황화수소 공급원
황화수소는 주로 하수 처리 시스템의 다음 측면에서 발생합니다.화학 공장 및 제약 공장의 작업 환경: 이러한 산업 현장에서는 황화수소를 포함한 황 화합물을 포함하는 폐수가 종종 생성됩니다.
하수 처리장의 물 입구 리프팅 펌프실: 물 입구 리프팅 펌프실의 유기 폐수 및 배기 가스에는 다량의 황화수소가 포함되어 있는 경우가 많습니다.
1차 침전조 슬러지의 혐기성 소화 과정: 1차 침전조 슬러지의 혐기성 소화 과정에서 황화수소 등의 악취도 배출됩니다.
슬러지 소화 및 안정화 과정: 슬러지의 소화 및 안정화 과정에서 생성된 암모니아는 다른 화합물과 반응하여 황화수소를 생성할 수도 있습니다.
또한, 황화수소의 형성은 유기 황 및 무기 황과 밀접한 관련이 있습니다. 유기 황에는 메르캅탄, 티오에테르 등과 같은 탄소 원소를 함유한 화합물; 무기황은 주로 H2S, SO2, SO3 등과 같은 무기화합물을 가리킨다. 유기황은 일반적으로 제거가 어려운 반면, 무기황은 상대적으로 제거가 쉽다.
황화수소 제거를 위한 활성탄의 원리
활성탄은 비극성 분자로 황화수소를 제거하는 원리는 주로 산소환원반응을 통해 이루어진다. 구체적인 반응은 다음과 같습니다.H2S + O2 → S(고체) + H2O + H2
또한, 함침활성탄, 특히 수산화칼륨(KOH)이나 수산화나트륨(NaOH)을 함침시킨 활성탄 역시 중화반응에서 효과적으로 황화수소를 제거할 수 있다. 반응식은 다음과 같다:
H2S + 2KOH(전량) → K2S + 2H2O
활성탄 흡착 효율에 영향을 미치는 요인은 무엇입니까?
사이즈, CTC, 함침량
크기: 활성탄 입자의 크기는 처리 시스템의 흐름과 흡착 효율에 영향을 미칩니다.CTC: CTC 값이 높을수록 겉보기 비표면적이 커지고 활성탄의 흡착 효율은 일반적으로 높아집니다.
함침량 : 함침량을 조절하면 활성탄의 흡착 성능이 변화될 수 있으며, 적절한 함침량으로 황화수소 제거 효율을 높일 수 있습니다.
상대습도
상대습도가 증가함에 따라 탈황기 위에 형성된 액막이 두꺼워지고, 기체 물질 전달 저항이 증가하며, 유효 확산 계수가 약간 감소하고, 침투 곡선의 기울기가 감소합니다. 반면에 비활성화 계수는 감소하고 작동 유황 용량은 증가합니다. 물이 적으면 활성탄 공극에 수막을 형성하기에 충분하지 않거나 수막의 부피가 작기 때문에 반응에 제공되는 활성 부위가 감소합니다.적절한 산소 함량
H2S를 흡착하는 흡착제의 작동 조건은 산소 함량 2%, 온도 95도, 공간 속도 1000-2000h-1입니다. (시간당 1000-2000 입방미터)산소 함량이 낮으면 흡착제의 흡착 능력이 높지 않습니다. 산소 함량이 증가하면 흡착 용량이 증가합니다. 3.5%로 증가한 후에는 산소 함량을 높이면 흡착 용량에 미치는 영향이 점점 줄어듭니다. 물리적 흡착은 20도에서 70도 사이에서 지배적입니다. , 화학적 흡착은 70-95도에서 지배적입니다. 물리적 흡착은 저온에서 발생합니다. 온도가 증가함에 따라 물리적 흡착 효과는 감소하고 화학적 흡착 효과는 점차 증가하며 흡착 용량은 먼저 감소한 다음 증가합니다. 공기 속도가 증가하면 흡착제의 흡착 용량이 감소합니다.
