CN110182766A - 全程无污染物排放的h2s制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了全程无污染物排放的H2S制备方法，该制备方法包括H2S制备、pH调节、蒸发结晶、配碳、焙烧、浸取、固液分离、冷凝、稀H2SO4配制和NaOH配制工序，H2S制备是在配制好的Na2S溶液中添加稀H2SO4以获得所需的H2S气体的过程，pH调节是在H2S气体制备完成后所获得的溶液中添加NaOH或Na2CO3，以调节体系pH值的过程；蒸发结晶是将pH调节后的溶液蒸发浓缩以获得无水Na2SO4的过程；配碳是在上述无水Na2SO4中添加碳元素并混合均匀的过程。本发明所述的全程无污染物排放的H2S制备方法，硫化氢即用即生产，容易控制且不储存，没有安全隐患；由于主要物料均实现了循环，生产成本低；可在现有设备设施的基础上利用该方法进行技术改造，改造成本低。

Description

全程无污染物排放的H2S制备方法
技术领域
本发明涉及H2S的制备方法，尤其是全程无污染物排放的H2S制备方法。
背景技术
H2S气体用途比较广泛，在冶金和化工很多领域都有应用。因H2S本身是有毒有害气体，大量储存和长途运输都会带来较大安全隐患。因此工业上自用H2S气体通常采用自制的方式，即时生产即时使用，并不储存H2S气体。
工业上自用H2S气体制备主要有两种方式，是利用硫化钠溶液与硫酸反应生成H2S气体，另外是利用硫磺在氢气中燃烧生成H2S气体。
采用硫化钠和硫酸制备H2S气体，通常将固体硫化钠配制成硫化钠水溶液，然后在硫化钠溶液中添加稀硫酸以获得H2S气体。这种方法制备H2S气体非常安全，也很方便控制，其缺点一是H2S气体生产成本非常高，二是制备完H2S气体后产生的废液是呈酸性的硫酸钠溶液，硫酸钠浓度和化学需氧量(COD)浓度都非常高，通常硫酸钠浓度在200g/L左右，COD含量在4000～8000mg/L左右(国家排放标准要求COD含量≤100mg/L)，这种硫酸钠溶液中的COD很难降解，处理难度和成本均很高，同时还须向环境大量排放硫酸钠，造成污染。
采用硫磺和氢气制备H2S气体的方法，需要贮存大量的氢气作为生产性原料，而大量贮存氢气本身就是一个非常大的安全隐患。
发明内容
本发明的主要目的在于提供全程无污染物排放的H2S制备方法，可以有效解决背景技术中的问题。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
全程无污染物排放的H2S制备方法，该制备方法包括H2S制备、pH调节、蒸发结晶、配碳、焙烧、浸取、固液分离、冷凝、稀H2SO4配制和NaOH配制工序，其中：
所述H2S制备是在配制好的Na2S溶液中添加稀H2SO4以获得所需的H2S气体的过程；
所述pH调节是在H2S气体制备完成后所获得的溶液中添加NaOH或Na2CO3，以调节体系pH值的过程；
所述蒸发结晶是将pH调节后的溶液蒸发浓缩以获得无水Na2SO4的过程；
所述配碳是在上述无水Na2SO4中添加碳元素并混合均匀的过程；
所述焙烧是对配碳后所得固体混合物在回转窑中进行还原焙烧以获得Na2S固体的过程；
所述浸取是用稀NaOH溶液溶解焙烧所获得的Na2S固体并获得Na2S溶液的过程；
所述固液分离是将获得的Na2S溶液中的不溶性固体杂质去除的过程，所获得的Na2S滤液进一步用于H2S制备；
所述冷凝是将蒸发结晶过程中产生的水蒸气进行降温冷凝，以获得液态冷凝水的过程；
所述稀H2SO4配制是在上述获得的冷凝水中添加浓H2SO4以获得稀H2SO4的过程，所得稀H2SO4进一步用于H2S制备；
所述NaOH配制是指在上述获得的冷凝水中添加NaOH固体或液体，以获得稀NaOH溶液的过程。
优选的，H2S制备过程控制终点pH值为1～4。
优选的，pH调节工序添加NaOH或Na2CO3调节溶液体系pH值至6～9。
优选的，配碳时碳元素与硫酸钙质量配比为0.17～0.34，所述碳元素包括炭黑(碳黑)或煤粉或焦炭。
优选的，焙烧温度为860～1140℃，焙烧时间为0.5～2.5小时。
