硫化氢地光电催化利用

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1、实用标准硫化氢的光电催化利用摘要：传统的工艺方法处理含H2S的尾气只能回收H2S中的硫，其中所含的氢则在氧化过程中生成了水。将H2S分解成硫和氢气，则可以回收宝贵的氢气资源。H2S分解制氢主要有高温热分解法、超绝热分解法、催化热分解法、电化学法、等离子技术法等。新型热化学硫碘循环利用H2S分解联产氢气及硫磺与常压微波等离子体等技术成为了研究的热点。国内外由大连化物所光、电催化-化学环反应耦合分解、云南天化熔融反应器以及荷兰H2S分解等专利为H2S分解进行了进一步的探索。中国石油大学在胜华炼油厂对液化气脱硫尾气H2S进行了分解实验，验证了H2S

2、分解的可行性。硫碘循环及光、电催化-化学环反应耦合分解将成为未来H2S分解的发展方向。关键词：H2S，分解，硫，氢气1前言随着环保要求的日益严格与炼油盈利能力的逐渐减弱，炼油过程副产H2S尾气的开发与利用一直是炼厂关注的焦点，目前我国大中型炼油厂均采用传统的克劳斯(Claus)工艺方法处理含H2S的尾气，主要是用于生产硫磺及相关产品。该方法只回收了H2S中的硫，其中所含的氢则在氧化过程中生成了水，浪费了炼厂油品质量升级亟需的宝贵资源。如果能将H2S中的氢气加以回收，不但解决了环保排放的问题，还降低了加工成本，是一举两得的加工策略。2H2S分解

3、制备氢和硫技术进展目前，H2S分解制氢主要有高温热分解法、超绝热分解法、催化热分解法、电化学法、等离子技术法等。2.1高温热分解法直接高温分解法是在无催化剂存在的条件下，通过热裂解将H2S在不同形式的反应炉中分解为硫和氢，并加以回收的过程。的分解温度一般高于800℃【1】，分解反应为可逆反应，在某一温度下存在平衡浓度。Furhad等人研究了在1000℃～1200℃范围内直接分解H2S的工艺。，H2S的最高转化率可达65.8%。H2S的初始浓度对热分解制氢反应有较大影响，稀薄的H2S混合气更有利于H2S的热分解制氢。提高反应温度可以提高H2S文

4、案大全实用标准的分解率，但是采用常规直接热分解需要供给大量热量，并且在原料气中H2S越稀薄，H2S混合气的分解率越高。从能源与经济方面考虑，直接热分解法生产氢气虽然技术上可行，但是经济上受到制约。2.2催化热分解法采用热分解法，在反应过程中加入催化剂降低反应活化能，可使H2S在较低的温度下分解，加快H2S的分解速率，提高H2的收率。目前该方法所采用的催化剂多为V、Al、Mo、Fe等过渡金属的氧化物和硫化物。戴维系统技术公司【2】将硫化钼催化剂沉积在管状陶瓷多孔膜元件上，设计了一种具有多层结构的多孔陶瓷膜式催化反应器，H2S气体在负载有硫化钼催

5、化剂的陶瓷层上分解成硫和氢，选择性陶瓷层则将产物分离。在400～700℃，0.05～0.1MPa的反应条件下，处理质量分数为4%的混合气体，H2S的转化率可达35%～56%。综上所述，低温条件下H2S热分解平衡时的分解率很低，因此，在研发更加高效催化剂的基础上，开发出耐热温度更高的膜将是H2S催化分解的又一研究方向。2.3电化学分解法电化学分解法是在电解槽中利用电化学的方法直接或间接电解H2S，从而得到S和H2。直接电解法沉积在阳极表面的硫磺导致电极钝化，当前的研究主要集中在间接电解H2S的工艺上。其中以Fe3+/Fe2+的研究较为成功。其工

6、艺为H2S在氧化反应器中被Fe3+氧化生成硫磺，同时Fe3+也被还原为Fe2+。分离硫磺后，H+和Fe2+送往电解反应器，在阳极Fe2+被氧化为Fe3+，而后送回氧化反应器循环使用。H+穿过离子交换膜进入阴极，被还原为H2后释放出来【3】。利用双反应工艺可处理高浓度的H2S气体，H2S的吸收率大于99%，且该工艺具有反应速度快、副反应少、硫磺回收率高和回收剂价格低廉等优点，在工艺技术上具有可行性和优势，在经济上可望与克劳斯法相比。电化学法分解H2S的研究相对来说比较成熟，之后的研究主要集中在改善传质效应、降低能耗等方法上。固体电解质作为中间介

7、质电解制氢已引起研究者的关注，因此新的中间介质可望成为电解法分解H2S研究发展的新方向。2.4超绝热分解法超绝热分解法是在无催化剂和外加热源的情况下，利用多孔介质超绝热燃烧技术实现H2S的分解，热分解所需能量来自H2S的部分氧化，有效解决了分解H2S过程中能耗高的问题。超绝热燃烧过程应用于H2S热分解的价值，在于每1个分子的H2S与O2反应可为10个H2S分子的热分解提供足够的能量，使该工艺脱离了外加热源。超绝热燃烧技术不仅可以高效处理H2S含量较低的气体，对H2S含量较高的废气处理也有很好的效果，有望成为更经济、可替代传统H2S的处理方式；

8、但该技术反应温度很高，因此开发性能优异的多孔材料、降低多孔材料的成本是今后发展超绝热分解H2S制氢技术的关键。文案大全实用标准2.5光催化分解法光催化分解法利用太阳