CN109663484A - 高效硫化氢气体吸消液及用途 - Google Patents

高效硫化氢气体吸消液及用途 Download PDF

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闫柯乐
肖安山
邹兵
张红星
朱胜杰
胡绪尧
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    • B01D53/46—Removing components of defined structure
    • B01D53/48—Sulfur compounds
    • B01D53/52—Hydrogen sulfide

Abstract

本发明涉及一种高效硫化氢气体吸消液及用途，主要解决现有技术中清除效率低且易造成二次污的问题。本发明通过采用一种高效硫化氢气体吸消液，由络合铁氧化剂、吸收剂、吸收强化剂和调节剂以质量比1‑5：1‑10：0.01‑1：0.001‑0.01组成，其中吸收剂为一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺和异丙醇胺中的至少一种，吸收强化剂为二乙烯二胺、三乙烯二胺中的至少一种；调节剂为KOH、NaOH、K2CO3、Na2CO3、KHCO3、NaHCO3中的至少一种的技术方案较好地解决了上述问题，可用于硫化氢气体泄漏应急清除中。

Description

高效硫化氢气体吸消液及用途
技术领域
本发明涉及一种高效硫化氢气体吸消液及用途。
背景技术
硫化氢是一种无色、剧毒、有腐蛋味的气体，发生中毒时，硫化氢通过呼吸道进入肺泡后，与血红蛋白中的二价铁离子快速作用生成硫化亚铁沉淀，阻止了血红蛋白与氧的集合，最终因缺氧而导致人的死亡。硫化氢中毒事件具有突发性和群体性，死亡率高，一旦发生，将严重威胁职工和群众的人身安全，并且次生灾害影响大，严重污染大气环境，甚至破坏生态环境。我国对环境大气、车间空气及工业废气中硫化氢浓度已有严格规定：居民区环境大气中硫化氢的最高浓度不得超过0.01mg/m3；车间工作地点空气中硫化氢最高浓度不得超过10mg/m3；城市煤气中硫化氢浓度不得超过20mg/m3；油品炼厂废气中硫化氢浓度要求净化至10-20mg/m3。
中国专利CN101648108B《硫化氢气体泄漏清除剂》中公开了一种硫化氢气体泄漏清除剂，由惰性载体、活性净化物质和疏水性物质组成，其中惰性载体为云母粉、氧化镁、活性炭等，活性净化物质为硅酸钠、氢氧化钠和金属锌化合物，但该类清除剂与气体接触不匀，且脱硫效率较低。中国专利CN102423609B《一种硫化氢泄漏捕消剂》公开了一种硫化氢气体泄漏的捕消剂，包括粉体物料，包括镁、锌的氧化物和/或碳化物；水溶性物料，包括强碱和/或强碱盐；液体物料包括硅油和/或水溶性有机溶剂，但该类硫化氢捕消剂需按照上述比例依次加入水中，混合搅拌均匀，反应至糊状后烘干、粉粹成粉末状，制备方法繁琐耗时，脱硫效率不高，且捕消后的固体粉末易造成二次环境污染。
发明内容
本发明所要解决的技术问题之一是现有技术中清除效率低且易造成二次污染的问题，提供一种新的高效硫化氢气体吸消液，具有清除效率高且不易造成二次污的优点。本发明所要解决的技术问题之二是提供一种与解决的技术问题之一相对应的高效硫化氢气体吸消液的用途。
为解决上述问题之一，本发明采用的技术方案如下：一种高效硫化氢气体吸消液，由络合铁氧化剂、吸收剂、吸收强化剂和调节剂以质量比1-5：1-10：0.01-1：0.001-0.01组成，其中吸收剂为一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺和异丙醇胺中的至少一种，吸收强化剂为二乙烯二胺、三乙烯二胺中的至少一种；调节剂为KOH、NaOH、K2CO3、Na2CO3、KHCO3、NaHCO3中的至少一种。
