硫化氫的轉(zhuǎn)化是資源利用和環(huán)境保護的重要研究課題。
(1)通過電化學循環(huán)法可將H2S轉(zhuǎn)化為H2SO4和H2(如圖1所示)。其中氧化過程發(fā)生如下兩步反應(yīng):H2S+H2SO4═SO2↑+S↓+2H2O、S+O2═SO2。
①電極a上發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)式為
SO2-2e-+2H2O═4H++SO42-
SO2-2e-+2H2O═4H++SO42-
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②理論上1mol H2S參加反應(yīng)可產(chǎn)生H2的物質(zhì)的量為2mol
2mol
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(2)表面噴淋水的活性炭可用于吸附氧化H2S,其原理可用圖2表示。其它條件不變時,水膜的酸堿性與厚度會影響H2S的去除率。
①適當增大活性炭表面的水膜pH,H2S的氧化去除率增大的原因是OH-濃度增大,促進H2S?H++HS-平衡向正反應(yīng)方向移動,HS-濃度增大
OH-濃度增大,促進H2S?H++HS-平衡向正反應(yīng)方向移動,HS-濃度增大
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②若水膜過厚,H2S的氧化去除率減小的原因是若水膜過厚,導致活性炭的吸附力減弱,吸附的硫化氫、氧氣減少,去除率減少
若水膜過厚,導致活性炭的吸附力減弱,吸附的硫化氫、氧氣減少,去除率減少
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(3)Fe2O3可用作脫除H2S氣體的脫硫劑。H2S首先與表面的Fe2O3產(chǎn)生疏松多孔的產(chǎn)物FeS,隨著反應(yīng)的進行,F(xiàn)e2O3不斷減少,產(chǎn)物層不斷加厚,可用圖3所示。失效的脫硫劑可在氧氣中加熱重新轉(zhuǎn)化為Fe2O3實現(xiàn)“再生”。
①實驗表明用Fe2O3脫除純H2S反應(yīng)一段時間后,因為產(chǎn)生的S單質(zhì)將疏松FeS堵塞,反應(yīng)速率明顯減小。Fe2O3與H2S反應(yīng)的化學方程式為Fe2O3+3H2S═2FeS+S+3H2O
Fe2O3+3H2S═2FeS+S+3H2O
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②“再生”時若O2濃度過大、反應(yīng)溫度過高,“再生”后的脫硫劑脫硫效果明顯變差的原因可能是部分FeS與O2反應(yīng)轉(zhuǎn)化為FeSO4[或Fe2(SO4)3]使脫硫劑其不再疏松多
部分FeS與O2反應(yīng)轉(zhuǎn)化為FeSO4[或Fe2(SO4)3]使脫硫劑其不再疏松多
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