Способ преобразования микроконцентраций сероводорода в диоксид серы Советский патент 1992 года по МПК G01N1/28 C01B17/50 

Изобретение относится к газоаналитической технике, а конкретно, к способам преобразования сероводорода в сернистый газ и может быть использовано при разработке флуоресцентных газоанализаторов микроконцентраций сероводорода в атмосферном воздухе или технологических газах.

Известен способ количественного (1:1) преобразования HaS в S02 путем термического окисления H2S на катализаторе, приготовленном на основе оксидов ванадия 1.

Недостаток известного способа состоит в низкой его надежности, обусловленной снижением со временем эффективности преобразования H2S в результате постепенного отравления ванадиевого катализатора некоторыми сопутствующими газовыми компонентами, в частности, парами воды.

Известен способ преобразования HaS в S02 путем газофазного (без применения катализатора) термического окисления HaS при температуре от 850 до 1100°С 2.

Недостатком способа является неполное преобразование HaS в 502, что вызвано образованием в условиях высоких температур других продуктов окисления, например, ЗОз.

Целью изобретения является увеличение эффективности преобразования H2S в S02 в условиях газофазной реакции окисления,

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе преобразования микроконцентраций H2S в диоксид серы путем термического газофазного окисления сероводорода кислородом газовой смеси часть кислорода конвертируют в озон в количестве, превышающем по крайней мере в 10 раз максимально преобразуемую концентрацию сероводорода, а процесс окисления проводят при температуре от 400 до 600°С.

Повышение эффективности преобразования HaS в S02 достигается благодаря появлению при термическом разложении

XI J

О 09

«ет

«аД

озона атомарного кислорода, который способен полностью окислять сероводород до S02 при более низких температурах.

Пример. Способ реализован на установке, функциональная блок-схема которой показана на чертеже.

Установка состоит из капиллярного разбавителя газов 1. ко входам которого подсоединены баллон 2 с аттестованной газовой смесью H2S+N2 и баллон 3 с иртым воздухом (газом-разбавителем), генератора озона 4 на базе ультрафиолетовой ртутной лампы с источником питания 5, химического реактора б (трубка из кварцевого стекла # 15 мм, мм) с источником нагрева 7, флуоресцентного газоанализатора сернистого газа 8.

Разбавитель 1 позволял получать на выходе смесь воздуха с HaS известной концентрации в пределах от 0,1 до 2,5 ррт.

Часть кислорода воздуха преобразовывали в озон путем ультрафиолетового облучения потока газа, проходящего через генератор 4.

Температуру химического реактора 6 устанавливали в пределах от 300 до 700°С с точностью ±5°С.

В табл. 1 приведена зависимость эффективности преобразования HaS в S02 от температуры окисления в химическом реакторе при наличии озона в газовой смеси и в отсутствие озона. Данные табл. 1 свидетельствуют о том, что практически полное преобразование hteS в S02 при наличии озона наступает начиная с 400°С и сохраняется на этом уровне до 600°С. При более высоких температурах имеет место снижение эффективности преобразования.

Из табл. 1 видно также, что в отсутствие озона в газовой смеси эффективность окисления H2S в S02 существенно ниже,

В табл. 2 систематизированы данные по эффективности преобразования H2S в S02 в диапазоне концентраций N28 от 1 до 2,5

ppm пр длэюомым способом при температуре химического реактора, равной 400°С.

Из этих данных следует, что высокая эффективность преобразования HaS в 302

по предлагаемому способу сохраняется в широком диапазоне микроконцентраиий H2S.

В табл. 3 приведены результаты проверки эффективности преобразования в

S02 предлагаемым способом or величины избытка озона. Видно, что для достижения полного преобразования hbS необходим, по крайней мере, 10-ти кратный избыток озона, который обеспечивает протекание

реакции окисления до конца,

Таким образом, добавка в анализируемую газовую смесь озона, в количес ве превышающем концентрацию сероводорода ге менее чем в 10 раз, позволяет путем газофазного окисления при темпера /ре от 400 до 600°С полностью преобразовать в S02 в широком диапазоне микооконцентра- ций,,

Зависимость эффективности преоОразования (%) HaS в SO от температуры ,32 ррт приведена в т 1,

Эффективность преобопзования (%) I2S в S02 предлагаемым способом мри различных концентрациях H2-S приведена в т 2,

Зависимость эффективности преобразования I laS в SOa (%) от величины избытка озона H2SH,32 ррт, txp -40Q°C показана вт.З,

Формула изобретения

Способ преобразования микроконцентрации сероводорода в диоксид сери путем термического окисления кислородом газовой смеси, от л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения эффективности преобразования, часть кислорода конвертируют в озон в количестве, превышающем не менее чем в 10 раз максимально преобразуемую концентрацию сероводорода, и процесс окисления ведут при 400- 600°С.

Способ может быть использован при разработке флуоресцентных газоанализаторов сероводорода в атмосферном воздухе или в технологических газах. Способ преобразования микроконцентраций сероводорода в кислородсодержащей газовой смеси, например, атмосферном воздухе, в сернистый газ заключается в термическом газофазном окислении сероводорода кислородом газовой смеси, часть которого конвертируют в озон в количестве, превышающем не менее чем в 10 раз максимально преобразуемую концентрацию сероводорода и процесс окисления проводят при температуре от 400 до 600°С, 1 ил. 3 табл.

Т а б л и ц а 1

Усповип

Содержание , ppm

Т а б л и ц а 3