PDS脱硫工艺的副盐分析及吸收研究

发布时间：2018-07-13 19:37

【摘要】：PDS脱硫是一种脱除H_2S气体的湿法脱硫工艺,该工艺已在焦化、化肥及造气等行业中得到了较为广泛的应用,是目前我国湿法脱硫技术的重要组成部分。然而,实践表明,该工艺的副反应问题已成为制约PDS脱硫工艺技术发展的瓶颈,是工业上必须解决的问题之一。关于PDS脱硫液副盐分析的研究较少而且存在明显的不足之处。PDS脱硫液中随着副产物的积累,会增加碱耗,引起脱硫液的脱硫效率下降。因此通过研究副盐的含量和生成规律已成为必要。对PDS脱硫液副盐分析方法进行了优化和验证,其中对于脱硫液中HS-的测定进行了优化。采用加标的方法考察了取样量、沉淀剂种类、沉淀时间、沉淀物分离方法及盐酸用量对分析结果的影响,对碘量法进行了优化。优化后的分析条件为:脱硫液取样后需立即处理,以避免因氧化导致脱硫液中硫氢根离子浓度降低;采用乙酸镉为沉淀剂,沉淀时间为10 min,盐酸用量为3 ml,取样量为10 ml,采用过滤的分离方法,通过电位滴定仪滴定,测得硫氢根离子的质量浓度。优化后的加标回收率达到98%。脱硫液中悬浮硫的测定采用称重法。由于硫代硫酸钠和硫氰酸钠在紫外光区有吸光度,通过液相色谱将两种盐分离开,然后用外标法定量分析。脱硫液中亚硫酸钠通过碘量法测定总的亚硫酸钠和硫代硫酸钠的含量,再减去硫代硫酸钠的量得到。脱硫液中的硫酸钠通过BaCl_2沉淀后称重得到。通过已经得到的脱硫液副盐分析方法,测定现场脱硫工艺中7个不同部位的副盐含量。经过分析得知脱硫体系中副产物的主要组分是硫代硫酸钠。而硫代硫酸钠在硫泡沫泵中含量最大,原因是部分脱硫液在敞开的沉降槽氧化所致。要适当控制脱硫塔的喷淋密度和停留时间,提高脱硫效率,同时控制再生槽的空气量,防止过氧化现象的发生。脱硫液中NaHS含量较多的部分是熔硫釜,其次是脱硫塔。熔硫釜中NaHS含量较多的原因可能是脱硫液中硫代硫酸钠和悬浮硫反应生成硫化钠,该反应随着温度的升高而加快。因此,高温熔硫对脱硫吸收不利。在脱硫塔底部HS-含量较多,说明吸收的效果很好。悬浮硫在硫泡沫槽中含量最大,熔硫后悬浮硫基本排除系统之外。测定的结果表明主要副产物是硫代硫酸钠,而硫代硫酸钠的来源主要有两部分:一部分是硫氢根离子的氧化;另一部分是多硫化物的氧化,而且后者是主要的来源。要研究如何降低硫代硫酸钠的产生就势必要研究多硫化物的氧化过程,而准确测定多硫化物的含量就成为研究多硫化物的前提。该章节通过紫外分光光度计测定脱硫液中多硫化物的含量。测定的条件是:吸收波长为285 nm,吸光光程为0.5 mm,稀释液采用0.1 M NaOH溶液,摩尔消光系数为1458 L/(mol·cm)。在此条件下脱硫液中各种副盐和PDS不会对测定产生影响,通过加标的方法证明了该方法的一致性。在实验室建立了吸收装置,进行了Na_2CO_3-NaHCO_3-副盐缓冲体系吸收H_2S过程试验,测定计算了总传质系数KG,用响应曲面法拟合了吸收过程的响应曲面方程,分析了喷淋密度、气速和Na_2CO_3浓度对KG的影响。得到了如下结论:KG随喷淋密度和Na_2CO_3浓度的增加而增加,其中Na_2CO_3浓度对KG的影响显著;另外,随着气速的增加,KG总体呈先增大后减小的趋势,当气速为0.11 m/s、喷淋密度为24.45 m3/(m~2·h)、脱硫液中Na_2CO_3浓度为9 g/L时,KG达到最大值0.00994 kmol/(m~2·h·kPa)。
[Abstract]:PDS desulfurization is a kind of wet desulfurization process for removing H _ 2S gas , which has been widely used in coking , chemical fertilizer and gas - making industry . It is one of the most important problems in the process of desulfurization . In this paper , the absorption process of Na _ 2CO _ 3 - NaHCO _ 3 - salt buffer system has been studied . The results are as follows : KG is established in the laboratory , and the concentration of Na _ 2CO _ 3 is 24 . 45 m3 / ( m ~ 2 路 h ) . When the concentration of Na _ 2CO _ 3 is 9 g / L , the KG reaches the maximum value of 0.00994 kmol / ( m ~ 2 路 h 路 kPa ) .
【学位授予单位】：青岛科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TQ028

【参考文献】