和吸收氧化法兩類。液體吸收法中有利用堿性溶液的化學(xué)吸收法、利用 有機(jī)溶劑的物理吸收法，以及同時(shí)利用物理吸收和化學(xué)溶劑的物理化學(xué)吸收法；而吸收氧化法 則主要采用各種氧化劑、催化劑進(jìn)行脫硫。這些方法一般均可副產(chǎn)硫、硫酸和硫酸釵等。 一般化工、輕工等行業(yè)排出的含H2S濃度高、總量小的廢氣，常用化學(xué)吸收法或物理 吸收法處理；對(duì)于含H2S濃度較高而且總量也很大的天然氣、煉廠氣，則應(yīng)以回收硫黃為 主要技術(shù)政策，常用克勞斯法及吸收氧化法處理，而對(duì)于低濃度H2S氣體，一般使用化學(xué) 吸收法或吸收氧化法凈化。

(-)液體吸收法NF

1-吸收劑的選擇與要求

由于H2S的水溶液中含電離出的[H+],以致影響了凈化過程的化學(xué)平衡，當(dāng)pH值 增加時(shí)，溶解度也會(huì)相應(yīng)地增加，但作為一般規(guī)律，吸收能力強(qiáng)的溶劑的再生也是較困難 的，所以目前一般不采用強(qiáng)堿性溶液，而大多采用pH值在9?11之間的強(qiáng)堿與弱酸的鹽 溶液。 為了使吸收劑pH值不隨H2S吸收后變化過大而影響操作的穩(wěn)定性，所選用的吸收劑 應(yīng)該是緩沖溶液。.常用的緩沖溶液(吸收劑)為強(qiáng)堿弱酸所組成的鹽溶液，如碳酸鹽、硼酸 鹽、磷酸鹽、酚鹽和酚的衍生物、氨基酸等有機(jī)鹽以及弱堿溶液，如氨、乙醇胺等。 對(duì)用于物理吸收法的有機(jī)溶劑的要求是有機(jī)溶劑對(duì)H2S的溶解度應(yīng)比水高出數(shù)倍，而 對(duì)■氣流中的主要組分(如氫和燒類)的溶解度較低。此外，還應(yīng)該有很低的蒸氣壓、低黏度 和低的吸濕性，對(duì)普通金屬不蝕，也不會(huì)與氣體中其他組分起作用才行。目前國(guó)內(nèi)外常用的 有機(jī)溶劑有甲醇、N-甲基-27比咯烷酮、碳酸丙烯酯、環(huán)丁硯等。 脫硫過程要求吸收劑對(duì)S的溶解度大，所以應(yīng)在低溫高壓下進(jìn)行吸收。但溫度過低，溶 液黏度增大，流動(dòng)阻力增加，而且化學(xué)反應(yīng)速度也會(huì)減慢，反而不利于吸收。再生過程中希 望硫的溶解度小，應(yīng)該在高溫低壓下進(jìn)行解吸。因此工業(yè)上一般是在常溫下吸收，而在常溫 或加熱條件下再生；加壓或常壓下吸收，常壓或真空下再生。

2.弱堿溶液的化學(xué)吸收法

目前工業(yè)中廣泛采用的弱堿溶液化學(xué)吸收法主要是乙醇胺法。利用乙醇胺易與酸性氣體 反應(yīng)生成鹽類，在低溫下吸收，在高溫下解吸的性質(zhì)，可以脫除H?S等酸性氣體。常用的 乙醇胺類吸收劑有一乙醇胺(MEA)、二乙醇胺(DEA)等，并分別稱為MWA法和 DEA 法。 從乙醇胺類化合物的結(jié)構(gòu)來(lái)看，各種化合物至少都有一個(gè)輕基和一個(gè)氨基，一般認(rèn)為輕 基能降低化合物的蒸氣壓并增加在水中的溶解度；而氨基則在水溶液中提供了所需的堿度， 以促使對(duì)酸性氣體的吸收。例如，一乙醇胺的水溶液吸收H2S的化學(xué)反應(yīng)為：

2RNH2 + H2S— (RNH3)2S (10-4)

(RNH3)2S+H2S— 2RNH3HS (10-5)

當(dāng)氣體中存在C02時(shí)，也同時(shí)被吸收：

2RNH2+CO2 + H2O― (RNH3)2CO3 (10-6)

(RNH3)2CO3 +CO2 + H2O —> 2RNH3 HCOs (10-7)

2RNH2+CO2— RNHCOONHsR (10-8)

雖然上述生成物均為固定的化合物(有些將分離并結(jié)晶出來(lái))，但在正常情況下，它們 具有相當(dāng)大的蒸氣壓，所以平衡溶液的組成隨溶液面上酸性氣體的分壓而變化。由于這些生 成物的蒸氣壓隨溫度升高而迅速增加，所以加熱便能使被吸收的氣體從溶液中蒸出。各種醇 胺吸收H2S流程的基本形式如圖10-4所示。

