直接电解两步法处理硫化氢废气的研究
发布时间：2023-05-07 18:24
硫化氢是一种有毒的工业废气，从硫化氢中制取硫磺和氢气不但可 以回收硫化氢，而且可获得清洁能源氢气和硫磺。作者以工业废气中硫 化氢碱性吸收液为研究对象，针对直接电解法因阳极钝化无法实现应用 和工业废气中硫化氢与二氧化碳共存的问题，在前人研究成果的基础 上，首次提出了直接电解两步法处理硫化氢碱性吸收溶液制取硫磺和氢 气的新工艺。该工艺的主要原理为：第一步通过直接电解将硫氢根离子 氧化生成较高级的多硫化物，同时制取氢气；第二步采用含多硫化物的 电解液吸收工业废气中的硫化氢，溶液酸化后析出硫磺，吸收硫化氢析 出硫磺后的溶液再返回电解槽进行电解。主要研究内容如下： 1)以电化学测试方法为主要研究手段，结合XRD和SEM等现代 分析技术，研究阳极反应机理和钝化机理。研究结果显示：碱性硫化物 的阳极氧化过程分为两个阶段，第一阶段主要以硫氢根离子的电解为 主，生成的产物是易于转化为多硫化物的单体型的斜方硫，多硫化物作 为中间体产生自催化作用，可促进硫氢根离子的进一步电解；第二阶段， 以多硫化物的电解为主，其产物是稳定的聚合型α型硫磺S8。两个阶段 的分界点是电解液中游离的...
【文章页数】：125 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
第一章 文献综述
1.1 前言
1.2 硫化氢污染源及其回收技术
1.2.1 硫化氢污染源
1.2.2 干法脱硫研究
1.2.3 湿法脱硫研究
1.3 从硫化氢中回收氢气的工艺方法研究
1.3.1 微波分解
1.3.2 电子放电技术
1.3.3 热分解技术
1.3.4 光分解技术
1.3.5 热化学循环法
1.3.6 间接电解法
1.3.7 直接电解法
1.4 发展趋势
1.5 本研究的思路
参考文献
第二章 硫化氢碱吸收液的电解机理研究
2.1 前言
2.2 实验部分
2.2.1 实验装置
2.2.2 实验仪器
2.2.3 实验方法
2.3 硫化物的循环伏安研究
2.3.1 石墨电极的阳极氧化电化学行为
2.3.2 电极表面吸附物的扫描电子显微技术(SEM)和X射线衍射(XRD)分析研究
2.3.3. 电解过程的循环伏安现场分析
2.4 硫化氢碱性溶液电解电极过程的交流阻抗研究
2.4.1 理论推导
2.4.2 硫化氢碱性溶液阳极过程交流阻抗测量
2.5 小结
参考文献
第三章 硫化氢碱吸收液电解工艺条件研究
3.1 前言
3.2 实验部分
3.2.1 电解槽的设计
3.2.2 化学试剂
3.2.3 实验方法
3.3 硫化氢碱吸收液电解的理论基础
3.3.1 电极过程
3.3.2 理论耗电量和电流效率
3.3.3 硫化氢碱性吸收溶液的导电性
3.3.4 理论分解电压
3.3.5 阳极材料
3.4 工艺条件对硫化碱吸收液电解反应的影响
3.4.1 电解工艺条件的重现性
3.4.2 各工艺条件的影响
3.4.3 硫化物体系电解过程的宏观动力学经验方程
3.4.4 讨论
3.5 析硫后循环溶液的电解工艺研究
3.5.1 析硫后循环溶液组分对电流密度的影响
3.5.2 析硫后循环溶液的电解
3.5.3 讨论
3.6 小结
参考文献
第四章 较高H2S含量混合气体的共吸收和阳极液酸化析硫研究
4.1 前言
4.2 设备、试剂及方法
4.2.1 实验试剂
4.2.2 硫化氢原料气的制备
4.2.3 气体吸收装置
4.2.4 数据处理方法
4.3 较高H2S含量混合气体的吸收工艺
4.3.1 选择性吸收
4.3.2 多因素试验
4.3.3 碳酸钠的浓度对吸收选择性的影响
4.3.4 气体组分对吸收反应的影响
4.3.5 温度对吸收反应的影响
4.3.6 气体流量和吸收液流量对吸收反应的影响
4.3.7 讨论
4.4 酸化阳极电解液析硫探索性研究
4.4.1 混合气体析硫的热力学分析
4.4.2 各因素对析硫工艺的影响
4.4.3 讨论
4.5 析硫工艺条件和析硫过程物料平衡研究
4.5.1 析硫过程的工艺条件
4.5.2 析硫过程中的物料平衡
4.5.3 讨论
4.6 小结
参考文献
第五章 工艺过程中多硫化物混合物的分离测试方法研究
5.1 引言
