二硫化碳废气脱硫化氢工艺方法及脱硫化氢装置

摘要

本发明的二硫化碳废气脱硫化氢工艺方法及脱硫化氢装置，由于在脱硫化氢工艺中采用装有喷雾头的管式吸收器取代通常喷淋吸收塔，其H2S去除率为99.5％～100％，而且降低了基本建设投资，运行费用低。特别是处理粘胶纤维的二硫化碳废气，脱硫化氢使用压液或废碱液不仅降低处理成本而且有利于平衡浸液中的半纤维素，省去压液透析的建设费用和运行费用，脱H2S后的吸收液作为粘胶纤维的精炼脱硫剂和含锌废水处理剂其效果均优于常规使用的处理剂而且降低运行成本。经吸附、脱附后的CS2可返回操作系统，降低了CS2的消耗，提高粘胶纤维生产经济效益。

说明书

技术领域

本发明涉及一种工业气体处理方法，具体说涉及硫化氢的处理方法。

背景技术

在工业气体中常常含有硫化氢，例如煤气、粘胶纤维生产中的废气二硫化碳，当使用气体或排出废气时都对环境造成污染，尤其是粘胶纤维生产的废气排放量大，主要成分是含有CS₂和H₂S的气体，其中CS₂约占80％，H₂S为20％，我国每年生产粘胶纤维已达100万吨左右，需用CS₂约30万吨左右，其中除去目前用冷凝法回收的CS₂约30％～40％，尚有约20多万吨的CS₂和H₂S被高空排放或无组织排放。对此，许多有志者做过研究，已有多种治理方法，归纳起来有以下几种：

碱吸收法，碱吸收法是一个历史最攸久的方法。以往采用高大的吸收塔或淋洗塔，这种方法基本建设投资大，耗碱量大而且H₂S除得不彻底。

燃烧法，主要是利用CS₂和H₂S分子中都含有S，燃烧后可形成SO₂，可以回收成H₂SO₄或经NaOH反应成Na₂SO₃等予以回收。燃烧法需要废气有一定浓度和稳定性，否则燃烧不稳定，这在国内比较难做到。同时仪表设备等腐蚀较大，回收的产品价值较低，对低浓度的废气无法燃烧回收。

生物治理法，是利用微生物对污染物质的分解或以其为营养物吞食分解，达到净化目的。生物法是世界上较新的方法，美国和欧洲在上个世纪90年代都有研究和开发。主要是有一层微生物覆盖物，当CS₂和H₂S通过时，就被微生物所分解，变成硫化物的污泥，埋于地下或作为一种硫资源加以利用。该方法控制较严，且运行费用每年都要投入，无副产品收入。

催化法，采用催化剂脱H₂S基本是以克劳斯反应为基础，有的采用有机溶剂，进行液相反应，回收硫，该方法操作复杂，费用高，或者在气相条件下进行，该方法产生的硫粘附在催化剂表面，降低催化剂活性，因而催化剂的再生、催化剂使用寿命直接影响处理回收成本。

目前尚未见投资少、运行费用低的去除硫化氢处理的方法报道。

发明内容

本发明根据现有硫化氢处理方法存在的缺陷，提出一种投资小、运行费用低的脱硫化氢工艺方法及处理装置。

完成上述发明目的，所采取的具体技术措施是：在现有脱硫化氢方法中以碱吸收法最为简单，实施容易，碱吸收法主要是用碱来吸收H₂S，其反应式如下：

NaOH+H₂S→NaHS+H₂O或2NaOH+H₂S→Na₂S+2H₂O

本发明的二硫化碳废气脱硫化氢工艺方法及脱硫化氢装置是：

1吸收液配制：配成含氢氧化钠质量浓度50～200g/L的吸收液

2脱硫化氢：吸收液在0.2MPa～0.5MPa的压力下，经过喷雾头使其在管式吸收器中雾化，液滴＜200μm，处理气则以25～100m/s的送入管式吸收器

3吸收液回收：脱硫后的混合气经复挡分离器气液分离，吸收液进入混合液罐，脱硫化氢气经复挡分离器气体出口送至贮罐

吸收液为粘胶纤维生产原液车间压液或浸渍液或氢氧化钠

处理气流速是依据处理量和喷雾头数量选择确定。

本发明的脱H₂S工艺方法是采用管式吸收器代替通常的喷淋塔，管式吸收器其结构是：在管式吸收器管体上装有吸收液进料管，在管内的吸收液进料管上装有喷雾头，在管体上制有废气进口和脱硫气出口。

管式吸收器安装数量及管式吸收器长度、直径、喷雾头数量是依据废气处理量选定。

本发明的有益效果：本发明的二硫化碳废气脱硫化氢工艺方法及脱硫化氢装置，由于在脱硫化氢工艺中采用管式吸收器取代通常喷淋吸收塔，H₂S可去除99.5％～100％，而且降低了基本建设投资，运行费用低。特别是处理粘胶纤维的二硫化碳废气，脱硫化氢使用压液或废碱液不仅降低处理成本而且有利于平衡浸液中的半纤维素，省去压液透析的建设费用和运行费用，脱H₂S后的吸收液作为粘胶纤维的精炼脱硫剂和含锌废水处理剂其效果均优于常规使用的处理剂而且降低运行成本。经吸附、脱附后的CS₂可返回操作系统，降低了CS₂的消耗，提高粘胶纤维生产经济效益。