圖10-4用醇胺吸收H2S氣體的流程

LLC—液位控制器；FRC-流量記錄控制器；FI—流量指示器；ST—汽水分離器

一乙醇胺溶液(MEA) —般被認(rèn)為是一種對(duì)H2S吸收較好的溶劑，因?yàn)樗鼉r(jià)格低廉、 反應(yīng)能力強(qiáng)、穩(wěn)定性好，且容易回收。但它存在兩個(gè)主要缺點(diǎn)，一是其蒸氣壓相當(dāng)高，溶液 的損失量較大，該缺點(diǎn)可采用簡(jiǎn)單的水洗方法從氣流中吸收蒸發(fā)的胺來(lái)克服；二是它能與氧 硫化碳COS (是裂化氣中常見的組分)反應(yīng)而不能再生，所以MEA法一般只能適合于凈化 天然氣和其他不含COS (或CS2)的氣體。 對(duì)含有COS的氣體，一般使用二乙醇胺(DEA)作為對(duì)H?S的化學(xué)吸收劑。20%? 30%的DEA溶液可負(fù)荷0.77?1. Omol H2S/mol胺，比MEA溶液高2-2.5倍，DEA溶液 的蒸氣壓較低，所以損失較MEA溶液要少1 /6?1/2；所以DEA法較MEA法投資和運(yùn)行 費(fèi)用都低。DEA溶液對(duì)桂類溶解度較小，由該方法產(chǎn)生的H?S氣體中姪類含量V 0.5%, 便于回收，凈化程度較高。

3.堿性鹽溶液的化學(xué)吸收法

采用堿性鹽溶液吸收H2S時(shí)，要求H2S氣體與吸收液反應(yīng)而生成的任何化合物必須易 于分解，以利于吸收液的再生。一般采用強(qiáng)堿和弱酸的鹽類，這些鹽類使吸收液呈堿性，能 吸收酸性氣體，而且由于弱酸的緩沖作用，在吸收酸性氣體時(shí)，pH值不會(huì)很快發(fā)生變化, 保證了系統(tǒng)的操作穩(wěn)定性。此外堿性鹽溶液吸收H2S比吸收CO2快，當(dāng)兩種酸性氣體同時(shí) 存在時(shí)，可以部分地選擇性吸收H2S。該類方法所用的吸收液較多，常用的主要為碳酸鈉 溶液。碳酸鈉溶液對(duì)H2S吸收的化學(xué)反應(yīng)為：

Na2 CO3 + H2S— NaHCOs+NaHS (10-9)

同時(shí)•也能吸收氣體中的氤化氫，并且有很大一部分被吹入的空氣所氧化，其反應(yīng)為：

2NaHS+2HCN+O2 —>2NaSCN+2H2O (10-10)

該方法的主要優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)；主要缺點(diǎn)是一部分碳酸鈉變成了重碳酸鈉而吸收效率降低，一部分變成硫酸鹽而被消耗。用真空蒸懈再生的碳酸鈉溶液吸收H2S的方法稱 為真空碳酸鹽法，是近年科柏公司提出的。這種改進(jìn)的西柏法，可把蒸氣需求量減少至約為 常壓下的1/6,且回收的H2S濃度較高，用途較大。

4.有機(jī)溶液的物理吸收法

有機(jī)溶劑物理吸收的H2S在其分壓降低后即可解吸，克服了化學(xué)吸收法需在加熱條件 下才能解吸的不經(jīng)濟(jì)缺點(diǎn)。大多數(shù)有機(jī)溶劑對(duì)H2S的溶解度高于對(duì)CO2的溶解度，所以可 有選擇性地吸收H2S。該法要求H2S在氣體中的濃度要高。當(dāng)被處理氣體的純度要求高時(shí), 殘余的H2S—般采用化學(xué)吸收法再度處理。常用的物理吸收法有冷甲醇法、N-甲基-2-毗咯 烷酮法、碳酸丙烯脂法等。

物理吸收法最簡(jiǎn)單的流程，只需吸收塔、常壓閃蒸罐和循環(huán)泵。典型物理吸收操作流程 見圖10-5 o

冷甲醇法采用甲醇作溶劑，在低溫（一20 75°C）和高壓（2.229MPa,即22atm） 下吸收H2S。此法主要優(yōu)點(diǎn)是耗能少，溶液再生時(shí)因降壓被冷卻，進(jìn)氣則借助高效換熱器 用凈化后的氣體冷卻，能產(chǎn)出含水極少的氣體產(chǎn)品；主要缺點(diǎn)是溶劑吸收重姪類，即使在低 溫下甲醇的蒸氣壓也仍然很高，蒸發(fā)損失相當(dāng)大。

5.環(huán)丁硯溶液的物理化學(xué)吸收法

環(huán)丁硯的特點(diǎn)是兼有物理溶劑和醇胺化學(xué)吸收溶劑的特性，其物理特性來(lái)自環(huán)丁楓（二 氧四氫廛吩），而化學(xué)特性來(lái)自ADIP （二異丙醇胺）和水。在H2S氣體分壓高的條件下, 物理環(huán)丁楓允許很高的酸性氣體負(fù)荷，具有較大的脫硫能力；而化學(xué)溶劑ADIP可使處理過 的氣體中殘余H2S減少到最低值。 采用環(huán)丁楓溶劑脫硫，吸收力強(qiáng)、凈化率高，不僅可脫除H2S等酸性氣體，還可以脫 除有機(jī)硫。由于其吸收能力強(qiáng)，所以溶液循環(huán)量低，溶液不易發(fā)泡，穩(wěn)定性較好，使用過程 中胺變質(zhì)損耗少、腐蝕性小，而且溶液加熱再生較容易，耗熱量低，特別當(dāng)H2S分壓高時(shí), 該法更為適用。