硫化钠溶液吸收与电解处理PSA工艺脱附硫化氢

摘要

本文主要是对变压吸附(PSA)工艺脱附的硫化氢进行处理,采用硫化钠溶液吸收PSA工艺脱附的H<,2>S,同时对吸收液进行电解,探索天然气脱硫装置小型化、清洁化的新途径. 针对以上目标,本文首先研究了采用H型隔膜式电解槽以硫化钠溶液为阳极液、氢氧化钠溶液为阴极液,直接电解回收氢气和硫磺的实验条件(包括阳极液浓度、反应温度、工作电流密度、pH值)；然后在最佳电解条件下进行了硫化钠溶液吸收微量硫化氢气体的实验. 电解实验得出硫化钠溶液直接电解的适宜条件为:C<,Na2S>>0.50 mol·L<'-1>,电解温度55℃～70℃,电流密度10mA/cm<'2>～20 mA/cm<'2>,电解液的pH值13.2左右. 在上述条件下,开始电解时阳极生成的硫溶于阳极液中形成多硫化物,并没有明显的钝化现象发生；而当阳极反应物的转化率达到70﹪以上时,随着反应物浓度降低、单质硫含量增大、pH值减小,产物硫会在电极表面析出,使槽压上升、工作电流下降,因此为保证电解过程的连续、稳定操作,应及时将生成的单质硫排出体系,并保证阳极液中有较高的反应物(S<'2>)浓度. 在一定的条件下,多硫化物和单质硫的转化为-可逆过程(如多硫化物在浓度增加、温度降低、pH值下降等条件下能重新生成单质硫),从而使得直接电解硫化钠溶液回收硫磺成为可能. 吸收实验发现:阳极硫化钠溶液对微量硫化氢有很好的吸收效果.通过理论计算得出气相传质过程为碱性溶液吸收硫化氢气体的速率决定步骤,为达到较好的吸收效果吸收液的pH值至少要大于8.57.

目录

文摘

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前言

第一章文献综述

1.1传统脱硫方法简介

1.1.1干法脱硫工艺

1.1.2湿法脱硫工艺

1.2微生物脱硫技术在天然气净化中的应用

1.2.1 Bio-SR酸性脱硫工艺

1.2.1 Shell-Parques碱性脱硫工艺

1.3从硫化氢中回收硫磺和氢气的工艺方法研究

1.3.1热分解法

1.3.2热化学循环法

1.3.3电化学方法

1.3.4等离子体法

1.3.5光分解法

1.4硫化钠溶液直接电解

1.4.1电化学方法概述

1.4.2硫化钠溶液直接电解的热力学分析

1.4.3硫化钠溶液直接电解的影响因素

1.5多硫化物的分离测定

1.5.1碘量法

1.5.2光度分析法

1.5.3离子色谱法

1.6本课题的研究意义

第二章硫化钠溶液直接电解工艺条件研究

2.1引言

2.2理论基础

2.2.1阴极过程

2.2.2阳极过程

2.3电解实验

2.3.1原材料及设备

2.3.2实验装置

2.3.3实验方法

2.3.4分析方法

2.4结果与讨论

2.4.1电解工艺参数确定

2.4.2电解过程探讨

2.5本章小结

第三章微量硫化氢吸收实验

3.1引言

3.2硫化钠溶液吸收微量硫化氢的控制步骤分析

3.2.1吸收原理

3.2.2吸收过程控制步骤分析

3.3吸收实验

3.3.1实验试剂

3.3.2气体吸收装置

3.3.3实验方法

3.4实验结果与讨论

3.4.1吸收实验

3.4.2吸收—电解联合实验

3.5本章小结

第四章结论

符号表

附录

参考文献

致谢