焦化脱硫废液中硫氰酸铵的分离纯化

摘要

近年来，钢铁在我国工业建设的快速发展中起着重要的保障作用，而钢铁行业的发展也带动了焦化行业的发展。目前，我国已经成为世界上焦炭产能最大的国家。在炼焦过程中产生的焦化煤气，是一种重要的高热值气体燃料，在众多的行业和领域都有着重要的应用。直接产生的焦化煤气含有硫化氢和氰化氢等有毒气体，在焦化煤气被使用前，都需要将其含有的硫化氢、氰化氢等有毒杂质气体降低到一定的程度，这个过程就是焦化煤气的脱硫脱氰。焦化煤气的脱硫脱氰工艺有干式和湿式两种工艺。焦化脱硫废液是焦化行业采用湿式脱硫脱氰工艺所产生的一种液体废弃物，废液中主要含有硫氰酸铵、硫代硫酸铵、硫酸铵以及少量的硫磺和有色杂质等。由于硫氰酸铵是一种重要的化工生产原料，因此从焦化脱硫废液中回收硫氰酸铵，不仅可以解决废液的环境污染问题，还能够带来一定的经济效益。
　　文献报道，焦化脱硫废液中，硫氰酸铵的分离提纯方法主要有分步结晶法、溶剂萃取法、阴离子树脂交换法和膜分离方法等。实地考察发现，目前的焦化行业对焦化脱硫废液的处理多采用分步结晶法，但所得硫氰酸铵和硫酸铵的质量较差，不能被直接使用，市场利用价值较低。而且单一的分离方法也很难得到高品质的产品。
　　本研究的目的就是要找出一种切实可行、可以工业化的将焦化脱硫废液进行处理，并得到高品质的硫氰酸铵和硫酸铵的方法，并将其应用在实际生产中。通过大量的实验和生产验证，我们率先采用化学氧化法、分步结晶法和纳滤膜分离方法相结合，对焦化脱硫废液中的硫氰酸铵进行分离提纯。首先向焦化脱硫废液中加入活性炭进行脱色，然后向脱色后的液体中通入空气，将硫代硫酸铵氧化为硫酸铵，使三组分体系简化为两组分体系；然后采用分步结晶法，根据硫酸铵和硫氰酸铵溶解度的差异，将硫酸铵和硫氰酸铵进行初步分离，分离后硫氰酸铵中的硫酸铵含量约在1％左右，之后采用纳滤膜分离的方法，将硫氰酸铵中的硫酸铵进一步降低至0.01%以下，基本实现彻底分离。脱硫废液中盐类的去除率达到了100%，得到的硫氰酸铵和硫酸铵纯度在99%以上，外观白色结晶，能够直接应用到任何需要的领域。采用此方法对焦化行业的脱硫废液进行处理，在治理环境污染的同时还回收了硫酸铵和硫氰酸铵。尤其是在现有处理工艺的基础上，不仅提高了硫氰酸铵的品质，使其可以在更加广泛的领域加以应用；而且提升了硫氰酸铵的市场价值，带来可观的经济效益。

目录

声明

第1章 前言

1.1 焦化煤气处理工艺概述

1.2 焦化脱硫废液概述

1.3 焦化脱硫废水的分离现状及问题浅析

第2章 前期粗分离实验研究

2.1实验方案设计

2.2脱硫废水中三种盐的检测

2.3 焦化脱硫废液的脱色

2.4 硫代硫酸铵的氧化实验

2.5 硫酸铵与硫氰酸铵的分离

2.6 本章小结

第3章 采用纳滤方法进一步提纯的实验研究

3.1 膜分离技术简介

3.2 纳滤技术与纳滤膜

3.3 纳滤膜提纯实验研究

3.4本章小结

第4章 实验研究结论

第5章 河北某公司硫氰酸铵提纯装置的应用

5.1河北某公司硫氰酸铵提纯装置项目介绍

5.2 河北某公司硫氰酸铵提纯装置的应用效果

5.3 提纯中的问题及注意事项

5.4 本章小结

第6章 展望

参考文献

致谢

攻读硕士期间已发表的论文