硫化氫廢氣的資源化利用方向

石鵬遠 盧長潔 翟子瑋(山東科技大學， 山東 青島 266590)

硫化氫廢氣的資源化利用方向

石鵬遠 盧長潔 翟子瑋(山東科技大學， 山東 青島 266590)

硫化氫廢氣主要來源于含硫礦物的燃燒以及化石燃料的脫硫等過程，針對當前的硫化氫廢氣處理狀況，提出硫化氫廢氣在硫磺回收、無機硫化物以及含硫有機產品回收利用的方向。硫化氫廢氣的資源化利用不僅有利于生態環境的保護，同時也具有一定的經濟價值，具有廣闊的市場前景。

資源化硫化氫廢氣廢氣治理

硫化氫是一種有惡臭的無色氣體，屬于急性劇毒的物質，低濃度的硫化氫不僅會損害人的健康，還會對環境造成污染和破壞。硫化氫廢氣大多數來源于天然氣脫硫、煉油廠干氣脫硫、煤制甲醇過程再生氣脫硫以及工業合成氨等工業過程[1]，硫化氫廢氣的排放不僅加劇環境的惡化，而且還受到國家法規的約束。因此，對硫化氫廢氣的處理，有利于硫的資源化利用，發展前景十分廣闊。

含硫化氫廢氣的處理是含硫礦物和天然氣資源開發過程中的重要組成部分，硫化氫廢氣處理方法有很多，分為干法脫硫和濕法脫硫，按照凈化方法的特點，又可以分為吸收法、吸附法、干法氧化法和濕法氧化法。硫化氫廢氣的處理不僅有利于降低硫化物的排放，還可以生產現今所需的硫工業產品。

當前，硫化氫廢氣的資源化利用方向主要是硫磺回收，無機硫化工產品以及有機硫化工產品，在處理廢氣的同時也具有一定的經濟收益。同時，硫化氫廢氣的處理也有一些新的研究方向和工業試驗，如以硫化氫為原料生產硫磺和高附加值的氫氣[2]。因此，硫化氫廢氣的處理是化工生產研究的重要方向。

1 硫磺產品

硫磺是一種重要的化工產品和基本的化工原料，廣泛應用于硫的深加工以及造紙、印染、漂白等行業。由于天然硫鐵礦資源的限制，我國硫磺的生產源于天然氣凈化、石油煉制以及合成氨合成的含硫廢氣。當前，國內硫磺的年產量為10萬噸，回收硫磺已占到硫磺總產量的96%。

克勞斯法工藝是當前硫磺產品的主要回收方法。克勞斯法工藝分為熱反應段和催化反應段，以一定濃度的硫化氫和空氣為原料，經過預熱后以一定的比例進入燃燒爐進行高溫熱反應,約有65%－70%的硫化氫轉化為硫磺。隨后進入催化反應段，混合氣中的硫化氫和二氧化硫進行低溫催化反應，從而提高硫磺的產率。

根據國家最新標準，工業廢氣中二氧化硫排放限值為100g/ ml，單純的克勞斯反應工藝并不能達到工藝廢氣的排放標準，必須增加尾氣處理工段。尾氣處理主要包括液相低溫克勞工藝、直接氧化工藝、還原—吸收工藝等處理手段[3]，同時，一些新型的克勞斯尾氣處理方法發展也很迅速，總硫的回收率也大大提高。

2 無機硫化工產品

(1)硫化鈉廣泛應用于化工生產中，用燒堿吸收高濃度的硫化氫制備硫化鈉是一種常見的制備方法。由于硫化氫廢氣中含有一定量的二氧化碳氣體雜質，需要對硫化氫氣體進行提濃，提濃的硫化氫與純堿反應即可得到硫化鈉產品。

(2)硫氫化鈉主要用于制取硫化銨及農藥乙酸醇半成品的原料，在采礦工業中大量用于浮選銅礦，是一種重要的無機化工材料。在生產中，先將硫化氫提濃，在負壓條件下，液堿與高濃度硫化氫反應先制得硫化鈉，繼續通入硫化氫得到硫氫化鈉。

3 含硫有機產品

(1)甲硫醇是一種重要的有機合成原料，也是用于生產甲烷磺酰氯和蛋氨酸的中間體。制備甲硫醇的方法有很多，其中硫化氫—甲醇氣相合成法是制備甲硫醇的主要方法之一。硫化氫廢氣經過提濃后，在低壓反應器中，以活性γ—氧化鋁為主催化劑，在220-280℃的反應溫度下，與甲醇蒸汽反應生成甲硫醇產品[4]，同時該過程能生產一定量的副產品甲硫醚，提純后可進行出售。

(2)硫脲是一種含硫有機物，是一種重要的化工產品，也是制藥工業的重要原料，在化工生產中應用廣泛。目前世界硫脲總生產能力為8萬噸/年，我國是硫脲主要的生產國和出口國，市場前景十分廣闊。在負壓條件下，硫化氫廢氣與石灰乳發生吸收反應生成硫氫化鈣，緊接著再與氰氨化鈣反應，在不斷地攪拌下，經過低壓過濾，即可得到硫脲液體。并經過濃縮、冷卻結晶和脫水，就可以得到硫脲固體產品。化學反應如下：

(3)二甲基亞砜(DMSO)廣泛用作溶劑和反應試劑，既溶于水又溶于有機溶劑，是一種應用廣泛的非質子極性溶劑。二甲基亞砜的制備可以先采用硫化氫—甲醇氣相合成法，將硫化氫廢氣制得的副產物甲硫醚，然后用二氧化氮或雙氧水進行氧化反應，即可得到二甲基亞砜。

(4)蛋氨酸是一種含硫的必需氨基酸，與生物體中的硫代謝密切相關，是一種常見的營養增補劑。用硫化氫廢氣制取蛋氨酸的方法為縮合水解法。廢氣先通過硫化氫—甲醇氣相合成法制得甲硫醇，甲硫醇與丙烯醛反應生成甲硫基丙醛，甲硫基丙醛縮合水解，再經蒸餾、結晶、離心干燥即可得到蛋氨酸[5]。蛋氨酸作為人體八大必需氨基酸之一，市場潛力巨大。

4 總結

隨著政府和企業環保意識的提高，硫化氫廢氣的處理和硫資源回收越來越受到人們的重視。用硫化氫廢氣制備硫相關產品，不僅會獲得環保效益，還能得到良好的經濟收益。

[1]殷樹青,鄭漢忠.用廢氣中的硫化氫開發有機硫化工產品[J].精細石油化工進展.2003，4(2)：35-37.

[2]陳偉軍.硫化氫高附加值利用研究進展[J].廣東化工.2014,41(10)：223-224.

[3]楊瑞華.硫回收尾氣處理工藝分析與選擇[J].煤化工.2012，40(4)：14-16.

[4]薛祖源.利用硫資源發展有機硫化工產品[J].現代化工.2001，21(6)：1-7.

[5]王芳.蛋氨酸的生產技術及市場前景[J].化學工業與工程技術.1999，20(4)：34-37.