上述技术方案中，优选地，络合铁氧化剂的制备方法，包括如下步骤：(1)在氮气保护下，将可溶性铁盐、络合剂和水按质量比1-3：1-3：10-100加入反应器中，混合均匀；(2)对反应器升温至40℃～60℃，并反应8h～12h后得到所述氧化剂。
上述技术方案中，优选地，可溶性铁盐为FeCl3、Fe(NO3)3、Fe2(SO4)3中的至少一种。
上述技术方案中，优选地，铁盐络合剂为氨三乙酸二钠、乙二胺四乙酸二钠、二乙酸三胺五乙酸五钠中的至少一种。
上述技术方案中，优选地，所述水为去离子水、自来水和/或中水。
上述技术方案中，优选地，络合铁氧化剂、吸收剂、吸收强化剂和调节剂的质量比为(2-4)：(3-8)：(0.05-0.5)：(0.004-0.006)。
上述技术方案中，优选地，吸收剂为一乙醇胺、二乙醇胺中的至少一种。
上述技术方案中，优选地，吸收强化剂为二乙烯二胺。
上述技术方案中，优选地，调节剂为KOH、NaOH、K2CO3、Na2CO3中的至少一种。
上述技术方案中，优选地，络合铁氧化剂、吸收剂和吸收强化剂同时加入配样器中混合均匀；最后将调节剂加入，再次搅拌均匀，即得所述高效硫化氢气体吸消液。
为解决上述问题之二，本发明采用的技术方案如下：一种高效硫化氢气体吸消液的用途，用于硫化氢气体泄漏捕消中。
与目前现有技术相比，本发明提供的硫化氢气体吸消液呈稳定液态，使用过程吸消液液滴与硫化氢分子快速接触，通过吸收-氧化反应的原理可快速清除硫化氢气体，具有清除硫化氢效率高、使用范围广、性能稳定、经济环保等优点，具有良好的应用前景，取得了较好的技术效果。
下面通过实施例对本发明作进一步的阐述，但不仅限于本实施例。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现对本发明的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。
下述实施例中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法；所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得。
对比例1
采用25L的有毒气体实验箱进行对比例和实施例实验，充入一定量纯硫化氢气体后检测其浓度为5000ppm，将10ml去离子水喷入实验箱中，2min后进行检测，硫化氢浓度降为4980ppm，硫化氢清除率为0.4％。
将制备的硫化氢气体吸消液用于硫化氢的清除，采用25L的有毒气体实验箱充入一定量纯硫化氢气体后检测其浓度为3000ppm，将10ml所述硫化氢吸消液喷入实验箱中，2min后进行检测，硫化氢浓度降为25ppm，硫化氢清除率为99.2％。
对比例2
采用25L的有毒气体实验箱进行对比例和实施例实验，充入一定量纯硫化氢气体后检测其浓度为4000ppm，将10ml去离子水喷入实验箱中，2min后进行检测，硫化氢浓度降为3970ppm，硫化氢清除率为0.75％。
对比例3
采用25L的有毒气体实验箱进行对比例和实施例实验，充入一定量纯硫化氢气体后检测其浓度为3000ppm，将10ml去离子水喷入实验箱中，2min后进行检测，硫化氢浓度降为2965ppm，硫化氢清除率为1.17％。
对比例4
采用25L的有毒气体实验箱进行对比例和实施例实验，充入一定量纯硫化氢气体后检测其浓度为1000ppm，将10ml去离子水喷入实验箱中，2min后进行检测，硫化氢浓度降为950ppm，硫化氢清除率为5.0％。
对比例5
采用25L的有毒气体实验箱进行对比例和实施例实验，充入一定量纯硫化氢气体后检测其浓度为1000ppm，将50ml去离子水喷入实验箱中，2min后进行检测，硫化氢浓度降为820ppm，硫化氢清除率为18.0％。