优选的，稀NaOH溶液配制时，控制NaOH浓度为3～7％。
优选的，稀H2SO4配制时，控制H2SO4浓度为2～5mol/L。
优选的，所述固液分离设备选自：离心机、袋式过滤器、压滤机、转鼓加压过滤机、叶滤机、连续盘式过滤器、动态旋叶压滤机、间歇式真空过滤机、真空抽滤器、带式压榨过滤机、真空带式过滤机。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1.具有两个闭循环，其一是液相闭循环，即硫酸钠蒸发结晶时所获得的冷凝水用于稀硫酸配制和氢氧化钠溶液配制，进一步用于H2S气体制备，全程无废水排放；其二是蒸发结晶所得到的固体无水硫酸钠用于硫化钠固体制备，进一步用于H2S气体制备，固液分离所得固体主要成分为煤渣，可用于制砖或水泥生产，全程不产生固体废物，不向环境中排放废水和废渣，可达到清洁生产的目的；
2.硫化氢即用即生产，容易控制且不储存，没有安全隐患；
3.由于主要物料均实现了循环，生产成本低；
4.可在现有设备设施的基础上利用该方法进行技术改造，改造成本低。
附图说明
图1是根据本发明的全程无污染物排放的H2S制备方法示意图。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
实施例1
全程无污染物排放的H2S制备方法，该制备方法包括H2S制备、pH调节、蒸发结晶、配碳、焙烧、浸取、固液分离、冷凝、稀H2SO4配制和NaOH配制工序，其中：
所述H2S制备是在配制好的Na2S溶液中添加稀H2SO4以获得所需的H2S气体的过程；
所述pH调节是在H2S气体制备完成后所获得的溶液中添加NaOH或Na2CO3，以调节体系pH值的过程；
所述蒸发结晶是将pH调节后的溶液蒸发浓缩以获得无水Na2SO4的过程；
所述配碳是在上述无水Na2SO4中添加碳元素并混合均匀的过程；
所述焙烧是对配碳后所得固体混合物在回转窑中进行还原焙烧以获得Na2S固体的过程；
所述浸取是用稀NaOH溶液溶解焙烧所获得的Na2S固体并获得Na2S溶液的过程；
所述固液分离是将获得的Na2S溶液中的不溶性固体杂质去除的过程，所获得的Na2S滤液进一步用于H2S制备；
所述冷凝是将蒸发结晶过程中产生的水蒸气进行降温冷凝，以获得液态冷凝水的过程；
所述稀H2SO4配制是在上述获得的冷凝水中添加浓H2SO4以获得稀H2SO4的过程，所得稀H2SO4进一步用于H2S制备；
所述NaOH配制是指在上述获得的冷凝水中添加NaOH固体或液体，以获得稀NaOH溶液的过程。
H2S制备过程控制终点pH值为2；pH调节工序添加NaOH或Na2CO3调节溶液体系pH值至7；配碳时碳元素与硫酸钙质量配比为0.18，碳元素包括炭黑(碳黑)或煤粉或焦炭；焙烧温度为900℃，焙烧时间为1小时；稀NaOH溶液配制时，控制NaOH浓度为4％；稀H2SO4配制时，控制H2SO4浓度为3mol/L；所述固液分离设备选自：离心机、袋式过滤器、压滤机、转鼓加压过滤机、叶滤机、连续盘式过滤器、动态旋叶压滤机、间歇式真空过滤机、真空抽滤器、带式压榨过滤机、真空带式过滤机。
实施例2
全程无污染物排放的H2S制备方法，该制备方法包括H2S制备、pH调节、蒸发结晶、配碳、焙烧、浸取、固液分离、冷凝、稀H2SO4配制和NaOH配制工序，其中：
所述H2S制备是在配制好的Na2S溶液中添加稀H2SO4以获得所需的H2S气体的过程；
所述pH调节是在H2S气体制备完成后所获得的溶液中添加NaOH或Na2CO3，以调节体系pH值的过程；
所述蒸发结晶是将pH调节后的溶液蒸发浓缩以获得无水Na2SO4的过程；
所述配碳是在上述无水Na2SO4中添加碳元素并混合均匀的过程；
所述焙烧是对配碳后所得固体混合物在回转窑中进行还原焙烧以获得Na2S固体的过程；
所述浸取是用稀NaOH溶液溶解焙烧所获得的Na2S固体并获得Na2S溶液的过程；
所述固液分离是将获得的Na2S溶液中的不溶性固体杂质去除的过程，所获得的Na2S滤液进一步用于H2S制备；
所述冷凝是将蒸发结晶过程中产生的水蒸气进行降温冷凝，以获得液态冷凝水的过程；
