हाइड्रोजन सल्फाइड की कमी प्रक्रिया

यह लेख हाइड्रोजन सल्फाइड के उन्मूलन प्रक्रियाओं पर प्रकाश डालता है। घृणा प्रक्रियाएँ हैं: 1. सूखी प्रक्रियाएँ और 2. गीली प्रक्रियाएँ।

प्रक्रिया प्रक्रिया # 1. सूखी प्रक्रियाएं :

अपशिष्ट गैस से एच 2 एस को हटाने की सूखी प्रक्रिया सक्रिय फेरिक ऑक्साइड के साथ एच 2 एस प्रतिक्रिया करके की जाती है। प्रतिक्रिया उत्पाद फेरिक सल्फाइड है।

Fe 2 O 3 + 3 H 2 S –> Fe 2 S 3 + 3 H 2 O …………… .. (5.51)

प्रक्रिया या तो एक निश्चित बिस्तर रिएक्टर या एक द्रवित बिस्तर रिएक्टर में आयोजित की जा सकती है।

A. फिक्स्ड बेड प्रक्रिया :

प्रक्रिया दो चरणों में की जाती है। पहले चरण के दौरान H 2 S लादेन गैस परिवेशी तापमान पर प्रतिक्रियाशील फेरिक ऑक्साइड (a और y रूपों) युक्त बिस्तर के माध्यम से पारित की जाती है, जिसमें कुछ रेशेदार या दानेदार सामग्री के साथ मिलाया जाता है, जो लगभग 40% पानी से सिक्त होता है।

जब फेरिक ऑक्साइड के एक बड़े हिस्से को सल्फाइड में बदल दिया जाता है, तो अपशिष्ट गैस का प्रवाह बंद हो जाता है और ऑपरेशन का दूसरा चरण शुरू हो जाता है। इस चरण के दौरान परिवेश के तापमान पर हवा को बिस्तर से गुजारा जाता है, जिसके परिणामस्वरूप फेरिक ऑक्साइड का पुनर्जनन होता है और नीचे की प्रतिक्रिया के अनुसार मौलिक सल्फर की मुक्ति होती है:

2 Fe 2 S 3 + 3 O 2 -> 2 Fe 2 O 3 + 6S …………… .. (5.52)

मुक्ति तत्व सल्फर विलायक निष्कर्षण द्वारा बरामद किया जा सकता है। इस प्रक्रिया के सुचारू संचालन के लिए कम से कम दो बिस्तरों की आवश्यकता होती है, ताकि जब एक बिस्तरों में घृणा की प्रतिक्रिया हो रही हो, तो दूसरा शयनकक्ष पुन: निर्मित हो जाए।

B. द्रवित बिस्तर प्रक्रिया :

इस सेट अप में दो परिसंचारी द्रवित बेड की आवश्यकता होती है। पहले बिस्तर में एच 2 एस लगभग 340-360 डिग्री सेल्सियस पर सक्रिय फेरिक ऑक्साइड के द्रवित कणिकाओं के साथ प्रतिक्रिया करता है। इस बेड से फेरिक सल्फाइड और अप्राप्य फेरिक ऑक्साइड युक्त दाने दूसरे बेड में प्रवाहित होते हैं, जहां फेरस ऑक्साइड को पुन: उत्पन्न करने और एसओ 2 के रूप में एस को पुनर्प्राप्त करने के लिए सल्फाइड कणों को लगभग 800 डिग्री सेल्सियस पर भुना जाता है। फेरिक ऑक्साइड कण पहले बिस्तर पर वापस आ जाते हैं और एसओ 2 एक एसिड प्लांट को भेज दिया जाता है।

कमी प्रक्रिया # 2. गीली प्रक्रिया :

अपशिष्ट गैस से एच 2 एस को हटाने के लिए कई गीली प्रक्रियाएं होती हैं। इनमें से कुछ प्रक्रियाओं को यहां उल्लिखित किया गया है।

ए। गिरबतोल प्रक्रिया:

इस प्रक्रिया में एमाइन घोल में एच 2 एस का अवशोषण होता है और फिर भाप के साथ भंग एच 2 एस को अलग करना होता है। किसी विशेष स्थिति में उपयोग की जाने वाली अमीन इस बात पर निर्भर करती है कि अपशिष्ट गैस में COS और / या CO 2 के अलावा H 2 S भी है या नहीं।