对比例6
采用25L的有毒气体实验箱进行对比例和实施例实验，充入一定量纯硫化氢气体后检测其浓度为1000ppm，将10ml 10wt％NaOH水溶液喷入实验箱中，2min后进行检测，硫化氢浓度降为640ppm，硫化氢清除率为36.0％。
对比例7
采用25L的有毒气体实验箱进行对比例和实施例实验，充入一定量纯硫化氢气体后检测其浓度为1000ppm，将10ml 10wt％Na2CO3水溶液喷入实验箱中，2min后进行检测，硫化氢浓度降为720ppm，硫化氢清除率为28.0％。
对比例8
采用25L的有毒气体实验箱进行对比例和实施例实验，充入一定量纯硫化氢气体后检测其浓度为1000ppm，将10ml 20wt％甲基二乙醇胺水溶液喷入实验箱中，2min后进行检测，硫化氢浓度降为650ppm，硫化氢清除率为35.0％。
对比例9
采用25L的有毒气体实验箱进行对比例和实施例实验，充入一定量纯硫化氢气体后检测其浓度为1000ppm，将10ml 25wt％乙醇胺水溶液喷入实验箱中，2min后进行检测，硫化氢浓度降为510ppm，硫化氢清除率为49.0％。
对比例10
采用25L的有毒气体实验箱进行对比例和实施例实验，充入一定量纯硫化氢气体后检测其浓度为2000ppm，将10ml 25wt％乙醇胺水溶液喷入实验箱中，2min后进行检测，硫化氢浓度降为1300ppm，硫化氢清除率为35.0％。
实施例1
本实施提供了一种硫化氢气体吸消液，具体配制方法如下：
(1)络合铁氧化剂的制备：称取2.0kg乙二胺四乙酸二钠、1.0kg FeCl3和20kg的去离子水，在50℃条件下反应10h后得到所需络合铁氧化剂；
(2)称取络合铁氧化剂4.0kg、二乙醇胺(吸收剂)4.0kg和二乙烯二胺(吸收强化剂)0.3kg加入配样器中混合均匀，而后加入0.009kg KHCO3(调节剂)，再次搅拌均匀后即得硫化氢气体吸消液。
将制备的硫化氢气体吸消液用于硫化氢的清除，采用25L的有毒气体实验箱充入一定量纯硫化氢气体后检测其浓度为5000ppm，将10ml所述硫化氢吸消液喷入实验箱中，2min后进行检测，硫化氢浓度降为100ppm，硫化氢清除率为98％。
实施例2
本实施提供了一种硫化氢气体吸消液，具体配制方法如下：
(1)络合铁氧化剂的制备：称取3.73kg乙二胺四乙酸二钠、2.41kg Fe(NO3)3和20kg的去离子水，在50℃条件下反应10h后得到所需络合铁氧化剂；
(2)称取络合铁氧化剂3.0kg、甲基二乙醇胺(吸收剂)4.0kg和二乙烯二胺(吸收强化剂)0.3kg加入配样器中混合均匀，而后加入0.008kg KHCO3(调节剂)，再次混合均匀后即得硫化氢气体吸消液。
将制备的硫化氢气体吸消液用于硫化氢的清除，采用25mL的有毒气体实验箱充入一定量纯硫化氢气体后检测其浓度为5000ppm，将10ml所述硫化氢吸消液喷入实验箱中，2min后进行检测，硫化氢浓度降为120ppm，硫化氢清除率为97.6％。
实施例3
本实施提供了一种硫化氢气体吸消液，具体配制方法如下：
(1)络合铁氧化剂的制备：称取2.34kg氨三乙酸二钠、2.41kg Fe(NO3)3和10kg的去离子水，在40℃条件下反应10h后得到所需络合铁氧化剂；
(2)称取络合铁氧化剂5.0kg、甲基二乙醇胺(吸收剂)6.0kg和三乙烯二胺(吸收强化剂)0.3kg加入配样器中混合均匀，而后加入0.008kg KHCO3(调节剂)，再次混合均匀后即得硫化氢气体吸消液。
将制备的硫化氢气体吸消液用于硫化氢的清除，采用25L的有毒气体实验箱充入一定量纯硫化氢气体后检测其浓度为3000ppm，将10ml所述硫化氢吸消液喷入实验箱中，2min后进行检测，硫化氢浓度降为25ppm，硫化氢清除率为99.2％。
实施例4