所述稀H2SO4配制是在上述获得的冷凝水中添加浓H2SO4以获得稀H2SO4的过程，所得稀H2SO4进一步用于H2S制备；
所述NaOH配制是指在上述获得的冷凝水中添加NaOH固体或液体，以获得稀NaOH溶液的过程。
H2S制备过程控制终点pH值为3；pH调节工序添加NaOH或Na2CO3调节溶液体系pH值至8；配碳时碳元素与硫酸钙质量配比为2，碳元素包括炭黑(碳黑)或煤粉或焦炭；焙烧温度为1100℃，焙烧时间为2小时；稀NaOH溶液配制时，控制NaOH浓度为5％；稀H2SO4配制时，控制H2SO4浓度为4mol/L；所述固液分离设备选自：离心机、袋式过滤器、压滤机、转鼓加压过滤机、叶滤机、连续盘式过滤器、动态旋叶压滤机、间歇式真空过滤机、真空抽滤器、带式压榨过滤机、真空带式过滤机。
需要说明的是，该制备系统具有两个闭循环，其一是液相闭循环，即硫酸钠蒸发结晶时所获得的冷凝水用于稀硫酸配制和氢氧化钠溶液配制，进一步用于H2S气体制备，全程无废水排放；其二是蒸发结晶所得到的固体无水硫酸钠用于硫化钠固体制备，进一步用于H2S气体制备，固液分离所得固体主要成分为煤渣，可用于制砖或水泥生产，全程不产生固体废物，不向环境中排放废水和废渣，可达到清洁生产的目的，硫化氢即用即生产，容易控制且不储存，没有安全隐患，由于主要物料均实现了循环，生产成本低，可在现有设备设施的基础上利用该方法进行技术改造，改造成本低。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1.全程无污染物排放的H2S制备方法，其特征在于，该制备方法包括H2S制备、pH调节、蒸发结晶、配碳、焙烧、浸取、固液分离、冷凝、稀H2SO4配制和NaOH配制工序，其中：
所述H2S制备是在配制好的Na2S溶液中添加稀H2SO4以获得所需的H2S气体的过程；
所述pH调节是在H2S气体制备完成后所获得的溶液中添加NaOH或Na2CO3，以调节体系pH值的过程；
所述蒸发结晶是将pH调节后的溶液蒸发浓缩以获得无水Na2SO4的过程；
所述配碳是在上述无水Na2SO4中添加碳元素并混合均匀的过程；
所述焙烧是对配碳后所得固体混合物在回转窑中进行还原焙烧以获得Na2S固体的过程；
所述浸取是用稀NaOH溶液溶解焙烧所获得的Na2S固体并获得Na2S溶液的过程；
所述固液分离是将获得的Na2S溶液中的不溶性固体杂质去除的过程，所获得的Na2S滤液进一步用于H2S制备；
所述冷凝是将蒸发结晶过程中产生的水蒸气进行降温冷凝，以获得液态冷凝水的过程；
所述稀H2SO4配制是在上述获得的冷凝水中添加浓H2SO4以获得稀H2SO4的过程，所得稀H2SO4进一步用于H2S制备；
所述NaOH配制是指在上述获得的冷凝水中添加NaOH固体或液体，以获得稀NaOH溶液的过程。
2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，H2S制备过程控制终点pH值为1～4。
3.根据权利要求1所述方法，其特征在于，pH调节工序添加NaOH或Na2CO3调节溶液体系pH值至6～9。
4.根据权利要求1所述方法，其特征在于，配碳时碳元素与硫酸钙质量配比为0.17～0.34，所述碳元素包括炭黑(碳黑)或煤粉或焦炭。
5.根据权利要求1所述方法，其特征在于，焙烧温度为860～1140℃，焙烧时间为0.5～2.5小时。
6.根据权利要求1所述方法，其特征在于，稀NaOH溶液配制时，控制NaOH浓度为3～7％。
7.根据权利要求1所述方法，其特征在于，稀H2SO4配制时，控制H2SO4浓度为2～5mol/L。
8.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述固液分离设备选自：离心机、袋式过滤器、压滤机、转鼓加压过滤机、叶滤机、连续盘式过滤器、动态旋叶压滤机、间歇式真空过滤机、真空抽滤器、带式压榨过滤机、真空带式过滤机。
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