5.2 分离技术在多硫化物混合液分析中的应
5.3 多硫化物混合物中不同价态硫的分离及X荧光光谱测定
5.3.1 原理
5.3.2 实验部分
5.3.3 结果与讨论
5.4 多硫化物混合物中碳酸根离子的分离与测定方法研究
5.4.1 多硫化物混合物中碳酸根离子的分离
5.4.2 碳酸根离子的测定
5.5. 小结
参考文献
附录1 碘量法分析原料气中的硫化氢
附录2. 原料气中二氧化碳的分析
第六章 总结
附录3 作者在攻读博士学位期间完成的学术论文
本文编号：3811096
【文章页数】：125 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
第一章 文献综述
1.1 前言
1.2 硫化氢污染源及其回收技术
1.2.1 硫化氢污染源
1.2.2 干法脱硫研究
1.2.3 湿法脱硫研究
1.3 从硫化氢中回收氢气的工艺方法研究
1.3.1 微波分解
1.3.2 电子放电技术
1.3.3 热分解技术
1.3.4 光分解技术
1.3.5 热化学循环法
1.3.6 间接电解法
1.3.7 直接电解法
1.4 发展趋势
1.5 本研究的思路
参考文献
第二章 硫化氢碱吸收液的电解机理研究
2.1 前言
2.2 实验部分
2.2.1 实验装置
2.2.2 实验仪器
2.2.3 实验方法
2.3 硫化物的循环伏安研究
2.3.1 石墨电极的阳极氧化电化学行为
2.3.2 电极表面吸附物的扫描电子显微技术(SEM)和X射线衍射(XRD)分析研究
2.3.3. 电解过程的循环伏安现场分析
2.4 硫化氢碱性溶液电解电极过程的交流阻抗研究
2.4.1 理论推导
2.4.2 硫化氢碱性溶液阳极过程交流阻抗测量
2.5 小结
参考文献
第三章 硫化氢碱吸收液电解工艺条件研究
3.1 前言
3.2 实验部分
3.2.1 电解槽的设计
3.2.2 化学试剂
3.2.3 实验方法
3.3 硫化氢碱吸收液电解的理论基础
3.3.1 电极过程
3.3.2 理论耗电量和电流效率
3.3.3 硫化氢碱性吸收溶液的导电性
3.3.4 理论分解电压
3.3.5 阳极材料
3.4 工艺条件对硫化碱吸收液电解反应的影响
3.4.1 电解工艺条件的重现性
3.4.2 各工艺条件的影响
3.4.3 硫化物体系电解过程的宏观动力学经验方程
3.4.4 讨论
3.5 析硫后循环溶液的电解工艺研究
3.5.1 析硫后循环溶液组分对电流密度的影响
3.5.2 析硫后循环溶液的电解
3.5.3 讨论
3.6 小结
参考文献
第四章 较高H2S含量混合气体的共吸收和阳极液酸化析硫研究
4.1 前言
4.2 设备、试剂及方法
4.2.1 实验试剂
4.2.2 硫化氢原料气的制备
4.2.3 气体吸收装置
4.2.4 数据处理方法
4.3 较高H2S含量混合气体的吸收工艺
4.3.1 选择性吸收
4.3.2 多因素试验
4.3.3 碳酸钠的浓度对吸收选择性的影响
4.3.4 气体组分对吸收反应的影响
4.3.5 温度对吸收反应的影响
4.3.6 气体流量和吸收液流量对吸收反应的影响
4.3.7 讨论
4.4 酸化阳极电解液析硫探索性研究
4.4.1 混合气体析硫的热力学分析
4.4.2 各因素对析硫工艺的影响
4.4.3 讨论
4.5 析硫工艺条件和析硫过程物料平衡研究
4.5.1 析硫过程的工艺条件
4.5.2 析硫过程中的物料平衡
4.5.3 讨论
4.6 小结
参考文献
第五章 工艺过程中多硫化物混合物的分离测试方法研究
5.1 引言
5.2 分离技术在多硫化物混合液分析中的应
5.3 多硫化物混合物中不同价态硫的分离及X荧光光谱测定
5.3.1 原理
5.3.2 实验部分
5.3.3 结果与讨论
5.4 多硫化物混合物中碳酸根离子的分离与测定方法研究
5.4.1 多硫化物混合物中碳酸根离子的分离
5.4.2 碳酸根离子的测定
5.5. 小结
参考文献
附录1 碘量法分析原料气中的硫化氢
附录2. 原料气中二氧化碳的分析
第六章 总结
附录3 作者在攻读博士学位期间完成的学术论文
本文编号：3811096
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