本实施提供了一种硫化氢气体吸消液，具体配制方法如下：
(1)络合铁氧化剂的制备：称取3.5kg二乙酸三胺五乙酸五钠、2.41kg Fe(NO3)3和20kg的去离子水，在50℃条件下反应8h后得到所需络合铁氧化剂；
(2)称取络合铁氧化剂5.0kg、甲基二乙醇胺(吸收剂)4.0kg和三乙烯二胺(吸收强化剂)0.6kg加入配样器中混合均匀后，而后加入0.015kg KHCO3(调节剂)，再次混合均匀后即得硫化氢气体吸消液。
将制备的硫化氢气体吸消液用于硫化氢的清除，采用25L的有毒气体实验箱充入一定量纯硫化氢气体后检测其浓度为3000ppm，将10ml所述硫化氢吸消液喷入实验箱中，2min后进行检测，硫化氢浓度降为20ppm，硫化氢清除率为99.3％。
实施例5
本实施提供了一种硫化氢气体吸消液，具体配制方法如下：
(1)络合铁氧化剂的制备：称取3.5kg二乙酸三胺五乙酸五钠、4.10kg Fe2(SO4)3和20kg的去离子水，在50℃条件下反应10h后得到所需络合铁氧化剂；
(2)称取络合铁氧化剂6.0kg、三乙醇胺(吸收剂)4.0kg和三乙烯二胺(吸收强化剂)0.6kg加入配样器中混合均匀，而后加入0.015kg NaHCO3(调节剂)，再次搅拌均匀后即得硫化氢气体吸消液。
将制备的硫化氢气体吸消液用于硫化氢的清除，采用25L的有毒气体实验箱充入一定量纯硫化氢气体后检测其浓度为5000ppm，将10ml所述硫化氢吸消液喷入实验箱中，2min后进行检测，硫化氢浓度降为65ppm，硫化氢清除率为98.7％。
实施例6
本实施提供了一种硫化氢气体吸消液，具体配制方法如下：
(1)络合铁氧化剂的制备：称取3.98kg乙二胺四酸二钠、4.10kg Fe2(SO4)3和30kg的去离子水，在50℃条件下反应10h后得到所需络合铁氧化剂；
(2)称取络合铁氧化剂3.0kg、甲基二乙醇胺(吸收剂)3.0kg和二乙烯二胺(吸收强化剂)0.9kg加入配样器中，而后加入0.015kg KHCO3(调节剂)，混合均匀后即得硫化氢气体吸消液。
将制备的硫化氢气体吸消液用于硫化氢的清除，采用25L的有毒气体实验箱充入一定量纯硫化氢气体后检测其浓度为1000ppm，将10ml所述硫化氢吸消液喷入实验箱中，2min后进行检测，硫化氢浓度降为12ppm，硫化氢清除率为98.8％。
实施例7
本实施提供了一种硫化氢气体吸消液，具体配制方法如下：
(1)络合铁氧化剂的制备：称取6.0kg二乙酸三胺五乙酸五钠、6.0kg FeCl3和30kg的去离子水，在50℃条件下反应10h后得到所需络合铁氧化剂；
(2)称取络合铁氧化剂6.0kg、三乙醇胺(吸收剂)6.0kg和三乙烯二胺(吸收强化剂)1.0kg加入配样器中混合均匀，而后加入0.008kg NaHCO3(调节剂)，再次搅拌均匀后即得硫化氢气体吸消液。
将制备的硫化氢气体吸消液用于硫化氢的清除，采用25L的有毒气体实验箱充入一定量纯硫化氢气体后检测其浓度为1000ppm，将10ml所述硫化氢吸消液喷入实验箱中，2min后进行检测，硫化氢浓度降为8ppm，硫化氢清除率为99.2％。
实施例8
本实施提供了一种硫化氢气体吸消液，具体配制方法如下：
(1)络合铁氧化剂的制备：称取3.57kg氨三乙酸二钠、5.21kg Fe2(SO4)3和20kg的去离子水，在50℃条件下反应10h后得到所需络合铁氧化剂；
(2)称取络合铁氧化剂4.0kg、甲基二乙醇胺(吸收剂)4.0kg和二乙烯二胺(吸收强化剂)0.75kg加入配样器中混合均匀，而后加入0.015kg KHCO3(调节剂)，再次混合均匀后即得硫化氢气体吸消液。
将制备的硫化氢气体吸消液用于硫化氢的清除，采用25L的有毒气体实验箱充入一定量纯硫化氢气体后检测其浓度为3000ppm，将10ml所述硫化氢吸消液喷入实验箱中，2min后进行检测，硫化氢浓度降为32ppm，硫化氢清除率为98.9％。