附图说明

图1是本发明的脱硫化氢工艺流程示意图

图2是本发明的管式吸收器结构示意图

图中101风机  102-1 1#管式吸收器  102-2 2#管式吸收器  103-1 103-2复挡分离器  104-1 104-2混合液罐  105循环泵  106吸收液调配罐

1管体  2吸收液进料管  3喷雾头  4废气进口  5脱硫气出口

具体实施方式

实施例1纺丝机至集束的排气和塑化浴冷凝回收的尾气及酸浴脱气回收的尾气经风机101以25m/s速度由1#管式吸收器102-1废气进口4送入长10m，直径50mm的1#管式吸收器102-1，结构见附图2，在管体1内装有6组吸收液进料管2，每组吸收液进料管2上装有1个喷雾头3(喷雾头为市售商品)，吸收液进料管连接吸收液循环泵105，循环泵105进口连接混合液罐104-2出料口，1#管式吸收器102-1脱硫气出口5连接复挡分离器103-1进口，复挡分离器103-1废气出口连接2#管式吸收器102-2的废气进口4，用原液车间压液，在吸收液调配罐106配成含氢氧化钠50g/L的新配吸收液先送至2#管式吸收器102-2后的液体经复挡分离器103-2进入混合液罐104-2。该吸收液经循环泵105以0.2MPa送至1#管式吸收器102-1，吸收液经喷雾头3雾化，雾滴在200μm以下，废气中的H₂S与碱作用并随吸收液进入复挡分离器103-1气液分离进入混合液罐104-1，当所含NaHS和Na₂S达到2～7g/L送至精炼和污水处理场使用，脱H₂S的废气进入2#管式吸收器102-2，2#管式吸收器与1#管式吸收器相同，由2#管式吸收器102-2排出的吸收液送入1#管式吸收器102-1，实现了循环使用。经过两级处理，(见图1)可使H₂S去除99.5％～100％，同时也洗涤了酸雾等。

以下按常规方法将由复挡分离器103-2出口排出的脱H₂S废气经除湿器和加热器烘干使废气的相对湿度低于60％，再送至活性炭吸附罐，对CS₂进行吸附。经吸附后的气体含CS₂低于50mg/kg(平均约20mg/kg)，H₂S含量低于1mg/kg，已可直接高空排放。而后脱附，脱附过程是先充氮气，后用蒸汽吹脱。

从活性炭罐吹出的气体，含有水蒸汽和CS₂气体，它被送至多级冷凝器冷凝，先是蒸汽冷凝下来，再是气体冷却，最后是CS₂气体被冷凝成液体。冷凝的液体经分离罐分离，液体CS₂送至CS₂贮罐，而未被冷凝的残余CS₂气体再送回废气回收系统回收。

实施例2纺丝机至集束的排气和塑化浴冷凝回收的尾气及酸浴脱气回收的尾气经风机101以100m/s速度由1#管式吸收器102-1废气进口4送入长20m，直径300mm的1#管式吸收器102-1，结构见附图2，在管体1内装有10组吸收液进料管2，每组吸收液进料管2上装有6个喷雾头3(喷雾头为市售商品)，吸收液进料管2连接吸收液循环泵105，循环泵105进口连接混合液罐104-2出料口，1#管式吸收器102-1脱硫气出口5连接复挡分离器103-1进口，复挡分离器103-1废气出口连接2#管式吸收器102-2的废气进口4，用原液车间浸渍液，在吸收液调配罐106配成含氢氧比钠150g/L的新配吸收液先送至2#管式吸收器102-2后的液体经复挡分离器103-2进入混合液罐104-2。该吸收液经循环泵105以0.5MPa送至1#管式吸收器102-1，吸收液经喷雾头3雾化，雾滴在200μm以下，废气中的H₂S与碱作用并随吸收液进入复挡分离器103-1气液分离进入混合液罐104-1，当所含NaHS和Na₂S达到2～7g/L送至精炼和污水处理场使用，脱H₂S的废气进入2#管式吸收器102-2，2#管式吸收器与1#管式吸收器相同，由2#管式吸收器102-2排出的吸收液送入1#管式吸收器102-1，实现了循环使用。经过两级处理，(见图1)可使H₂S去除99.5％～100％，同时也洗涤了酸雾等。

实施例3纺丝机至集束的排气和塑化浴冷凝回收的尾气及酸浴脱气回收的尾气经风机101以50m/s速度由2#管式吸收器102-2的废气进口4送入长40m，直径700mm的2#管式吸收器102-2(参照图1，省去1#管式吸收器及配套设备)，在管体1内装有26组吸收液进料管2，每组吸收液进料管2装有10个喷雾头3，吸收液进料管2连接吸收液调配罐106，用氢氧化钠在吸收液调配罐106配成含氢氧化钠200g/L的吸收液以0.3MPa送至管式吸收器102-2，吸收液经喷雾头3雾化，雾滴在200μm以下，废气中的H₂S与碱作用，脱硫后的混合气经复挡分离器103-2气液分离，吸收液进入混合液罐104-2，废气经复挡分离器103-2气体出口送至CS₂贮罐。经过处理，可使H₂S去除99.5％～100％。