황화수소 흡착에 대한 가스 농도의 영향
질량 농도가 높고 거시적 반응 속도가 빠르며 제품 증착 속도가 빠릅니다. 따라서 포화 상태에 빠르게 접근하여 일부 활성 사이트가 완전히 활용되지 않습니다. 반대로 질량농도가 낮으면 반응이 상대적으로 느리게 진행된다. 생성물 유황은 점차적으로 퇴적되어 활성 부위가 완전히 활용되므로 작업 유황 용량이 높습니다.H2S 제거에 가장 효과적인 활성탄 유형은 무엇입니까?
기둥 활성탄은 황화수소 제거를 위한 일반적인 옵션이기도 합니다. 기둥 활성탄은 비표면적이 크고 흡착 성능이 우수하며 하수 중의 황화수소 처리에 적합합니다. 해당 매개변수는 일반적으로 다음과 같습니다.
| 품목 | 활성탄 펠릿 |
| 크기 | 3mm, 4mm, 5mm |
| 함침량 | 8-15% |
| CTC | ≥50% |
그러나 함침되지 않은 펠렛 활성탄의 경우 H2S 흡착 효과가 제한됩니다. 대부분의 고객은 KOH 함침 활성탄 또는 KI 함침 탄소를 선택합니다.
KOH 함침 탄소
강한 염기 화학반응으로 H2S를 제거합니다. H2S와 직접 반응하여 황화칼륨을 형성함: 2KOH + H2S → K2S + 2H2O
그 특성:
• 산소에 의존하지 않습니다.
• 반응이 빠릅니다.
• 용량은 KOH 함량에 따라 결정됩니다.
KI 함침 탄소
KI 촉매 작용이 있을 때 공기 중의 산소는 H2S를 황 원소로 산화시킵니다.
H2S + ½ O2 → S + H2O(촉매 KI)
그 특성:
• 산소 필요(화학량론적 양 ≥2개)
• H2S + 유기황(메탄티올, 티오에테르) 처리 가능
• 반응은 탄소 기공에서 일어나며 기공 벽에 황이 침전됩니다.
비용에 따라 KOH 함침 활성탄이 선택되는 경우가 많습니다.
고객 사례: 높은 H2S 농도를 위한 바이오가스 탈황
우리 고객 중 한 곳은 원시 바이오가스의 황화수소(H2S) 농도가 4000~8000ppm 범위인 바이오가스 생산 시설을 운영하고 있습니다. 그들의 요구 사항은 다운스트림 장비를 보호하고 엄격한 환경 및 운영 표준을 충족하기 위해 H2S 수준을 10ppb 미만으로 줄이는 것이었습니다.
가스 구성과 고객의 성능 목표를 평가한 후 단일 단계 활성탄 시스템으로는 충분하지 않음을 확인했습니다. 활성탄만으로는 이렇게 높은 황 함량을 한 단계로 처리할 수 없습니다. 대신, 효율적인 흡착제 제거와 긴 사용 수명을 보장하기 위해 2단계 탈황 공정을 권장합니다.
권장되는 솔루션에는 두 가지 순차적 단계가 포함되었습니다.
1단계: 4000~8000ppm에서 훨씬 낮은 수준으로 대부분의 H2S를 제거하는 산화철 또는 산화아연 탈황 매체. 이 단계는 황 부하의 대부분을 흡수하고 연마 매체의 과부하를 방지합니다.
두 번째 단계: 연마층으로 KI/KOH 함침 활성탄. 이 특수 촉매 탄소는 나머지 H2S를 효율적으로 흡착 및 산화하여 최종 배출구 농도를 10ppb 미만에 도달하도록 합니다.
2단계 시스템을 구현한 후 고객은 안정적인 성능, 더 긴 미디어 수명 및 장비에 대한 안정적인 보호를 달성했습니다. 그 결과 모든 운영 요구 사항을 충족하는 비용 효율적이고 기술적으로 건전한 솔루션이 탄생했습니다.
