CN102512937A - 一种回收利用硫化氢废气的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及粘胶纤维行业回收废气领域，具体的说是一种回收利用硫化氢废气的方法，其主要步骤如下：A、碱纤经过压榨工序后产生的废碱液，该废碱液经膜过滤处理后，得到二次废碱液；B、将二次碱液作为碱吸收液与粘胶纤维生产过程中产生的硫化氢废气共同输送至碱喷淋塔；C、将排出的碱喷淋吸收液用作硫酸盐法制浆的蒸煮液，将反应得到的Na2S和其余的NaOH溶液输送至制浆粕工序中，本发明的优点在于采用此方法吸收硫化氢废气的效率高、单位时间内处理量大，解决了因硫化氢废气排放造成的环境污染和生产安全隐患问题，并且利用了碱纤压榨产生的废碱液，实现了以废制废，变废为宝的目的。
Description
技术领域
本发明涉及粘胶纤维行业回收废气领域，具体的说是一种回收利用硫化氢废气的方法。
背景技术
粘胶纤维的生产普遍采用的是碱性黄化制胶和酸性凝固成形工艺，因此，在粘胶纤维的生产过程中产生的废气含量有大量的H2S和CS2。废气中的H2S主要来源于粘胶纤维的凝固成形和塑化拉伸工艺，由碱纤维素黄化反应的副产物产生，其主要反应式为：
Na2CS3+H2SO4→Na2S+CS2↑+H2S↑
Na2Sx+H2SO4→Na2SO4+H2S↑+ (x-1)S
Na2S+H2SO4→Na2SO4+H2S↑
硫化氢是一种无色有刺激性气味、易燃易爆的剧毒气体，硫化氢的存在不仅污染环境，还给生产带来严重的安全隐患，因此，必须对硫化氢废气进行处理。
通常同行业处理硫化氢废气多采取燃烧的方式，最终制成硫酸或亚硫酸钠，但采用燃烧的方式会将废气中的稀缺资源二硫化碳也转化为了价值相对较低的硫酸；也有厂家利用工业烧碱溶液吸收硫化氢废气来制取硫氢化钠，但是其产值相对于成本来说并不能形成良好的效益。现在也有专利对硫化氢废气的处理方法做出过改进，如专利号为200720008411.0，申请日为2007-9-30，名称为“一种碱洗-吸附冷凝方法回收粘胶纤维生产废气装置”的实用新型专利，其技术方案为：一种碱洗-吸附冷凝方法回收粘胶纤维生产废气装置，涉及一种工业生产废气回收设备。提供一种处理效果较好、并能从废气中高效回收有用资源的碱洗-吸附冷凝方法回收粘胶纤维生产废气装置。设有废气过滤器、碱洗塔、溶液输送泵、硫氢化钠储罐、空压机、洗涤塔、循环泵、吸附罐、热风机、加热器、二硫化碳储罐、齿轮输液泵、流量计、溶液分离器、磁浮球液位开关、冷凝器、水泵、冷却塔、引风机、真空泵、H2S与CS2浓度分析仪、吸附罐、冷却器和气动球阀。经洗涤、吸附、冷凝、分离，将废气中的硫化氢气体转化为硫氢化钠液体，将废气中的二硫化碳气体转化为二硫化碳液体。二硫化碳液体作为原料直接回用到粘胶纤维生产中。在上述专利中，提到了让废气与氢氧化钠反应，将废气中的硫化氢气体转化为硫氢化钠液体，废气中的二硫化碳气体转化为二硫化碳液体并且将其作为原料直接回用到粘胶纤维生产中。这种废气的处理是用新的氢氧化钠溶液与硫化氢反应生成硫氢化钠，再用活性炭吸附回收二硫化碳，这种处理方法虽然能够对硫化氢废气进行一定的处理，但是处理过程中需要使用额外的氢氧化钠溶液，并且最终的产物不能再次参加到反应中，没有充分利用其价值。
