【摘要】：粘膠纖維是一種可再生纖維素,其在透氣性、吸濕性、染色性、可紡性等方面極具優(yōu)勢,故在服裝行業(yè)得到了廣泛應用。在粘膠纖維生產(chǎn)過程中,由于使用二硫化碳為溶劑,導致大量含硫化氫氣體的產(chǎn)生。硫化氫作為一種劇毒氣體,其排放不僅會污染環(huán)境,而且對人體的危害極大。盡管如此,硫化氫作為一種硫資源可通過轉(zhuǎn)化為其他硫產(chǎn)品進行回收利用,在解決環(huán)境問題的同時可以彌補我國硫資源的不足。因此,研究粘膠纖維廢氣的治理并回收硫資源具有很重要的意義。目前,工業(yè)上對粘膠纖維廢氣的處理以塔器設備為主,主要存在設備體積大、單位體積處理能力低等缺點,使得很多企業(yè)為達到日益嚴格排放標準而進行設備升級改造時面臨空間不足的困境。超重力技術因在強化傳質(zhì)和微觀混合、以及設備體積小等方面的優(yōu)勢而廣泛應用于酸性氣體脫除過程。本文以硫化鈉溶液為吸收液,利用旋轉(zhuǎn)填充床為吸收設備,分別以制備硫氫化鈉和單質(zhì)硫為目標產(chǎn)品,進行了超重力脫硫的實驗研究。對于以制備硫氫化鈉為目標的吸收實驗,采用二級脫硫,分別以硫化氫含量為2%、1000 ppm為處理對象,考察了轉(zhuǎn)速、液體流量、氣體流量、吸收液組成等參數(shù)對脫除率的影響。實驗結果表明:在一級脫硫?qū)嶒炦^程中,液氣比10L·m-3、溫度308K、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速1200 rpm的條件下進行吸收實驗時,經(jīng)過循環(huán)吸收可制得0.25%Na2S和18.8%NaHS混合液,此時的混合液的pH為13,同時出口氣體中硫化氫的濃度在1000 ppm以下;對于二級脫硫,采用含有硫化鈉和硫氫化鈉的液體為吸收液處理H2S濃度為1000 ppm的氣體,在液氣比為8 L·m-3、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為1200 rpm、溫度為308 K的條件下,經(jīng)超重力設備處理后出口氣體中的硫化氫濃度低于10 ppm。對于以制備單質(zhì)硫為目標產(chǎn)品的吸收實驗,主要從轉(zhuǎn)速、液體流量、硫化鈉濃度、氣體流量、進口氣體中硫化氫濃度等五個方面考察其對脫除效果和總體積傳質(zhì)系數(shù)(KGa)的影響。并且探究以上各因素對再生效果影響的顯著性順序。實驗結果表明:在RPB內(nèi)隨著轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速、液體流量、以及硫化鈉濃度的增大,脫除率和KGa先增大后趨于平緩;隨著進口氣體中H2S濃度的升高,脫除率和KGa下降;隨著氣體流量的增加,脫除率降低,KGa先增大后趨于平緩;在RPB內(nèi)制取硫單質(zhì)的吸收硫化氫的最佳實驗條件是:硫化鈉濃度為10g·L-1,轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為1400rpm,液氣比為8L·m-3,溫度為308 K,此時脫除率高達99.9%以上;在實驗條件下,再生時間對再生效果的影響最大,液體處理量次之,氣體流量影響最小。同時,采用多元線性回歸方法,基于實驗值擬合出KGa的經(jīng)驗關聯(lián)式,關聯(lián)式計算值與實驗值吻合較好,誤差在±15%以內(nèi)。在實驗研究基礎上,進行了規(guī)模為8.0×104Nm3·h-1粘膠纖維廢氣的脫硫工藝流程設計。同時,進行了物料衡算和熱量衡算,以及超重力設備的初步設計。
【學位授予單位】：北京化工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TQ341.1;X701
【圖文】：

粘膠纖維生產(chǎn)工藝流程

010-2015年中國粘膠纖維產(chǎn)量I$1Fig:12Theyieldofviscosefiberfrom2010to2015

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【參考文獻】

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本文編號：2806708