एक 15-20% मोनो-इथेनॉल अमीन जलीय घोल का उपयोग किया जा सकता है यदि गैस को साफ़ करने के लिए COS नहीं होता है, क्योंकि COS डि-इथेनॉल यूरिया बनाता है जो गर्मी स्थिर है। चूंकि मोनो-इथेनॉल अमाइन में उच्च वाष्प का दबाव होता है, इसलिए अप्रशिक्षित समाधान के अप्रत्यक्ष भाप हीटिंग द्वारा पुनर्जीवित एच 2 एस को प्रवेशित एमाइन की वसूली के लिए स्क्रब करना पड़ता है।

स्क्रबिंग को पानी के साथ किया जा सकता है, लेकिन यदि एच 2 एस को सूखी गैस के रूप में बरामद किया जाना है, तो मोनो-इथेनॉल अमोन समाधान के बजाय स्क्रबिंग तरल के रूप में डी-एथिलीन ग्लाइकॉल या त्रिकोणीय एथिलीन ग्लाइकॉल का उपयोग किया जाना चाहिए। चूंकि मोनो-इथेनॉल एमाइन सीओ 2 को भी अवशोषित करता है, इसलिए सीओ 2 की उपस्थिति में यह उपयुक्त शोषक नहीं है।

Di-ethanol amine मोनो-इथेनॉल amine से बेहतर अवशोषक है क्योंकि इसका वाष्प दबाव मोनो-इथेनॉल amine से कम होता है। Di-इथेनॉल एमाइन का उपयोग तब भी किया जा सकता है जब COS H 2 S के साथ मौजूद हो, क्योंकि COS डि-इथेनॉल मटर नहीं बनाता है। यदि अपशिष्ट गैस को स्क्रब किया जाता है, तो इसमें एच 2 एस और सीओ 2 दोनों होते हैं, तो एच 2 एस के चयनात्मक अवशोषण के लिए त्रि-इथेनॉल एमाइन या मिथाइल-डी-इथेनॉल एमाइन का 30% जलीय घोल का उपयोग किया जाना चाहिए।

B. पोटेशियम फॉस्फेट प्रक्रिया:

जब सीओ 2 एच 2 एस के साथ मौजूद होता है तो पोटेशियम फॉस्फेट का 40% जलीय घोल शोषक के रूप में उपयोग किया जा सकता है। यह समाधान एच 2 एस को अधिमानतः अवशोषित करता है। संवेदी घोल से H 2 S को जीवित भाप से छीन लिया जाता है।

C. सोडियम कार्बोनेट प्रक्रिया :

जब H 2 S CO 2 के साथ नहीं है तो 3 2 से 3.5% जलीय Na 2 CO 3 को शोषक के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है।

अवशोषण के दौरान सोडियम हाइड्रोजन सल्फाइड और सोडियम बाइकार्बोनेट बनते हैं:

Na 2 CO 3 + H 2 S Na HCO 3 + Na HS ………… .. (5.53)

कार्बोनेट के पुनर्जनन के लिए और एच 2 एस की वसूली के लिए खर्च किए गए समाधान को वैक्यूम के तहत छीन लिया जाना है। खर्च किए गए समाधान के उत्थान के लिए एक वैकल्पिक विधि निलंबन में लगभग 0.5 प्रतिशत फेरिक ऑक्साइड की उपस्थिति में ऑक्सीजन के साथ ऑक्सीकरण करना है जिससे ना 2 सीओ 3 पुनर्जीवित होता है और प्राथमिक सल्फर अवक्षेपित होता है।

एक वैकल्पिक प्रक्रिया (जब सीओ 2 एच 2 एस के साथ मौजूद है) सोडियम कार्बोनेट समाधान के बजाय अवशोषण के लिए अमोनियम कार्बोनेट समाधान का उपयोग करना है। खर्च किए गए समाधान के उत्थान के लिए Fe 2 O 3 की उपस्थिति में ऑक्सीजन के साथ ऑक्सीकरण किया जाता है। एक अन्य वैकल्पिक प्रक्रिया (थायॉक्स प्रक्रिया) शोषक के रूप में सोडियम थायरोसेनेट समाधान का उपयोग करती है। ऑक्सीकरण-पुनर्जनन प्रतिक्रिया के लिए इस प्रक्रिया में किसी उत्प्रेरक की आवश्यकता नहीं होती है।