发明内容
现有的回收硫化氢废气方法中，燃烧法会使二硫化碳转化为价值较低的硫酸溶液、工业烧碱溶液吸收硫化氢废气会使的转换成本过高。现在提出一种吸收率高、投入成本低、并且可将处理后的硫化氢废气应用于制浆造纸的回收利用硫化氢废气的方法。
为实现上述发明目的，本发明的技术方案如下：
一种回收利用硫化氢废气的方法，其主要步骤如下：
A、浆粕浸渍得到碱纤，碱纤经过压榨工序后产生的废碱液，该废碱液经膜过滤处理回收50%的氢氧化钠后，得到二次废碱液，二次废碱液中氢氧化钠含量为90-170g/L，半纤维素的碱纤含量为30-50g/L。
所述膜过滤处理是指将废碱通过孔径为10nm的纳滤膜，氢氧化钠可以通过膜孔，半纤维素的碱纤不能通过，因此可以分离回收一部分氢氧化钠用于生产，且二次废碱比一次废碱的碱浓更低。
B、将二次碱液作为碱吸收液与粘胶纤维生产过程中产生的硫化氢废气共同输送至碱喷淋塔。
碱喷淋塔主要结构从下到上依次为碱液储存区、废气通入区、废气吸收区（填料区）、除沫隔离区、尾气排出区；二次碱液被泵输送至碱喷淋塔塔顶喷下，在填料区与废气发生接触对其进行吸收。
所述碱喷淋塔使碱吸收液吸收输入的硫化氢废气，具体反应为：
2NaOH+H2S=Na2S+2H2O
在碱喷淋的过程中黄化反应也同时发生，化学反应为：
碱纤维素（半纤）+CS2→半纤维素磺酸钠
半纤维素是指为有两种或两种以上的糖基组成的不均一聚糖，是一群复合聚糖的总称，半纤维素磺酸钠为半纤维素的碱纤在碱喷淋过程中黄化的产物。
反应前的碱吸收液中NaOH溶液浓度为90-170g/l,反应后从碱喷淋塔中排出的碱吸收液的NaOH溶液浓度为50-130g/l。
所述喷淋塔为多级喷淋塔，多级喷淋塔是由多个喷淋塔串联而成。
多级碱喷淋塔是为了提高系统的吸收效率和安全系数，所以，从碱喷淋塔排出的碱液浓度参数保持不变，其他参数基本不变。
C、将排出的碱喷淋吸收液用作硫酸盐法制浆的蒸煮液，将蒸煮液加入至由植物纤维原料分离出纤维而得纸浆的反应中；当喷淋塔中加入H2S废气吸收到三分之一的氢氧化钠溶液转化为硫化钠时，将反应得到的Na2S和其余的NaOH溶液输送至制浆粕工序中；
所述碱喷淋塔内的化学反应经过泵的带动而进行循环喷淋，从碱喷淋塔内排放的废气包括达到国家排放标准的硫化氢气体和二硫化碳气体。
本发明的优点在于：
1、本发明将经过处理后包含有氢氧化钠溶液、含有半纤维素的碱纤的废弃碱液与硫化氢废气进行反应。根据酸碱中和的原理处理废气中的硫化氢气体，根据黄化反应处理废气中的二硫化碳气体，最终得到的是氢氧化钠、硫化钠、半纤维素黄酸钠的混合溶液，并将该混合溶液作为硫酸盐法制浆粕过程的蒸煮液。采用此方法吸收硫化氢废气的效率高、单位时间内处理量大，解决了因硫化氢废气排放造成的环境污染和生产安全隐患问题，并且利用了碱纤压榨产生的废碱液，实现了以废制废，变废为宝的目的。
2、本方法对硫化氢废气的吸收能够采用单级或多级碱喷淋吸收方式，单级吸收硫化氢废气的吸收效率可达90%以上，两级可达97%以上，三级可达99%以上；并且该优化方法对粘纤生产过程中产生的二硫化碳废气也能起到吸收作用。
