CN1075843C - 一种从硫化氢中制取硫化锌和氢气的方法 - Google Patents

一种从硫化氢中制取硫化锌和氢气的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN1075843C
CN1075843C CN 99111163 CN99111163A CN1075843C CN 1075843 C CN1075843 C CN 1075843C CN 99111163 CN99111163 CN 99111163 CN 99111163 A CN99111163 A CN 99111163A CN 1075843 C CN1075843 C CN 1075843C
Authority
CN
China
Prior art keywords
zinc
hydrogen
sulfide
hydrogen sulfide
cathode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN 99111163
Other languages
English (en)
Other versions
CN1241648A (zh
Inventor
汪树军
赵永丰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China University of Petroleum Beijing
Original Assignee
China University of Petroleum Beijing
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China University of Petroleum Beijing filed Critical China University of Petroleum Beijing
Priority to CN 99111163 priority Critical patent/CN1075843C/zh
Publication of CN1241648A publication Critical patent/CN1241648A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN1075843C publication Critical patent/CN1075843C/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
  • Electrolytic Production Of Metals (AREA)

Abstract

本发明涉及对硫化氢综合治理应用，是利用电化学反应从硫化氢中制取硫化锌和氢气。以锌为阳极，石墨为阴极，置于碱性含锌离子电解质溶液中，将硫化氢气体引入进行Zn+H2S→ZnS+H2反应使硫化锌沉淀板出，优点是消除硫化氢对环境的污染，作为一种资源利用，硫化锌在橡胶、塑料、造纸、制革和油墨等多方面有广泛的工业价值，氢气则是重要的化工原料和清洁能源，所以本发明有更高的经济价值，本发明工艺简单，设备投资小，能耗低，适合于任何浓度的硫化氢气体。