निम्न के रूप में प्रतिक्रियाओं का प्रतिनिधित्व किया जा सकता है:

अवशोषण प्रतिक्रिया :

ना अस एस + एच एस-> ना अस एस ओ + एच ओ ... ... ... ... (५.५५)

उत्थान प्रतिक्रिया :

Na 4 As 2 S 6 O + + O 2 -> Na 4 As 2 S 5 O 2 + S …………… .. (5.56)

डी। स्ट्रैटनफोर्ड प्रक्रिया :

स्ट्रेटफोर्ड प्रक्रिया एक एच 2 एस चयनात्मक प्रक्रिया है। यह उपचारित गैस में अवशिष्ट एच 2 एस सामग्री को बहुत कम स्तर तक कम कर सकता है। ऑपरेटिंग तापमान अपेक्षाकृत कम है, लगभग 40 डिग्री सेल्सियस। एच 2 एस हटाने के लिए इस प्रक्रिया में इस्तेमाल किया जाने वाला शोषक एक जलीय क्षारीय शराब है जिसमें एंथ्राक्विनोन डिसुलफोनिक एसिड (एडीए) का सोडियम कार्बोनेट, बाइकार्बोनेट, वेनाडेट और सोडियम नमक होता है, जिसका पीएच 8.5 से 9.5 तक होता है।

इलाज की जाने वाली गैस को वर्तमान में एक अवशोषक में घोल के साथ काउंटर-स्क्रब किया जाता है जहां व्यावहारिक रूप से एच 2 एस को हटा दिया जाता है। अवशिष्ट एच 2 एस सामग्री 1 पीपीएम से कम हो सकती है।

अवशोषक से विलयन एक ऑक्सीडाइज़र (प्रतिक्रिया टैंक) में प्रवाहित होता है जहाँ वायु के साथ घनिष्ठ मिश्रण के कारण शोषक के गठन और मौलिक सल्फर का निर्माण होता है।

ऑक्सीडाइज़र में निर्मित तत्व सल्फर को फ्लोटेशन द्वारा अलग किया जाता है और इसे एक झाग के रूप में हटाया जाता है, जो वजन से लगभग 10% ठोस होता है। सल्फर को हटाने के बाद पुनर्जीवित समाधान को वापस अवशोषक में पंप किया जाता है।

ई। एलओ-कैट प्रक्रिया:

एच 2 एस को हटाने के लिए इस प्रक्रिया को सबसे उपयुक्त माना जाता है, जब यह पीपीएम स्तर में एक निकास गैस स्ट्रीम में मौजूद होता है। यह एच 2 एस की उपस्थिति के कारण गंध की समस्या को खत्म करने के लिए विकसित किया गया है। यह एक तरल चरण में कमी-ऑक्सीकरण प्रक्रिया है, जिसके परिणामस्वरूप एच 2 एस को मौलिक सल्फर में परिवर्तित किया जाता है।

स्क्रबिंग लिक्विड एक पतला जलीय कार्बनिक-चेलेटेड आयरन घोल है। लोहा एच 2 एस को ऑक्सीकरण करता है जबकि स्वयं कम हो जाता है। स्क्रबर से खर्च किए गए घोल को फिर हवा के साथ ऑक्सीकृत किया जाता है जिससे पुन: उपयोग के लिए शोषक को पुन: प्राप्त किया जाता है और मौलिक सल्फर का उत्पादन किया जाता है।

यह प्रक्रिया एच 2 एस विशिष्ट है। यह अन्य सल्फर असर यौगिकों जैसे सीओएस, सीएस 2, मर्कैप्टैन को नहीं हटाता है। यह इलाज गैस में एच 2 एस को बहुत कम स्तर तक कम कर सकता है। इसकी उच्च उत्प्रेरक गतिविधि और गैर-विषाक्तता के कारण यह अन्य ऑक्सीकरण-कमी प्रक्रियाओं से बेहतर है।