3、将最后从喷淋塔排出的溶液做为制浆粕、造纸过程中的蒸煮液，降低了污水处理厂的压力，产生了经济效益，实现了资源的再利用。
附图说明
图1为本发明流程示意图。
具体实施方式
实施例1
一种回收利用硫化氢废气的方法，主要步骤如下：
A.浆粕浸渍得到碱纤，这里的浆粕主要是指棉、木或者木Ⅱ浆，碱纤经过压榨工序后产生的废碱液，该废碱液经膜过滤处理回收50%的氢氧化钠后，得到二次废碱液，二次废碱液中氢氧化钠含量为170g/L，半纤维素的碱纤含量为30g/L；
所述膜过滤处理是指将废碱通过孔径为10nm纳滤膜，氢氧化钠可以通过膜孔，半纤维素的碱纤不能通过，因此可以分离回收一部分氢氧化钠用于生产，且二次废碱比一次废碱的碱浓更低；
B.将二次碱液作为碱吸收液，与粘胶纤维生产过程中产生排出的硫化氢废气共同输送至碱喷淋塔；
碱喷淋塔主要结构从下到上依次为碱液储存区、废气通入区、废气吸收区（填料区）、除沫隔离区、尾气排出区；二次碱液被泵输送至碱喷淋塔塔顶喷下，在填料区与废气发生接触对其进行吸收；
所述碱喷淋塔使碱吸收液吸收输入的硫化氢废气，具体反应为：
2NaOH+H2S=Na2S+2H2O
在碱喷淋的过程中黄化反应也同时发生，化学反应为：
碱纤维素（半纤）+CS2→半纤维素磺酸钠
半纤维素为有两种或两种以上的糖基组成的不均一聚糖，是一群复合聚糖的总称，碱半纤维素磺酸钠为半纤维素在碱喷淋过程中黄化的产物。
反应前的碱吸收液中NaOH溶液浓度为170g/l,反应后从碱喷淋塔中排出的碱吸收液的NaOH溶液浓度为130g/l；所述喷淋塔为多级喷淋塔，多级喷淋塔为多个喷淋塔串联而成。
多级碱喷淋塔是为了提高系统的吸收效率和安全系数，所以，从碱喷淋塔排出的碱液浓度参数不变，其他参数基本不变。
C. 将排出的碱喷淋吸收液用作硫酸盐法制浆的蒸煮液，将蒸煮液加入至由植物纤维原料分离出纤维而得纸浆的反应中；当喷淋塔中加入H2S废气吸收到三分之一的氢氧化钠溶液转化为硫化钠时，将反应得到的Na2S和其余的NaOH溶液输送至制浆粕工序中；
碱喷淋塔内的化学反应经过泵的带动而进行循环喷淋，从碱喷淋塔内排放的废气包括达到国家排放标准的硫化氢气体和二硫化碳气体。
本方法的主要原理为：废气经风道被送入碱喷淋塔，在碱喷淋塔的填料层中和废碱液充分接触，通过硫化氢和氢氧化钠的中和反应被吸收，废碱液经泵从碱喷淋塔底部到顶部进行循环喷淋，直到三分之一以上的氢氧化钠转化为硫化钠，所得的混合溶液（即吸收液）用于硫酸盐法制浆的蒸煮液。
实施例2
一种回收利用硫化氢废气的方法，主要步骤如下：
A.浆粕浸渍得到碱纤，这里的浆粕主要是指棉、木或者木Ⅱ浆，碱纤经过压榨工序后产生的废碱液，该废碱液经膜过滤处理回收50%的氢氧化钠后，得到二次废碱液，二次废碱液中氢氧化钠含量为90g/L，半纤维素的碱纤含量为50g/L；
所述膜过滤处理是指将废碱通过孔径为10nm纳滤膜，氢氧化钠可以通过膜孔，半纤维素的碱纤不能通过，因此可以分离回收一部分氢氧化钠用于生产，且二次废碱比一次废碱的碱浓更低；
B.将二次碱液作为碱吸收液，与粘胶纤维生产过程中产生排出的硫化氢废气共同输送至碱喷淋塔；
