超重力法脱除焦炉煤气中硫化氢气体的实验研究

摘要

焦炉煤气作为炼焦产业的副产品常含有一定量硫化氢气体，随着其在城市供气、燃烧发电、制甲醇等领域的广泛使用，硫化氢气体的深度脱除显得尤为重要，因为硫化氢不仅能污染环境，危害人体健康，而且在设备腐蚀和催化剂中毒方面产生重要不利影响。目前，经脱硫过程后气体中硫化氢的含量通常高于100mg/Nm3，很难满足环保和煤气深加工的要求，因此，对于焦炉煤气中硫化氢的深度脱除硫技术的开发要求迫切。 本实验以空气和硫化氢模拟低浓度硫化氢气体，采用旋转填充床为吸收设备，以碳酸钠溶液为吸收液，“888”为脱硫催化剂，进行了硫化氢吸收实验，考察了碳酸钠浓度、液气比、进口硫化氢浓度、转子转速和吸收液温度对脱硫率的影响，推导了旋转填充床中气相体积传质系数KGa的数学表达式，并讨论了各因素（碳酸钠浓度、液气比、进口硫化氢浓度、转子转速和吸收液温度）对KGa的影响。同时，在填料塔中做了硫化氢吸收实验，比较了不同条件（碳酸钠浓度、液气比、进口硫化氢浓度和吸收液温度）下填料塔和旋转填充床的脱硫效果。进行了脱硫富液的再生实验，确定了各因素对脱硫效果的影响的显著性顺序，考察了再生塔中液体流量、空气流量、再生时间和温度对再生率的影响规律。 实验结果表明，旋转填充床中脱硫率和气相体积传质系数KGa随碳酸钠浓度、液气比和转子转速的增大先增大而后趋于稳定，随进口硫化氢浓度的增大而降低，温度的影响较小，RPB中吸收H2S的最佳实验条件为:碳酸钠浓度为0.15mol· L-1，转速为1400r·min-1，液气比为14L·m-3，温度为313K，此时，脱硫率可达98％以上;在液气比、碳酸钠浓度、进口硫化氢浓度和吸收液温度相同条件下，旋转填充床脱硫率要高于填料塔;各因素对再生率影响显著性顺序为:液体流量＞再生时间＞空气流量＞温度，且再生率随液体流量的增大而减小，随再生时间、空气流量和温度的增大而增大，再生塔中最佳再生条件为:液体流量为20L·h-1，空气流量为480L·h-1，再生时间为30min，再生温度为318K。

目录

声明

摘要

符号说明

第一章 文献综述

1．1 课题研究背景

1．1．1 硫化氢的危害

1．1．2 国内焦炉煤气脱硫工艺发展概述

1．1．3 国外焦炉煤气脱硫工艺发展概述

1．2 常用脱硫方法及特点

1．2．1 干式工艺

1．2．2 湿式吸收工艺

1．2．3 湿式氧化工艺

1．3 超重力技术简介

1．4 课题选题意义和研究内容

1．4．1 选题意义

1．4．2 课题研究内容

第二章 RPB中H2S吸收实验和气相体积传质系数的研究

2．1 888法脱硫过程催化机理

2．2 实验试剂及仪器设备

2．2．1 实验试剂

2．2．2 实验仪器及设备

2．2．3 实验流程

2．2．4 分析方法

2．2．5 数据处理方法

2．3 RPB中H2S吸收实验

2．3．1 转子转速对脱硫率的影响

2．3．2 液气比对脱硫率的影响

2．3．3 进口硫化氢浓度对脱硫率的影响

2．3．4 温度对脱硫率的影响

2．4 RPB中气相体积传质系数的研究

2．4．1 KGa表达式的推导

2．4．2 实验结果与讨论

2．5 本章小结

第三章 填料塔和RPB中对比吸收实验

3．1 实验试剂及仪器设备

3．1．1 实验试剂

3．1．2 实验设备及仪器

3．1．3 实验流程

3．1．4 分析方法

3．1．5 数据处理方法

3．2 填料塔和RPB对比吸收实验

3．2．1 液气比对脱硫率影响对比实验

3．2．2 进口H2S浓度对脱硫率影响对比实验

3．2．3 碳酸钠浓度对脱硫率影响对比实验

3．2．4 温度对脱硫率影响对比实验

3．3 本章小结

第四章 脱硫液再生实验研究

4．1 实验试剂及仪器

4．1．1 实验试剂

4．1．2 实验仪器及设备

4．1．3 实验流程

4．1．4 分析方法

4．1．5 数据处理方法

4．2 搅拌釜中正交实验

4．2．1 正交试验的设计

4．2．2 正交试验结果及讨论

4．3 填料塔中再生实验

4．3．1 液体流量对再生率的影响

4．3．2 空气流量对再生率的影响

4．3．3 再生时间对再生率的影响

4．3．4 温度对再生率的影响

4．4 本章小结

第五章 结论与建议

5．1 结论

5．2 不足与建议

参考文献

致谢

研究成果及发表的学术论文

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