Description

一种从硫化氢中制取硫化锌和氢气的方法
本发明涉及对石油和天然气开采或加工过程中产生的硫化氢综合治理应用，具体是利用电化学反应从硫化氢中制取硫化锌和氢气的方法。
硫化氢是石油和天然气开采或化学加工过程中产生的一种有害气体，它不仅造成设备腐蚀，而且对环境和人们的身体健康有着严重的危害。随着石油和天然气开采加工规模扩大以及对环境保护工作的日益重视，如何有效地处理硫化氢一直是人们十分关注的问题。目前，国内外已有报道的处理硫化氢的最主要方法是Claus法，基本反应原理为： 。这种方法在处理高含量硫化氢气体时取得了一定的经济和社会效益，尤其是在超级Claus工艺中，硫的回收率可达99％以上，已在国内外许多炼油厂应用。在硫化氢含量较低的情况下，Lo-cat法也得到了应用。Lo-cat法脱硫原理与Claus法是相同的，亦可用 反应式来表示。
用上述硫化氢处理方法后得到的产品都为单质硫，由于目前硫生产量远大于硫的需求，加之该设备复杂，投资大，硫化氢中的元素氢并没有被有效的回收利用，所以综合处理取得的经济效益较低，影响了硫化氢处理的广泛应用。
本发明目的是通过对石油和天然气开采加工过程中以及其它化学加工产生过程中产生的有害气体硫化氢进行电化学反应处理，制备出具有较高经济价值的硫化锌和氢气，从而提高硫化氢综合处理的经济效益的一种从硫化氢中制取硫化锌和氢气的方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：以金属锌为阳极，石墨为阴极，置于碱性含锌离子电解质溶液中加电，将硫化氢气体引入电解质溶液进行下列反应：
阳极反应：    
阴极反应：    
溶液反应：    
体系的总反应： 从而使硫化锌沉淀析出。
本发明还可以通过以下技术方案实现：电解质溶液中的锌离子摩尔浓度和硫离子的摩尔浓度的离子积应稍大于硫化锌的溶度积，电解质溶液中的锌离子浓度和溶液的碱度处于稳定变化范围，其中，锌离子浓度变化范围为0.0001mol/L～10.00mol/L，溶液的碱度即OH-浓度的变化范围为0.0001mol/L～10.00mol/L。
本发明的石墨阴极可以采用金属或金属-炭复合物阴极，金属锌阳极连接电源的正极，石墨阴极接电源的负极。
本发明优点是不仅可消除硫化氢对环境所造成的污染，而且还将硫化氢作为一种资源充分利用，使其完全转化为有用的化工产品硫化锌和氢气。硫化锌在橡胶、塑料、造纸、制革和油漆、油墨、搪瓷等诸多方面有着广泛的工业应用价值，产出的氢气则是重要的化工原料和重要的清洁能源，所以与其它方法相比本发明有更高的经济价值。
另外，本发明工艺简单，设备投资小，能耗低，适合于任何浓度的硫化氢气体，因此与现有的方法相比在经济效益和资源综合利用方面都有明显的优点。
本发明实施例如下：
实施例1：金属锌片(长：7cm、宽：2cm、厚度：0.02cm)为阳极，接外置电源的正极，石墨片(长：7cm、宽：2cm、厚度：0.025cm)为阴极，接外置电源的负极。将阴、阳两极同时插入到含NaOH浓度为6.25mol/L、含锌离子浓度为0.025mol/L的电解质溶液中，组成电解池体系，并且在电解池体系中始终保持阴、阳两极相距为4cm。将外置电源的电压设置为0.60伏，电流设置为0.625安培，然后进行电解反应。与此同时向电解质溶液中通入硫化氢气体，其流量为3mL/min。上述反应体系中，阳极发生锌溶解反应，阴极发生氢析出反应，同时在溶液中发生硫化锌沉淀反应。反应一小时后，阴极析氢量为178mL，制氢电耗为2.106kwh/m3，产生的硫化锌沉淀经洗涤、冷冻干燥后称重为0.78g，粒度为0.28μm。
实施例2：金属锌片为阳极，铜片(长：7cm、宽：2cm、厚度：0.025cm)为阴极。NaOH浓度为2.08mol/L、含锌离子浓度为0.025mol/L的电解质溶液中，始终保持阴、阳两极相距为4cm。电源的电压设置为0.60伏，电流设置为0.50安培，进行电解反应。通入硫化氢气体，其流量为1.0mL/min。反应一小时后，阴极析氢量为62L，制氢电耗为5.0kwh/m3，产生的硫化锌沉淀经洗涤、冷冻干燥后称重为0.28g，粒度为0.23μm。
实施例3：金属锌片为阳极，铂片(长：7cm、宽：2cm、厚度：0.025cm)为阴极，两极同时插入到含NaOH浓度为4.17mol/L、含锌离子浓度为0.025mol/L的电解质溶液中，始终保持阴、阳两极相距为4cm。将外置电源的电压设置为0.4伏，电流设置为0.425安培，进行电解反应。与此同时向电解质溶液中通入硫化氢气体，其流量为2mL/min。反应一小时后，阴极析氢量为104mL，制氢电耗为1.63kwh/m3，产生的硫化锌沉淀经洗涤、冷冻干燥后称重为0.45g，粒度为0.26μm。
实施例4：金属锌片为阳极，接外置电源的正极。铂-炭复合材料(长：7cm、宽：2cm、厚度：0.025cm)为阴极，两极同时插入到含NaOH浓度为4.17mol/L、含锌离子浓度为0.05mol/L的电解质溶液中，电源的电压设置为0.6伏，电流设置为0.6安培，同时向电解质溶液中通入硫化氢气体，其流量为2.5mL/min。一小时后，阴极析氢量为145mL，制氢电耗为2.48kwh/m3，产生的硫化锌沉淀经洗涤、冷冻干燥后称重为0.63g，粒度为0.25μm。
从实施例可见，本发明可通过调节电解电压、电解电流和通入硫化氢的流量控制阴极析氢速度和硫化锌沉淀反应速度以及硫化锌沉淀的粒度。

Claims (5)

