酸性铁液中硫化氢吸收反应动力学研究

发布时间：2022-02-15 09:58

　　硫化氢电解制氢法就是利用硫酸亚铁和硫酸铁溶液作为中间循环剂,与废气中的H₂S发生反应生成硫单质和H⁺离子,反应后的吸收液进入电解池再生,再生后的吸收液输送至反应器中循环使用,同时产生氢气。其系统主要由氧化吸收反应器和电解反应器两部分组成。本文主要对硫化氢电解制氢系统中酸性铁液吸收率改良和吸收反应过程的动力学过程进行了研究,并且建立了理论模型。实验通过对反应条件的不断改变,找出最适宜吸收液的反应条件以达到吸收率的优化。先后对气液比、空速、反应温度、压力、酸度、Fe³⁺浓度和Fe²⁺浓度进行测试,选择气液比为1/10、气液流速为55/550L/h为最佳实验条件,并且根据实验条件最终选择吸收液中Fe³⁺、Fe²⁺和H⁺的反应初始浓度分别为约0.6mol/L、0.1mol/L和8mol/L,原料气中H₂S含量为50%。选定适宜条件后再向吸收液中先后加入了CuSO₄、硝酸镧和杂多酸等加强吸收液对硫化氢... 

【文章来源】：中国石油大学(北京)北京市211工程院校教育部直属院校

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

硫化氢制氢装置流程图

- 14 -图 2.2 吸收单元流程图Fig. 2.2 Flow chart of absorption unit2.2.2 工艺设计主要参数（1）硫化氢氧化吸收单元主要参数：反应温度：40-80℃；反应压力：常压；吸收液：含 Fe2+、Fe3+的酸性溶液；原料气气体流量：33.3-83.3L/h；H2S 气体含量：30-99%；吸收液流量：300-1000L/h；吸收液固含量：小于 0.5%；

图 2.3 分离单元流程图Fig. 2.3 Flow chart of separation unit2.2.4 电解制氢单元工艺流程经过滤除去硫磺的富含Fe2+吸收液进入阳极液高位储罐V104中，经阳极液泵P106送入电解池阳极进行循环氧化再生，电解后的阳极液返回阳极液高位储罐V104再次参与电解循环，同时阳极罐中部分阳极液经溢流到吸收液储罐作为再生后的吸收液；H+通过离子交换膜进入阴极，在阴极还原为氢气，阴极液经阴极液泵P107送入电解池电解后再次进入阴极液储罐V109电解循环。罐中氢气由顶部逸出，经过冷凝除液后放空。经长期电解运行，阳极区Fe2+将扩散进入阴极区，导致阴极区溶液含铁量上升，可能对阴极区电解析氢产量造成影响，特别当电解池停运一段时间后再次运行，阴极Fe2+可在停运期间受氧气氧化为Fe3+，导致再次开车时电解池电流异常增大，阴极无氢气析出，待阴极区全部Fe3+被还原为Fe2+后电解池可恢复正常，馏出组分冷凝后回流至阴极液储罐V109成为再生阴极液，残液送至阳极液高位储罐V104作为阳极液。

【参考文献】：
期刊论文
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博士论文
[1]氧化铁高温煤气脱硫行为及助剂影响规律的研究[D]. 樊惠玲.太原理工大学 2004

硕士论文
[1]生物化学法脱除天然气中H2S的工艺及理论研究[D]. 陈晓.四川大学 2006



本文编号：3626420