絡(luò)合鐵脫硫技術(shù)，為脫除含硫氣體提供了恒溫、低成本的操作方法?；瘜W反應(yīng)的原理是利用空氣中的氧氣氧化氣相中的硫化氫，使硫化氫氧化成單質(zhì)硫。化學反應(yīng)方程式如下:
H2S+1/202→H2O+S
絡(luò)合鐵離子水溶液的吸收氧化反應(yīng)方程式:
H2S(g)+2Fe3+(L)→2H+(L)+S↓+2Fe2+(L)
再生還原的總反應(yīng)方程式:
1/202(g)+H2O(L)+2Fe2+(L)→20H-(L)+2Fe3+(L)
在總反應(yīng)中，絡(luò)合鐵離子的作用是將吸收反應(yīng)中產(chǎn)生的電子釋放到再生反應(yīng)中。因為每個元素硫需要消耗兩個鐵原子，所以在反應(yīng)過程中至少提供兩個鐵原子。因此，鐵離子被用作反應(yīng)物。而鐵離子在整個反應(yīng)中并沒有被消耗掉，它作為硫化氧和氧氣反應(yīng)的催化劑。由于這種雙重功能，鐵離子絡(luò)合物通常被定義為催化劑。
在絡(luò)合鐵脫硫工藝中，循環(huán)水溶液的pH值是一個非常重要的可變操作因素，因為水溶液吸收的H2S氣體總量完全取決于水溶液的pH值?？偡磻?yīng)方程式表明，反應(yīng)中沒有生成H+離子和OH-離子的凈產(chǎn)物，因此水溶液的pH值不會改變。
處理后的氣相中含有二氧化碳(CO2)，特別是在壓力較高時，二氧化碳容易溶解干水，會形成碳酸氫鹽(HC03-)和碳酸鹽(CO32-)，隨后發(fā)生副反應(yīng)降低水溶液的pH值。
為了穩(wěn)定水溶液的pH值，需要向體系中加入氫氧化鉀。
通常較高的pH值可以提高反應(yīng)效率，促進硫代硫酸鹽離子的形成，減少氧氣的吸收，但也會阻礙元素硫的聚合;而過低的pH值會阻礙H2S氣體的吸收。因此，應(yīng)控制pH值為80-90的弱堿性水溶液。
鐵絡(luò)合脫硫技術(shù)的優(yōu)勢
(1)該工藝外處理過程簡單，通過一步外處理工藝可將含硫氣體直接氧化成單質(zhì)硫:對于各種濃度的H2S，脫硫后H2S含量可低于10ppm。
(2)系統(tǒng)具有很強的抗波動能力。
(3)運營成本低。
(4)絡(luò)合鐵催化劑選擇性高，無副鹽排出。
(5)脫硫工質(zhì)具有較高的硫容量。
(6)能脫除有機硫cos和硫醇。
(7)設(shè)備體積小，可有效實現(xiàn)撬裝。
(8)催化劑的安全性高。該體系中使用的催化劑對環(huán)境和人體無毒無害，具有良好的環(huán)保效益。