需作出說明的是，本文所述絡合鐵脫硫技術中，所用脫硫催化劑是不需要多酚類化合物作輔助載氧體的。

  絡合鐵脫硫技術是一種鰲合鐵濕式氧化法脫硫技術，國外同類技術為洛凱特(LO-CAT)硫磺回收技術，最初主要用于國內(nèi)外石油煉化行業(yè)處理凈化高濃度硫化氫尾氣，同步回收硫磺的裝置上。該技術具有工藝簡單，脫硫反應速度快、操作彈性大、脫硫精度高、副反應少、堿耗低、無脫硫廢液排放等特點。而國內(nèi)傳統(tǒng)的濕式氧化法脫硫工藝存在著動力消耗高、系統(tǒng)副鹽生成率高，需定期排放脫硫廢液的問題；沼氣凈化行業(yè)使用的生物脫硫工藝，也存在著為了維持裝置內(nèi)脫氮硫桿菌的正常生存，每天都要排放一定量的脫硫廢水，以維持脫硫液的電導率在一個正常范圍內(nèi)的問題。基于以上原因，近幾年來，絡合鐵脫硫技術受到有脫硫凈化需求的沼氣工程、煤化工等行業(yè)的重點關注。

  下面就從化學原理的角度對絡合鐵催化劑的構成原理，脫硫工藝設計及實際運行中所依據(jù)的關鍵工藝參數(shù)等方面，作簡要概述，期望對使用單位在選擇絡合鐵脫硫工藝技術時有所幫助。

一、絡合鐵催化劑的構成及脫硫原理：

  鐵是過渡金屬元素，鐵原子的外層價電子排布是3d⁶4s²，由此可見，Fe³⁺和Fe²⁺在d軌道上的電子數(shù)量不同,造成了在弱堿性絡合條件下兩種價態(tài)的鐵離子穩(wěn)定性不同，這是選擇絡合劑組份的重要理論依據(jù)。通常會選用雙組份或三組份的絡合體系，小分子絡合劑主要起到對Fe²⁺的絡合作用和促進Fe²⁺再生時與O₂的反應；而大分子絡合劑則是絡合體系的穩(wěn)定組份，即便是催化劑在使用過程中出現(xiàn)小分子絡合劑的適量降解，也能保證鐵元素在弱堿性溶液中以絡合態(tài)穩(wěn)定存在，有效地降低了因小分子絡合劑降解而產(chǎn)生的鐵離子沉淀損耗量。

  絡合鐵脫硫的基本原理是:在脫硫液PH=8~8.5的弱堿性條件下，F(xiàn)e³⁺(L)的orp值適中，在脫硫吸收塔內(nèi)Fe³⁺(L)只能將HS^-(L)氧化成單質S,均相反應速度快，基本上杜絕了HS^-(L)進入再生裝置與O₂直接接觸的機會，使脫硫過程中生成單質硫的選擇性高，副鹽生成率極低；而Fe²⁺(L)在再生裝置內(nèi)被O₂氧化成Fe³⁺(L)，同時釋放出OH^-，實現(xiàn)了一個脫硫再生的循環(huán)。

二、脫硫工藝設計及實際運行中所依據(jù)的工藝參數(shù)：

 首先要明確一個濕式氧化法脫硫中常用到的一個概念——即催化劑的載氧（攜氧）能力強，所以脫硫反應速度快；實際上這個說法是不準確的，混淆了濕式氧化脫硫過程中化學反應熱力學和動力學術語的概念。以絡合鐵催化劑為例說明，從反應熱力學角度講，絡合鐵催化劑的氧化能力適中，Fe³⁺(L)/ Fe²⁺(L)電對的電極電位值適中，僅能將HS^-(L)氧化成單質S；從反應動力學角度講，絡合鐵催化劑氧化HS^-(L)時的反應速率常數(shù)特別高，是O₂和HS^-(L)反應速率常數(shù)的10⁵倍以上。因此，絡合鐵脫硫時，氧化HS-的過程是瞬時間完成的。從上面的分析中，也看出了脫硫液中Fe³⁺(L)濃度對整個脫硫過程的重要性。

