旋转填充床脱除粘胶纤维废气中硫化氢的研究

发布时间：2020-08-27 22:45

【摘要】：粘胶纤维是一种可再生纤维素,其在透气性、吸湿性、染色性、可纺性等方面极具优势,故在服装行业得到了广泛应用。在粘胶纤维生产过程中,由于使用二硫化碳为溶剂,导致大量含硫化氢气体的产生。硫化氢作为一种剧毒气体,其排放不仅会污染环境,而且对人体的危害极大。尽管如此,硫化氢作为一种硫资源可通过转化为其他硫产品进行回收利用,在解决环境问题的同时可以弥补我国硫资源的不足。因此,研究粘胶纤维废气的治理并回收硫资源具有很重要的意义。目前,工业上对粘胶纤维废气的处理以塔器设备为主,主要存在设备体积大、单位体积处理能力低等缺点,使得很多企业为达到日益严格排放标准而进行设备升级改造时面临空间不足的困境。超重力技术因在强化传质和微观混合、以及设备体积小等方面的优势而广泛应用于酸性气体脱除过程。本文以硫化钠溶液为吸收液,利用旋转填充床为吸收设备,分别以制备硫氢化钠和单质硫为目标产品,进行了超重力脱硫的实验研究。对于以制备硫氢化钠为目标的吸收实验,采用二级脱硫,分别以硫化氢含量为2%、1000 ppm为处理对象,考察了转速、液体流量、气体流量、吸收液组成等参数对脱除率的影响。实验结果表明:在一级脱硫实验过程中,液气比10L·m-3、温度308K、转子转速1200 rpm的条件下进行吸收实验时,经过循环吸收可制得0.25%Na2S和18.8%NaHS混合液,此时的混合液的pH为13,同时出口气体中硫化氢的浓度在1000 ppm以下;对于二级脱硫,采用含有硫化钠和硫氢化钠的液体为吸收液处理H2S浓度为1000 ppm的气体,在液气比为8 L·m-3、转子转速为1200 rpm、温度为308 K的条件下,经超重力设备处理后出口气体中的硫化氢浓度低于10 ppm。对于以制备单质硫为目标产品的吸收实验,主要从转速、液体流量、硫化钠浓度、气体流量、进口气体中硫化氢浓度等五个方面考察其对脱除效果和总体积传质系数(KGa)的影响。并且探究以上各因素对再生效果影响的显著性顺序。实验结果表明:在RPB内随着转子转速、液体流量、以及硫化钠浓度的增大,脱除率和KGa先增大后趋于平缓;随着进口气体中H2S浓度的升高,脱除率和KGa下降;随着气体流量的增加,脱除率降低,KGa先增大后趋于平缓;在RPB内制取硫单质的吸收硫化氢的最佳实验条件是:硫化钠浓度为10g·L-1,转子转速为1400rpm,液气比为8L·m-3,温度为308 K,此时脱除率高达99.9%以上;在实验条件下,再生时间对再生效果的影响最大,液体处理量次之,气体流量影响最小。同时,采用多元线性回归方法,基于实验值拟合出KGa的经验关联式,关联式计算值与实验值吻合较好,误差在±15%以内。在实验研究基础上,进行了规模为8.0×104Nm3·h-1粘胶纤维废气的脱硫工艺流程设计。同时,进行了物料衡算和热量衡算,以及超重力设备的初步设计。
【学位授予单位】：北京化工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TQ341.1;X701
【图文】：

粘胶纤维生产工艺流程

旋转填充床脱除粘胶纤维废气中硫化氢的研究

010-2015年中国粘胶纤维产量I$1Fig:12Theyieldofviscosefiberfrom2010to2015

旋转填充床脱除粘胶纤维废气中硫化氢的研究

图１－３真空碳酸盐法脱硫工艺图逡逑Ｆｉｇ．邋１－３邋Ｖａｃｕｕｍ邋ｃａｒｂｏｎａｔｅ邋ｄｅｓｕｌｐｈｕｒｉｚａｔｉｏｎ邋Ｐｒｏｃｅｓｓ邋ｄｉａｇｒａｍ逡逑

【参考文献】