碱喷淋塔主要结构从下到上依次为碱液储存区、废气通入区、废气吸收区（填料区）、除沫隔离区、尾气排出区；二次碱液被泵输送至碱喷淋塔塔顶喷下，在填料区与废气发生接触对其进行吸收；
所述碱喷淋塔使碱吸收液吸收输入的硫化氢废气，具体反应为：
2NaOH+H2S=Na2S+2H2O
在碱喷淋的过程中黄化反应也同时发生，化学反应为：
碱纤维素（半纤）+CS2→半纤维素磺酸钠
半纤维素为有两种或两种以上的糖基组成的不均一聚糖，是一群复合聚糖的总称，碱半纤维素磺酸钠为半纤维素在碱喷淋过程中黄化的产物。
反应前的碱吸收液中NaOH溶液浓度为90g/l,反应后从碱喷淋塔中排出的碱吸收液的NaOH溶液浓度为50g/l；所述喷淋塔为多级喷淋塔，多级喷淋塔为多个喷淋塔串联而成。
多级碱喷淋塔是为了提高系统的吸收效率和安全系数，所以，从碱喷淋塔排出的碱液浓度参数不变，其他参数基本不变。
C. 将排出的碱喷淋吸收液用作硫酸盐法制浆的蒸煮液，将蒸煮液加入至由植物纤维原料分离出纤维而得纸浆的反应中；当喷淋塔中加入H2S废气吸收到三分之一的氢氧化钠溶液转化为硫化钠时，将反应得到的Na2S和其余的NaOH溶液输送至制浆粕工序中；
碱喷淋塔内的化学反应经过泵的带动而进行循环喷淋，从碱喷淋塔内排放的废气包括达到国家排放标准的硫化氢气体和二硫化碳气体。
本方法的主要原理为：废气经风道被送入碱喷淋塔，在碱喷淋塔的填料层中和废碱液充分接触，通过硫化氢和氢氧化钠的中和反应被吸收，废碱液经泵从碱喷淋塔底部到顶部进行循环喷淋，直到三分之一以上的氢氧化钠转化为硫化钠，所得的混合溶液（即吸收液）用于硫酸盐法制浆的蒸煮液。
实施例3
一种回收利用硫化氢废气的方法，主要步骤如下：
A.浆粕浸渍得到碱纤，这里的浆粕主要是指棉、木或者木Ⅱ浆，碱纤经过压榨工序后产生的废碱液，该废碱液经膜过滤处理回收50%的氢氧化钠后，得到二次废碱液，二次废碱液中氢氧化钠含量为120g/L，半纤维素的碱纤含量为40g/L；
所述膜过滤处理是指将废碱通过孔径为10nm纳滤膜，氢氧化钠可以通过膜孔，半纤维素的碱纤不能通过，因此可以分离回收一部分氢氧化钠用于生产，且二次废碱比一次废碱的碱浓更低；
B.将二次碱液作为碱吸收液，与粘胶纤维生产过程中产生排出的硫化氢废气共同输送至碱喷淋塔；
碱喷淋塔主要结构从下到上依次为碱液储存区、废气通入区、废气吸收区（填料区）、除沫隔离区、尾气排出区；二次碱液被泵输送至碱喷淋塔塔顶喷下，在填料区与废气发生接触对其进行吸收；
所述碱喷淋塔使碱吸收液吸收输入的硫化氢废气，具体反应为：
2NaOH+H2S=Na2S+2H2O
在碱喷淋的过程中黄化反应也同时发生，化学反应为：
碱纤维素（半纤）+CS2→半纤维素磺酸钠
半纤维素为有两种或两种以上的糖基组成的不均一聚糖，是一群复合聚糖的总称，碱半纤维素磺酸钠为半纤维素在碱喷淋过程中黄化的产物。
反应前的碱吸收液中NaOH溶液浓度为120g/l,反应后从碱喷淋塔中排出的碱吸收液的NaOH溶液浓度为70g/l；所述喷淋塔为多级喷淋塔，多级喷淋塔为多个喷淋塔串联而成。
多级碱喷淋塔是为了提高系统的吸收效率和安全系数，所以，从碱喷淋塔排出的碱液浓度参数不变，其他参数基本不变。