उपलब्ध विभिन्न एच 2 एस अबेटमेंट प्रक्रियाओं में से यह विशेष रूप से कम एच 2 एस सामग्री वाले एक बड़े गैस स्ट्रीम के उपचार के लिए काफी किफायती पाया गया है।

एफ। केटाबन प्रक्रिया :

इस प्रक्रिया में उपयोग किए जाने वाले उत्प्रेरक एजेंट एक जलीय घोल है जिसमें 2-4% chelated फेरिक आयरन होता है। केलेट का उपयोग पीएच 1.0 से 11.0 की एक विस्तृत श्रृंखला और परिवेश से नीचे के तापमान के बारे में 130 डिग्री सेल्सियस तक किया जा सकता है क्योंकि यह उपर्युक्त सीमा से अधिक स्थिर है। प्रक्रिया के दौरान फेरिक आयन एच 2 एस को मौलिक सल्फर में ऑक्सीकरण करता है और खुद को फेरस आयन तक कम कर लेता है। इसके साथ ही लौह आयनों से फेरिक आयनों का वायु ऑक्सीकरण होता है।

प्रतिक्रियाओं का प्रतिनिधित्व किया जा सकता है:

2 Fe 3+ + H 2 S –> 2 Fe 2+ + S + 2 H + …………… .. (5.57)

2 Fe 2+ + 2O 2 + H 2 O–> 2 Fe 3+ + 2 OH - …………… .. (5.58)

इस प्रक्रिया का उपयोग विशेष रूप से कम एकाग्रता पर एच 2 एस के उन्मूलन के लिए किया जा सकता है यदि उद्देश्य सल्फर को पुनर्प्राप्त नहीं करना है। जब प्रभावशाली गैस धारा में ऑक्सीजन होता है, तो फेर आयनों के ऑक्सीकरण के लिए किसी भी वातन की आवश्यकता नहीं होगी।

जी। जियामारको-वेट्रोकोक प्रक्रिया :

पोटैशियम कार्बोनेट युक्त पोटेशियम कार्बोनेट का एक समाधान Giammarco-Vetteroke प्रक्रिया में H 2 S के अवशोषण के लिए उपयोग किया जाता है। इसका उपयोग कोक-ओवन गैस, संश्लेषण गैस और प्राकृतिक गैस से एच 2 एस को हटाने के लिए किया जाता है। उपचारित गैस की एच 2 एस सामग्री उच्च तापमान और 150 डिग्री सेल्सियस के करीब ऑपरेटिंग तापमान पर सीओ 2 की उपस्थिति में भी 1 पीपीएम जितनी कम हो सकती है।

खर्च की गई शराब के पुनर्जनन के लिए इसे ओ 2 (वायु) के साथ ऑक्सीकरण किया जाता है। अंतिम उत्पाद के रूप में मौलिक सल्फर का उत्पादन किया जाता है।

अवशोषण-पुनर्जनन प्रक्रिया के दौरान होने वाली रासायनिक प्रतिक्रियाओं को संक्षेप में इस प्रकार किया जा सकता है:

केएच 2 एसो 3 + 3 एच 2 एस -> केएच 2 एस 3 + 3 एच 2 ओ… ………… .. (5.59)

केएच 2 एस 3 + 3 केएच 2 के रूप में ओ 4 -> 3 केएच 2 के रूप में ओ 3 एस + केएच 2 के रूप में ओ 3 …………… .. (5.60)

3 केएच 2 के रूप में ओ 3 एस -> 3 केएच 2 के रूप में ओ 3 + 3 एस …………… .. (5.61)

3 केएच 2 के रूप में ओ 3 + 1 22 -> 3 केएच 24 के रूप में …………… .. (5.62)

वास्तविक प्रतिक्रिया तंत्र और कदम जटिल हैं और समग्र प्रतिक्रिया के रूप में व्यक्त किया जा सकता है

3H 2 S + 1 2 O 2 -> 3 S + 3 H 2 O …………… .. (5.63)

कार्बोनेट की भूमिका उचित पीएच बनाए रखने के लिए है।