氢氧化钠溶液吸收硫化氢产生的富液直接电解工艺研究

发布时间：2018-01-25 11:58

  本文关键词： 电解 硫化氢 吸收 氧化 硫化物　出处：《中北大学》2015年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：硫化氢是一种有毒的酸性无色气体，广泛存在于石油、化工、冶金、天然气等行业中，目前湿法脱硫工艺中存在碱液消耗大，液体循环量大等缺点，工业上采用氢氧化钠溶液脱除硫化氢气体的效率高，但是生成的硫化钠再生困难。针对该问题，本文采用直接电解法处理氢氧化钠溶液吸收硫化氢产生的富液来制取硫磺，对于保护环境和合理利用资源都有着重要而现实的意义。 采用循环伏安法对碱性硫化物的阳极反应机理进行研究，结果表明，反应过程分为两步：首先是溶液中的硫氢根离子直接电解生成多硫化物，其次是多硫化物继续电解生成单质硫。并对电极表面的硫磺进行X射线衍射（XRD）和扫描电镜（SEM）分析，结果表明，产物硫磺高度结晶化，，呈现斜方晶型，硫磺的颗粒粒径在几百纳米到几千纳米之间。 以自制的板框式电解槽为反应设备，以氢氧化钠溶液吸收硫化氢产生的富液为阳极液，氢氧化钠溶液为阴极液，石墨电极为阳极，钛网电极为阴极，采用直接电解法处理氢氧化钠溶液吸收硫化氢产生的富液，将其转化为硫磺和氢气。以消除阳极钝化、减少副反应发生及提高电流效率为目标，重点研究了电解温度、Na2S溶液的初始浓度、电流密度以及电解液的pH值等工艺条件对阳极反应的影响，确定的适宜电解条件为：电解温度75℃，初始硫化钠溶液浓度在0.5mol/L以上，电流密度10～20mA/cm2，在S2的浓度转化率达到85%以上时，阳极钝化现象开始出现并逐渐加重，所以适宜的电解程度为S2的浓度转化率为85%。 对酸化阳极电解液分解析硫进行了研究，考察了反应温度、气体流量以及原料气中硫化氢的浓度对析硫反应的影响，并对析硫后的溶液进行循环电解。结果表明：三次循环电解实验中电流密度和溶液中的pH值随电解时间的变化趋势一致，且曲线重合效果较好，说明本电解工艺可循环进行。 与传统工艺相比，本文采用直接电解法处理氢氧化钠溶液吸收硫化氢产生的富液，制取硫磺，对综合利用气体中硫化氢进行了有益的探索。
[Abstract]:Hydrogen sulfide is a poisonous acid colorless gas , which is widely existed in petroleum , chemical industry , metallurgy , natural gas and other industries . The present invention has the disadvantages of large alkali liquor consumption and large amount of liquid circulation in the process of wet desulphurization . The anodic reaction mechanism of basic sulfide is studied by cyclic voltammetry . The results show that the reaction process is divided into two steps : firstly , the sulfur - hydrogen ions in the solution are directly electrolyzed to generate polysulfides , followed by the continuous electrolysis of polysulfides to generate elemental sulfur . The effects of electrolysis temperature , initial concentration of Na2S solution , current density and pH value of electrolyte on anodic reaction were studied . The optimum conditions of electrolysis were as follows : electrolysis temperature 75 鈩

本文编号：1462787