1．絡合鐵脫硫液中鐵離子的濃度：

脫硫液中鐵離子的濃度是工藝設計時，計算脫硫液循環(huán)量和確定再生裝置內(nèi)脫硫液裝填量的關鍵參數(shù)，也是決定脫硫液工作硫容高低的重要參數(shù)。需說明的是，我們在工藝設計中用到的工作硫容指標，一般只考慮Fe³⁺(L)的氧化性能而產(chǎn)生的硫容，而不考慮系統(tǒng)內(nèi)堿性材料產(chǎn)生的吸附硫容，這一點與傳統(tǒng)濕式氧化法設計時用的工作硫容概念是有區(qū)別的。一般情況下，脫硫液中鐵離子濃度越高，脫硫液的循環(huán)量越小，動力消耗越低，設備的整體外形尺寸越小，越容易設計成撬裝化裝置；當然，使用高濃度脫硫工作液也存在著分離硫磺時，因硫膏夾帶脫硫液造成催化劑損耗多，致使補充藥劑消耗高的缺點，脫硫工作液中鐵離子含量的高低要綜合平衡各種因素后而定。

2．絡合鐵脫硫液的PH值：

系統(tǒng)正常運行的PH值范圍在8~8.5之間，PH<7時，會造成H₂S在脫硫液中的溶解電離困難，影響脫硫精度；PH>9時，會造成脫硫液再生困難，促進生成Na₂S₂O₃，阻礙單質硫凝聚等現(xiàn)象。因此，脫硫液的PH值應保持在一個弱堿性狀態(tài)范圍內(nèi)。

3．絡合鐵脫硫液的氧化還原電位值（orp值）：

orp值是脫硫液在一定的PH值條件下，在不考慮HS^-存在的情況下，脫硫液中[Fe³⁺]/[ Fe²⁺]的比值大小及小分子絡合劑含量高低的綜合體現(xiàn)，是脫硫項目正常運行中需重點關注的工藝控制參數(shù)。orp值絕對數(shù)值的高低，只對特定的脫硫液體系有指導意義，具體到每個脫硫項目的orp值,受所處理氣源組成（主要受CO₂的影響），溶液中總鐵離子濃度高低、再生空氣用量、氣液接觸時間等因素影響，一般是每個項目調(diào)試期結束后,會確定出一個合理的控制指標。orp值越高，說明溶液的氧化性越強,小分子絡合劑被氧化降解的機會就多，脫硫效果越好；orp值越低，說明溶液的還原性越強,催化劑易鈍化失活。因此，在調(diào)試期間，會綜合各種因素，確定出一個合理的控制指標。

4．絡合鐵脫硫液中副鹽的生成率、堿耗及控制：

絡合鐵脫硫過程中，由于Fe³⁺(L)/ Fe²⁺(L)電對的氧化電極電位值高于SO/H2S電對，低于S₂O₃^2-/S^O及SO₄^2-/ S₂O₃^2-電對，按氧化還原理論，吸收階段不可能將HS^-離子氧化成S₂O₃^2-及SO₄^2-離子，脫硫副反應不可能發(fā)生，不會造成此種副反應的發(fā)生而帶來的堿耗。但是，脫硫液內(nèi)如小分子絡合劑的含量與Fe²⁺(L)含量的平衡比例控制不當，也會造成吸收階段O₂將HS^-直接氧化成S₂O₃^2-及SO₄^2-的可能性。另外，如果所凈化處理的原料氣體中的其它酸性氣體成分(CO₂成分除外）占比例較高，在溶液中電離出大量的酸根離子和H⁺，也會造成副鹽生成量多、堿耗高的現(xiàn)象。因此，需要在絡合鐵催化劑的選用、工藝設計過程和日常運行管理中分別采取有針對性的控制方案，使副鹽的生成率和堿耗控制在一個合理的范圍內(nèi)。