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 6月11日，北京化工大學(xué)環(huán)境催化與分離過程研究團(tuán)隊(duì)對(duì)外公布了其最新的研究成果。該團(tuán)隊(duì)成功開發(fā)了金屬基離子液體脫硫化氫(H?S)新工藝及資源化技術(shù)，并通過了由中國(guó)石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會(huì)組織的科技成果鑒定。鑒定專家組認(rèn)為該技術(shù)在國(guó)內(nèi)率先實(shí)現(xiàn)了離子液體脫硫化氫的工業(yè)應(yīng)用，達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，建議加快示范工程建設(shè)和推廣應(yīng)用。

該技術(shù)由北京化工大學(xué)、宣化鋼鐵集團(tuán)有限責(zé)任公司、中國(guó)石油化工股份有限公司安慶分公司、張家口天龍科技發(fā)展有限公司等單位合作開發(fā)完成。

據(jù)該團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人、北京化工大學(xué)余江教授介紹，水相濕法氧化脫硫技術(shù)普遍運(yùn)用于工業(yè)過程氣中硫化氫酸性氣的處理，需要在堿性和增氧再生條件下運(yùn)行，但脫硫過程中存在二氧化碳?xì)怏w干擾和硫化氫過度氧化現(xiàn)象，導(dǎo)致脫硫劑易降解、產(chǎn)生大量副鹽以及硫黃品質(zhì)差等瓶頸問題。

為解決上述問題，該團(tuán)隊(duì)在國(guó)家“863”計(jì)劃及國(guó)家自然基金重大研究計(jì)劃的資助下，提出金屬基離子液體濕法氧化脫硫的新思路，研發(fā)出非水相鐵基離子液體濕法氧化脫硫新工藝，并在臨汾、南陽(yáng)、天津、安慶等地完成現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證和側(cè)線示范，涉及焦?fàn)t煤氣、生物燃?xì)?沼氣)、煉廠氣、酸性水汽提尾氣、克勞斯加氫尾氣以及油田伴生氣的凈化。

據(jù)介紹，該工藝實(shí)現(xiàn)了硫化氫脫除率達(dá)99%以上、出口硫化氫濃度低于5ppm的超低排放，解決了脫硫過程中二氧化碳干擾和硫化氫過度氧化產(chǎn)生副鹽以及高鹽有機(jī)廢水排放的難題;利用直接熔硫技術(shù)，解決了熔硫過程中硫黃產(chǎn)物雜質(zhì)含量高的難題，使硫黃產(chǎn)品純度不低于99%，回用價(jià)值高，實(shí)現(xiàn)了硫膏固廢的近零排放。

相關(guān)技術(shù)在焦?fàn)t煤氣、克勞斯加氫尾氣等體系完成工業(yè)示范應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)凈化工藝的綠色化和資源化。采用該技術(shù)，中石化安慶分公司克勞斯加氫尾氣硫化氫含量降至8mg/m³以下，熔硫后硫黃純度達(dá)99.49%，無廢水排放，實(shí)現(xiàn)了二氧化碳、二氧化硫和NOx的減排。在處理宣鋼集團(tuán)焦?fàn)t煤氣時(shí)，硫化氫含量降至10mg/m³以下，脫除率達(dá)99.9%，實(shí)現(xiàn)焦?fàn)t煤氣的超深脫硫目的，不僅解決了傳統(tǒng)濕法氧化脫硫技術(shù)中高鹽廢水及硫膏等二次污染嚴(yán)重的問題，而且拓寬了原料煤的使用范圍，降低了生產(chǎn)成本。

該工藝表現(xiàn)出的綠色高效、硫黃品質(zhì)高、流程短、操控性好以及不消耗水資源的特點(diǎn)，為解決我國(guó)偏、遠(yuǎn)、散以及氣量有限的天然氣及油田伴生氣的原位處理難題提供了一條新思路，具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。

截至目前，該項(xiàng)目申請(qǐng)國(guó)家發(fā)明專利近30項(xiàng)，已獲授權(quán)10項(xiàng)，并具有完全的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。

硫化氫是一種無色劇毒氣體，主要來源于生活垃圾處理、污水處理、石油加工、天然氣、煤化工、化肥、制藥等行業(yè)。我國(guó)2000年僅加工原油產(chǎn)硫化氫達(dá)到160萬噸，據(jù)美國(guó)麻省理工學(xué)院推算，每年由自然界產(chǎn)生的硫化物總數(shù)估計(jì)為1.3億~2億噸。硫化氫氣體經(jīng)燃燒后以SOx的形式排放，SOx是造成酸雨、光化學(xué)煙霧等嚴(yán)重生態(tài)環(huán)境問題的罪魁禍?zhǔn)字唬?yán)重威脅人類健康；而硫化氫氣體在工業(yè)生產(chǎn)過程中可造成工業(yè)管道腐蝕和催化劑中毒。因此，含硫污染物帶來的危害是當(dāng)今世界面臨的主要環(huán)境問題之一。

硫化氫的脫除方法大致分為干法和濕法兩類。克勞斯法是一種典型的、工業(yè)上應(yīng)用最廣的高溫干法脫硫工藝。該方法在高溫燃燒的條件下將硫化氫部分轉(zhuǎn)化為二氧化硫，剩余的硫化氫與二氧化硫在催化反應(yīng)器中以金屬氧化物為催化劑，一定溫度下反應(yīng)生成硫黃。克勞斯脫硫技術(shù)具有處理能力強(qiáng)、硫黃產(chǎn)品品質(zhì)高的特點(diǎn)。但受反應(yīng)平衡的限制，硫的回收率在95%左右，排放的尾氣中二氧化硫等組分的總硫含量一般超過10000ppm，嚴(yán)重超標(biāo)。通常會(huì)采取加氫處理，再由醇胺為吸收劑進(jìn)一步吸收處理。相比于干法吸收脫硫，工業(yè)上95%脫硫工藝采用濕法氧化脫硫，利用硫化氫的強(qiáng)還原性，選擇合適的氧化劑，將硫化氫氧化成硫黃，反應(yīng)后的氧化劑再以適當(dāng)?shù)姆绞皆偕瑥亩_(dá)到循環(huán)使用的目的。傳統(tǒng)濕法氧化脫硫過程中存在硫黃品質(zhì)差、脫硫劑耗量大、排放大量副鹽工業(yè)廢水等瓶頸問題。

因此，構(gòu)建新的脫硫工藝既能實(shí)現(xiàn)脫硫液的低溫、液相、催化氧化的高效脫硫凈化效率，又能從根本上解決硫膏質(zhì)量低和大量廢液處理的問題，對(duì)于提升企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有極其重要的研發(fā)和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。