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1.2 硫化氢气体的性质、危害及脱除的意义
硫化氢(H2S)是一种无色有毒气体,具有强烈的臭鸡蛋气味,是大气污染物中毒性很大的污染物之一。其密度为1.5392kg/m3,是空气的1.19倍,因此,常常浓集于低处。H2S溶于水,在通常情况下每1体积水可以溶解4.7体积的H2S,溶于水后成氢硫酸,是一种弱酸[4]。
H2S在水中有如下的电离作用:
(1-1)
(1-2)
H2S在水中电离生成H+,其水溶液呈酸性,能与碱反应生成盐,因而可用碱溶液来吸收脱除气体中的H2S。
电离生成的氢离子对金属铁发生强烈的氢去极化电化学腐蚀,生成FeS,从而引起设备和管道的破坏[5]。
(1-3)
同时,使钢材发生“氢脆”,强度大大下降。如不经常排水,将造成设备严重腐蚀。
在合成氨生产过程中,H2S能使CO变换催化剂中毒,它与催化剂发生下列反应:
(1-4)
在H2S的作用下,会使变换催化剂中的Fe3O4生成FeS,降低催化剂活性。
由于S2-极易失去电子而被氧化,所以H2S具有较强的还原能力,在空气中易被氧化。当焦炉煤气用作燃料时,H2S会随气体燃烧转化成SO2气体,SO2能对大气造成污染,如引起酸雨、破坏臭氧层、产生温室效应等[6]。
此外,H2S还是一种强烈的神经毒物,它能直接危害人体健康。长期接触低浓度的H2S气体会出现头痛、疲劳无力、记忆力减退、恶心和腹泻等症状,甚者还会出现点状角膜炎。当空气中H2S气体浓度大于20×10-6时已属危险值;达到200×10-6时能使嗅觉神经完全麻痹;浓度在(700~1000)×10-6时,人立即发生昏迷和因呼吸麻痹而迅速死亡[7]。因此原料气中的H2S是一种十分有害的腐蚀性气体,在进行排放及使用前,必须对其进行脱硫处理,以求将其破坏性降低到最小。