实施例9
本实施提供了一种硫化氢气体吸消液，具体配制方法如下：
(1)络合铁氧化剂的制备：称取1.2kg二乙酸三胺五乙酸五钠、4.10kg Fe2(SO4)3和20kg的去离子水，在50℃条件下反应10h后得到所需络合铁氧化剂；
(2)称取络合铁氧化剂6.0kg、三乙醇胺(吸收剂)6.0kg和三乙烯二胺(吸收强化剂)0.6kg加入配样器中混合均匀，而后加入0.04kg NaHCO3(调节剂)，再次搅拌均匀后即得硫化氢气体吸消液。
将制备的硫化氢气体吸消液用于硫化氢的清除，采用25L的有毒气体实验箱充入一定量纯硫化氢气体后检测其浓度为1000ppm，将10ml所述硫化氢吸消液喷入实验箱中，2min后进行检测，硫化氢浓度降为10ppm，硫化氢清除率为99％。
实施例10
本实施提供了一种硫化氢气体吸消液，具体配制方法如下：
(1)络合铁氧化剂的制备：称取5.84kg氨三乙酸二钠、4.10kg Fe2(SO4)3和40kg的去离子水，在50℃条件下反应10h后得到所需络合铁氧化剂；
(2)称取络合铁氧化剂3.5kg、甲基二乙醇胺(吸收剂)3.0kg和二乙烯二胺(吸收强化剂)0.9kg加入配样器中，而后加入0.01kg KHCO3(调节剂)，混合均匀后即得硫化氢气体吸消液。
将制备的硫化氢气体吸消液用于硫化氢的清除，采用25L的有毒气体实验箱充入一定量纯硫化氢气体后检测其浓度为5000ppm，将10ml所述硫化氢吸消液喷入实验箱中，2min后进行检测，硫化氢浓度降为53ppm，硫化氢清除率为98.9％。

Claims (10)

1.一种高效硫化氢气体吸消液，由络合铁氧化剂、吸收剂、吸收强化剂和调节剂以质量比1-5：1-10：0.01-1：0.001-0.01组成，其中吸收剂为一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺和异丙醇胺中的至少一种，吸收强化剂为二乙烯二胺、三乙烯二胺中的至少一种；调节剂为KOH、NaOH、K2CO3、Na2CO3、KHCO3、NaHCO3中的至少一种。
2.根据权利要求1所述高效硫化氢气体吸消液，其特征在于络合铁氧化剂的制备方法，包括如下步骤：(1)在氮气保护下，将可溶性铁盐、络合剂和水按质量比1-3：1-3：10-100加入反应器中，混合均匀；(2)对反应器升温至40℃～60℃，并反应8h～12h后得到所述氧化剂。
3.根据权利要求2所述高效硫化氢气体吸消液，其特征在于可溶性铁盐为FeCl3、Fe(NO3)3、Fe2(SO4)3中的至少一种。
4.根据权利要求2所述高效硫化氢气体吸消液，其特征在于铁盐络合剂为氨三乙酸二钠、乙二胺四乙酸二钠、二乙酸三胺五乙酸五钠中的至少一种。
5.根据权利要求2所述高效硫化氢气体吸消液，其特征在于所述水为去离子水、自来水和/或中水。
6.根据权利要求1所述高效硫化氢气体吸消液，其特征在于络合铁氧化剂、吸收剂、吸收强化剂和调节剂的质量比为(2-4)：(3-8)：(0.05-0.5)：(0.004-0.006)。
7.根据权利要求1所述高效硫化氢气体吸消液，其特征在于吸收剂为一乙醇胺、二乙醇胺中的至少一种；吸收强化剂为二乙烯二胺。
8.根据权利要求1所述高效硫化氢气体吸消液，其特征在于根据权利要求1所述高效硫化氢气体吸消液，其特征在于调节剂为KOH、NaOH、K2CO3、Na2CO3中的至少一种。
9.根据权利要求1所述高效硫化氢气体吸消液，其特征在于络合铁氧化剂、吸收剂和吸收强化剂同时加入配样器中混合均匀；最后将调节剂加入，再次搅拌均匀，即得所述高效硫化氢气体吸消液。
10.一种高效硫化氢气体吸消液的用途，用于硫化氢气体泄漏捕消中。
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