硫化氫電解制氫法就是利用硫酸亞鐵和硫酸鐵溶液作為中間循環(huán)劑,與廢氣中的H₂S發(fā)生反應(yīng)生成硫單質(zhì)和H⁺離子,反應(yīng)后的吸收液進(jìn)入電解池再生,再生后的吸收液輸送至反應(yīng)器中循環(huán)使用,同時(shí)產(chǎn)生氫氣。其系統(tǒng)主要由氧化吸收反應(yīng)器和電解反應(yīng)器兩部分組成。本文主要對(duì)硫化氫電解制氫系統(tǒng)中酸性鐵液吸收率改良和吸收反應(yīng)過程的動(dòng)力學(xué)過程進(jìn)行了研究,并且建立了理論模型。實(shí)驗(yàn)通過對(duì)反應(yīng)條件的不斷改變,找出最適宜吸收液的反應(yīng)條件以達(dá)到吸收率的優(yōu)化。先后對(duì)氣液比、空速、反應(yīng)溫度、壓力、酸度、Fe³⁺濃度和Fe²⁺濃度進(jìn)行測(cè)試,選擇氣液比為1/10、氣液流速為55/550L/h為最佳實(shí)驗(yàn)條件,并且根據(jù)實(shí)驗(yàn)條件最終選擇吸收液中Fe³⁺、Fe²⁺和H⁺的反應(yīng)初始濃度分別為約0.6mol/L、0.1mol/L和8mol/L,原料氣中H₂S含量為50%。選定適宜條件后再向吸收液中先后加入了CuSO₄、硝酸鑭和雜多酸等加強(qiáng)吸收液對(duì)硫化氫... 

【文章來源】：中國(guó)石油大學(xué)(北京)北京市211工程院校教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：61 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

硫化氫制氫裝置流程圖

- 14 -圖 2.2 吸收單元流程圖Fig. 2.2 Flow chart of absorption unit2.2.2 工藝設(shè)計(jì)主要參數(shù)（1）硫化氫氧化吸收單元主要參數(shù)：反應(yīng)溫度：40-80℃；反應(yīng)壓力：常壓；吸收液：含 Fe2+、Fe3+的酸性溶液；原料氣氣體流量：33.3-83.3L/h；H2S 氣體含量：30-99%；吸收液流量：300-1000L/h；吸收液固含量：小于 0.5%；

圖 2.3 分離單元流程圖Fig. 2.3 Flow chart of separation unit2.2.4 電解制氫單元工藝流程經(jīng)過濾除去硫磺的富含F(xiàn)e2+吸收液進(jìn)入陽極液高位儲(chǔ)罐V104中，經(jīng)陽極液泵P106送入電解池陽極進(jìn)行循環(huán)氧化再生，電解后的陽極液返回陽極液高位儲(chǔ)罐V104再次參與電解循環(huán)，同時(shí)陽極罐中部分陽極液經(jīng)溢流到吸收液儲(chǔ)罐作為再生后的吸收液；H+通過離子交換膜進(jìn)入陰極，在陰極還原為氫氣，陰極液經(jīng)陰極液泵P107送入電解池電解后再次進(jìn)入陰極液儲(chǔ)罐V109電解循環(huán)。罐中氫氣由頂部逸出，經(jīng)過冷凝除液后放空。經(jīng)長(zhǎng)期電解運(yùn)行，陽極區(qū)Fe2+將擴(kuò)散進(jìn)入陰極區(qū)，導(dǎo)致陰極區(qū)溶液含鐵量上升，可能對(duì)陰極區(qū)電解析氫產(chǎn)量造成影響，特別當(dāng)電解池停運(yùn)一段時(shí)間后再次運(yùn)行，陰極Fe2+可在停運(yùn)期間受氧氣氧化為Fe3+，導(dǎo)致再次開車時(shí)電解池電流異常增大，陰極無氫氣析出，待陰極區(qū)全部Fe3+被還原為Fe2+后電解池可恢復(fù)正常，餾出組分冷凝后回流至陰極液儲(chǔ)罐V109成為再生陰極液，殘液送至陽極液高位儲(chǔ)罐V104作為陽極液。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]煙氣氨法脫硫中氨逃逸及副產(chǎn)物氧化問題的探究[J]. 馬振,萬皓.  現(xiàn)代化工. 2016(02)
[2]活性炭聯(lián)合脫硫脫硝技術(shù)在燒結(jié)煙氣凈化中的應(yīng)用[J]. 謝嵩岳.  低碳世界. 2015(36)
[3]天然氣凈化廠尾氣中二氧化硫脫除技術(shù)進(jìn)展[J]. 王治紅,黎冉,朱江,鄭志遠(yuǎn).  現(xiàn)代化工. 2015(06)
[4]氧化鋅法脫硫技術(shù)在揮發(fā)窯煙氣處理中的應(yīng)用[J]. 岳煥玲,高飛.  硫酸工業(yè). 2014(02)
[5]絡(luò)合鐵法脫H2S技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 羅瑩,朱振峰,劉有智.  天然氣化工（C1化學(xué)與化工）. 2014(01)
[6]MTBE原料C4降硫方案研究與應(yīng)用[J]. 郭成,李曉輝,周世巖,尤申國(guó).  石油煉制與化工. 2014(01)
[7]液化氣脫硫工藝現(xiàn)狀探討[J]. 王寒非,吳明清.  科技創(chuàng)新與應(yīng)用. 2013(16)
[8]克勞斯法硫磺回收工藝技術(shù)的應(yīng)用和進(jìn)展[J]. 蘭空翔,王永勝.  中國(guó)石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量. 2013(03)
[9]水汽氣氛下氧化鐵基高溫煤氣脫硫劑再生行為[J]. 侯鵬飛,趙瑞壯,上官炬,梁麗彤,樊惠玲,米杰.  煤炭學(xué)報(bào). 2010(04)
[10]克勞斯法硫磺回收工藝技術(shù)現(xiàn)狀及前景展望[J]. 王明麗.  化工中間體. 2010(04)

博士論文
[1]氧化鐵高溫煤氣脫硫行為及助劑影響規(guī)律的研究[D]. 樊惠玲.太原理工大學(xué) 2004

碩士論文
[1]生物化學(xué)法脫除天然氣中H2S的工藝及理論研究[D]. 陳曉.四川大學(xué) 2006



本文編號(hào)：3626420