1．一种从硫化氢中制取硫化锌和氢气的方法，其特征在于：以金属锌为阳极，石墨为阴极，置于碱性含锌离子电解质溶液中加电，将硫化氢气体引入电解质溶液进行下列反应：
阳极反应：    
阴极反应：    
溶液反应：    
体系的总反应： 从而使硫化锌沉淀析出。
2．根据权利要求1所述的一种从硫化氢中制取硫化锌和氢气的方法，其特征在于电解质溶液中的锌离子摩尔浓度和硫离子的摩尔浓度的离子积应稍大于硫化锌的溶度积。
3．根据权利要求1、2所述的一种从硫化氢中制取硫化锌和氢气的方法，其特征在于电解质溶液中的锌离子浓度和溶液的碱度处于稳定变化范围，其中，锌离子浓度变化范围为0.0001mol/L～10.00mol/L，溶液的碱度即OH-浓度的变化范围为0.0001mol/L～10.00mol/L。
4．根据权利要求1所述的一种从硫化氢中制取硫化锌和氢气的方法，其特征在于所述的石墨阴极可以采用金属或金属-炭复合物阴极。
5．根据权利要求1所述的一种从硫化氢中制取硫化锌和氢气的方法，其特征在于所述的金属锌阳极连接电源的正极，石墨阴极接电源的负极。
CN 99111163 1999-07-29 1999-07-29 一种从硫化氢中制取硫化锌和氢气的方法 Expired - Fee Related CN1075843C (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 99111163 CN1075843C (zh) 1999-07-29 1999-07-29 一种从硫化氢中制取硫化锌和氢气的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 99111163 CN1075843C (zh) 1999-07-29 1999-07-29 一种从硫化氢中制取硫化锌和氢气的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1241648A CN1241648A (zh) 2000-01-19
CN1075843C true CN1075843C (zh) 2001-12-05

Family

ID=5274923

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN 99111163 Expired - Fee Related CN1075843C (zh) 1999-07-29 1999-07-29 一种从硫化氢中制取硫化锌和氢气的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN1075843C (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102500202A (zh) * 2011-11-21 2012-06-20 武汉大学 一种硫化氢的间接电分解方法
CN108342743B (zh) * 2017-01-23 2020-09-08 中国石油化工股份有限公司 电解硫化氢制取高纯度氢气和硫磺的方法及装置
CN108002426B (zh) * 2018-01-05 2019-12-10 昆明凯航光电科技有限公司 一种提高热压硫化锌透过率的方法
CN108998008B (zh) * 2018-07-13 2020-08-25 武汉理工大学 一种电沉积技术原位制备硫化锌量子点/海藻酸纳米复合膜的方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN1241648A (zh) 2000-01-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105937038A (zh) 电化学法回收磷酸铁锂中的锂的方法
CN103966626B (zh) 一种提高微生物燃料电池驱动微生物电解池回收多金属的方法
CN103266331B (zh) 一种微生物燃料电池自驱动微生物电解池耦合系统从钴酸锂中回收单质钴的方法
CN103086550A (zh) 一种利用电解处理脱硫废水的方法
CN112239203B (zh) 一种多孔石墨烯分散液的电化学制备方法
CN101643852A (zh) 一种镀锡铜线铜锡分离的堆浸方法
CN102912375B (zh) 从酸性蚀刻液中回收铜的方法及其专用装置
CN108754534A (zh) 一种电催化合成氨的铁基非贵金属催化剂及制备方法
CN106803588B (zh) 一种硫酸钠废液的回收再利用方法
CN1075843C (zh) 一种从硫化氢中制取硫化锌和氢气的方法
CN101368278A (zh) 元素硫歧化电解制氢、铜、铅、锌、酸、氯碱的方法
CN113089020B (zh) Co(OH)2/FePO4光电极薄膜及其在光电化学水分解中的应用
CN1796615A (zh) 一种用于电镀溶液净化的恒电位循环电解处理的方法
CN113277550B (zh) 一种含铅固废处理方法、二氧化铅粉末的制备方法及应用
CN115928150A (zh) 一种从含银废料中回收银的方法
CN108707920A (zh) 一种光电化学冶金制备二氧化锰的方法
CN112938919A (zh) 一种废刻蚀液的处理方法
CN113666397A (zh) 一种废旧磷酸铁锂材料酸法经济回收锂的方法
CN105506281A (zh) 一种利用NCNTs修饰碳布电极提高微生物浸出印刷线路板中铜效率的方法
CN111960554A (zh) 一种用微生物燃料电池从含铜废水中回收单质铜的方法
CN108977850A (zh) 一种在含钴溶液中回收钴的方法
CN110482808A (zh) 电絮凝耦合电沉积强化污泥浓缩并同步脱除重金属的方法和装置
CN114808035B (zh) 一种基于MoS2基材料的光电特性高效回收水体中痕量银的方法
CN100390075C (zh) 活性炭电极电解回收废水中二价镍的方法
CN110790361B (zh) 处理含硫化物废气/废水的生物电化学硫回收系统及方法

Legal Events

Date Code Title Description
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C06 Publication
PB01 Publication
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C19 Lapse of patent right due to non-payment of the annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee