张 峰，张宇健

（上海松江大学城建设发展有限公司广富林文旅分公司，上海 201620）

0 引言

随着社会经济的快速发展，在工业发展过程中，硫化氢腐蚀、污染环境的问题仍然广泛存在。在油气开发领域，硫化氢容易使油气井输气管线以及油套等处出现严重腐蚀现象，造成严重的污染以及巨大的经济损失，甚至可能会因为硫化氢的泄漏造成人员伤亡。在污水处理系统，飘逸的硫化氢污染环境，影响市民的健康。因此，分析研究国内外硫化氢处理方式，对于提高经济效益、预防安全事故、保护环境等都有十分重要的现实意义。

1 研究处理硫化氢的必要性

通过对硫化氢进行分解和处理，可以使天然气在运输过程中，管道不容易出现腐蚀等问题。输气管线及油套等位置不容易进行处理，会给施工和维修人员带来一定的麻烦。不仅如此，如果管道已经出现腐蚀情况，却未进行及时处理，会造成环境污染以及经济损失。在实际生产过程当中，甚至可能会因为腐蚀使得硫化氢泄漏，造成人员伤亡。通过对国内外处理硫化氢的研究现状进行分析，可以使相关人员在意识层次上重视硫化氢的处理，使国内外处理硫化氢的方式更清晰地呈现在相关人员的意识中，对于提高经济效益以及防止事故发生、保障人民生命财产安全等方面都具有重要意义。

2 国内外处理硫化氢的主要方法

目前处理硫化氢的方法主要分为三大类，分别是物理法、生物法和化学法。不同方法侧重点不同，以下将具体阐述各个方法之间的区别和优点。

2.1 物理法

2.1.1 物理吸收法

物理吸收法主要是通过能够进行物理吸收的溶剂对硫化氢的选择性吸收。物理吸收有机溶剂主要有2 种。首先是冷甲醇法，以低温甲醇为溶剂，但该方法在实际使用过程中容易吸收其他物质，比如重烃类的物质，容易使硫化氢的选择性吸收受到一定的阻碍。也可以选择磷酸三丁脂法对硫化氢进行选择性吸收，该方法非常适合将含有硫化氢的气体处理至达到管道运输标准的状态，而且还可以彻底去除多余的含硫有机化合物。

2.1.2 活性炭吸附法

活性炭最主要的特点是具有极强的吸附作用，它作为处理固体硫化氢的使用剂时还需要使用氧气。主要的步骤是硫化氢可以被氧气催化和氧化成单质的硫，活性炭表面的吸附平衡会被破坏，使脱硫能力得到大幅度的提升。使用活性炭的优点是活性炭的催化活性容易被加强，同时此操作方法简便，不会再次污染环境，有利于实现大气零排放目标。

2.1.3 膜分离法和微波法

膜分离法的主要实施原理是通过气体的不同成分在特制薄膜中的运动速率不同，实现脱硫操作。国外已有部分国家将膜分离法用于天然气的脱硫处理，而这个方法也逐渐在世界各地得到普及。该方法十分的简便，而且操作人员很容易掌握，最重要的是不需要在操作过程中增加其他额外能源，未来发展优势十分明显。

微波法是利用微波特征，将硫化氢份子从内部激发出来，在短时间内达到去除硫化氢的目的。在微波作用下，使用一定的催化剂，可以将硫化氢分解为氢气和硫磺。在一定的时间内，通过微波法进行硫化氢的分解，有效率可以达到90%左右。

2.2 化学法

2.2.1 克劳斯法

克劳斯法是最早也是最常用的化学除硫化氢方法之一。该方法是将硫化氢作为材料在克劳斯燃烧炉中燃烧，将尾气中的二氧化硫再次通入克劳斯燃气炉中与硫化氢燃烧，最后生成硫磺，达到处理硫化氢的最终目的。该方法处理硫化氢时，主要是在克劳斯燃炉中，先燃烧空气，使硫化氢和氧气反应生成硫和水之后，再通过充分燃烧生成二氧化硫，将二氧化硫通往燃烧炉，与剩余的硫化氢进行充分反应，生成硫黄和水，达到充分氧化、催化和分解硫化氢的最终目标。硫化氢使用克劳斯法进行处理的优点是整个流程中不需要脱水处理，而且通过该方法得到的硫磺回收率以及分解硫化氢的效率较高，因此在国内外中具有广泛使用的潜力。随着克劳斯法在实际过程的使用，相关人员不断总结出更合理、更科学的处理方法，根据气体流量的大小，一般在进行脱硫过程中，可采取不同的处理方法，分别为直流、分流以及直接氧化克劳斯法。

2.2.2 液相催化氧化法

液相催化氧化法实际操作十分简单，使用该方法可得到氢硫化物，其处理硫化氢的原理：硫化物在催化剂作用下被催化、氧化为硫黄，催化剂会再生，不断继续重复利用。该方法的优点，首先是脱硫效率高，其次硫化氢在催化作用下，一步步地被分解和氧化为硫元素，直接回收硫磺物质不会出现二次污染。该方法一般在常压下进行，同时也可以在加压下进行。进行液相催化氧化处理期间使用的催化剂能够持续再生，使得该方法的运行成本比其他方法更低。

目前，液相催化氧化处理工艺主要分为4 种类型，即钒基工艺、砷基工艺、铁基工艺和一些新兴工艺。钒基工艺处理方法的缺点是生成的硫颗粒回收难度大，且容易堵塞，药品消耗量比较大。对此，相关科研人员研发出了一种新工艺，它可以使部分问题得到有效解决。砷基工艺是液相催化氧化法中较最早使用的方法之一，这种方法在工业生产以及工艺处理中已基本被淘汰，因为使用的吸收液是剧毒物质，而且相较于其他方法，该方法的脱硫效率较低，不适合当前工业发展的需求。最后一种方法是铁基工艺，这种工艺模型一般以氨水作为吸收剂，而且对于设备的堵塞程度不大，能更好地进行脱硫，效果显著。

2.2.3 化学吸收法

化学吸收法是利用硫化氢的弱酸性以及化学相关溶剂的弱碱性，使二者发生化学反应进行吸收和处理，这种方法比其他方法更适合于在低压下和原料硫化氢中含烃含量较高的条件下进行。化学吸收法主要有2 种：①碳酸盐法。是通过对气体中的二氧化碳及硫化氢等酸性气体进行脱除最早使用的方法。这种方法适合在含二氧化碳浓度较高的情况下使用，在二氧化碳的含量很少甚至不含的情况下，使用这种方法会有一定的阻碍。在化学性质上，碳酸盐溶液比较稳定，而且不会轻易发生降解反应。这种化学试剂在使用过程中具有重要的意义，目前相关的新型活化剂在研究和发掘中；②利用氨水作为吸收剂进行硫化氢的处理，但氨水容易腐蚀相关设备，且容易造成环境污染。虽然在处理焦炉煤气过程中，该方法在经济上具有优势，但是在环境保护方面仍然存在一定的劣势，因此利用氨法进行硫化氢的处理仍然不十分普遍和广泛适用。

3 生物法

生物法净化模式如图1 所示。

图1 生物法净化模式

4 具体应用

国民淀粉（上海）有限公司刚投产一年之际，其污水处理系统无法满足每日的废水处理需求，尤其是事故池的容量不够。所以，废水的囤积量便越来越多，导致厂区附近硫化氢含量极高，臭味严重，因此需要对废气进行处理。

对此，厂内增加了废水预处理装置，安装斜板沉淀池，在调质环节前，先将大部分颗粒物沉淀，使用螺杆泵将底部沉淀物送至缓存罐；再将缓存罐内的泥浆用泵加压送至板框机进行脱水，降低其后废水处理工作量；将事故池容积加大500 t，满足杀菌水的储存需求，方便后续慢慢处理；安装废气收集处理装置——喷淋塔，塔池的pH 值设定范围自动添加氢氧化钠NaOH，对硫化氢进行在线测试，PID 自动调控风机转度。若硫化氢浓度高，风机转速调小，反之调大，尽量降低对附近环境的影响，将硫化氢浓度保持在5×10-6之内。

项目实施一个月后，优化系统参数，改进管道风口，硫化氢的处理效果明显提升，浓度维持在2×10-6～3×10-6，使附近环境得到改善。

5 结束语

通过以上的分析，可以了解到目前国内外处理硫化氢的方法分为物理法、生物法以及化学法。物理方法是通过吸收剂对硫化氢进行选择性吸收处理，生物方法的使用率较低。化学方法中，克劳斯法起源最早且使用范围最广。为了实现该领域的持续稳定发展，对于硫化氢处理方式进行不断的革新以及完善应得到相关人员的重视，相关企业和工作人员应在实际操作中总结经验和方法，为实现该领域的长期发展作出贡献，使硫化氢的处理效果得到提升，为设备安全提供保障，提高经济效益、保障人民生命财产安全。