C. 将排出的碱喷淋吸收液用作硫酸盐法制浆的蒸煮液，将蒸煮液加入至由植物纤维原料分离出纤维而得纸浆的反应中；当喷淋塔中加入H2S废气吸收到三分之一的氢氧化钠溶液转化为硫化钠时，将反应得到的Na2S和其余的NaOH溶液输送至制浆粕工序中；
碱喷淋塔内的化学反应经过泵的带动而进行循环喷淋，从碱喷淋塔内排放的废气包括达到国家排放标准的硫化氢气体和二硫化碳气体。
本方法的主要原理为：废气经风道被送入碱喷淋塔，在碱喷淋塔的填料层中和废碱液充分接触，通过硫化氢和氢氧化钠的中和反应被吸收，废碱液经泵从碱喷淋塔底部到顶部进行循环喷淋，直到三分之一以上的氢氧化钠转化为硫化钠，所得的混合溶液（即吸收液）用于硫酸盐法制浆的蒸煮液。
Claims (4)
1.一种回收利用硫化氢废气的方法，其特征在于，主要步骤如下：
A.浆粕浸渍后得到碱纤，碱纤经过压榨工序后产生的废碱液，该废碱液经膜过滤处理回收50%的氢氧化钠后，得到二次废碱液，二次废碱液中氢氧化钠含量为90-170g/L，半纤维素的碱纤含量为30-50g/L；
B.将二次碱液作为碱吸收液，与粘胶纤维生产过程中产生排出的硫化氢废气共同输送至碱喷淋塔中；
所述碱喷淋塔使碱吸收液吸收输入的硫化氢废气，具体反应为：
2NaOH+H2S=Na2S+2H2O
所述二硫化碳产生黄化反应的化学式为：
碱纤维素+CS2→半纤维素磺酸钠
反应前的碱吸收液中NaOH溶液浓度为90-170g/l,反应后从碱喷淋塔中排出的碱吸收液的NaOH溶液浓度为50-130g/l；
C.将排出的碱喷淋吸收液用作硫酸盐法制浆的蒸煮液，将蒸煮液加入至由植物纤维原料分离出纤维而得纸浆的反应中；当喷淋塔中加入H2S废气吸收到三分之一的氢氧化钠溶液转化为硫化钠时，将反应得到的Na2S和其余的NaOH溶液输送至制浆粕工序中；
所述碱喷淋塔内的化学反应经过泵的带动而进行循环喷淋，从碱喷淋塔内排放的废气包括达到国家排放标准的硫化氢气体和二硫化碳气体。
2.根据权利要求1所述的一种回收利用硫化氢废气的方法，其特征在于：所述膜过滤处理是指将废碱通过孔径为10nm纳滤膜，氢氧化钠可以通过膜孔，半纤维素的碱纤不能通过，因此可以分离回收一部分氢氧化钠用于生产，所以二次废碱比一次废碱的碱浓更低。
3.根据权利要求1所述的一种回收利用硫化氢废气的方法，其特征在于：碱喷淋塔主要结构从下到上依次为碱液储存区、废气通入区、废气吸收区、除沫隔离区、尾气排出区；二次碱液被泵输送至碱喷淋塔塔顶喷下，在填料区与废气接触对其吸收。
4.根据权利要求1所述的一种回收利用硫化氢废气的方法，其特征在于：所述喷淋塔为多级喷淋塔，多级喷淋塔为多个喷淋塔串联而成。
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
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Granted publication date: 20140730 Termination date: 20201230 |
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