CN110203890A - 具有两个闭循环的硫化氢制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了具有两个闭循环的硫化氢制备方法，该硫化氢制备方法包括H2S制备、pH调节、配碳、固液分离、焙烧和稀H2SO4配制工序，H2S制备是以CaS和稀H2SO4为原料制备H2S气体；pH调节是添加CaO或Ca(OH)2调节H2S制备完成后的溶液的pH值；配碳是对完成pH调节后的固液混合物中添加碳元素并混合均匀；固液分离是对配碳完成后的固液混合物进行固液分离；焙烧是对固液分离后所得固体混合物在回转窑(炉)中进行还原焙烧制备CaS固体，进一步用于H2S制备；稀H2SO4配制是在上述固液分离工序所得滤液中添加浓H2SO4获得稀H2SO4溶液。本发明所述的具有两个闭循环的硫化氢制备方法，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，生产成本大幅降低。

Description

具有两个闭循环的硫化氢制备方法
技术领域
本发明涉及一种H2S制备方法领域，特别涉及具有两个闭循环的硫化氢制备方法。
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本身是一种有毒有害气体，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，一种是利用硫化钠溶液与硫酸反应生成H2S气体，另外一种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一种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具有两个闭循环的硫化氢制备方法，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：
具有两个闭循环的硫化氢制备方法，该硫化氢制备方法包括H2S制备、pH调节、配碳、固液分离、焙烧和稀H2SO4配制工序，其中：
所述H2S制备是以CaS和稀H2SO4为原料制备H2S气体；
所述pH调节是添加CaO或Ca(OH)2调节H2S制备完成后的溶液的pH值；
所述配碳是对完成pH调节后的固液混合物中添加碳元素并混合均匀；
所述固液分离是对配碳完成后的固液混合物进行固液分离；
所述焙烧是对固液分离后所得固体混合物在回转窑(炉)中进行还原焙烧制备CaS固体，进一步用于H2S制备；
所述稀H2SO4配制是在上述固液分离工序所得滤液中添加浓H2SO4获得稀H2SO4溶液，进一步用于H2S制备块。
具有两个闭循环的硫化氢制备方法，该硫化氢制备方法包括H2S制备、配碳、pH调节、固液分离、焙烧和稀H2SO4配制工序，其中：
所述H2S制备是以CaS和稀H2SO4为原料制备H2S气体；
所述配碳是在H2S制备完成后的溶液中添加碳元素并混合均匀；
所述pH调节是在配碳完成后的混合溶液中添加CaO或Ca(OH)2调节溶液体系的的pH值；
所述固液分离是对pH值调节完成后的固液混合物进行固液分离；
所述焙烧是对固液分离后所得固体混合物在回转窑(炉)中进行还原焙烧制备CaS固体，进一步用于H2S制备；
所述稀H2SO4配制是在上述固液分离工序所得滤液中添加浓H2SO4获得稀H2SO4溶液，进一步用于H2S制备。
具有两个闭循环的硫化氢制备方法，该硫化氢制备方法包括H2S制备、pH调节、固液分离、配碳、焙烧和稀H2SO4配制工序，其中：
所述H2S制备是以CaS和稀H2SO4为原料制备H2S气体；
所述pH调节是添加CaO或Ca(OH)2调节H2S制备完成后的溶液的pH值；
所述固液分离是对pH值调节完成后的固液混合物进行固液分离；
所述配碳是在固液分离后所得的固体CaSO4中添加碳元素并混合均匀；
所述焙烧是对配碳后所得固体混合物在回转窑(炉)中进行还原焙烧制备CaS固体，进一步用于H2S制备；
所述稀H2SO4配制是在上述固液分离工序所得滤液中添加浓H2SO4获得稀H2SO4溶液，进一步用于H2S制备。
优选的，H2S制备过程控制终点pH值为1～4。
优选的，所述pH调节是添加CaO或Ca(OH)2调节溶液体系pH值至6～9。
优选的，所述配碳工序碳元素与硫酸钙质量配比为0.18～0.36。
优选的，所述碳元素包括炭黑(碳黑)或煤粉或焦炭。
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。
优选的，焙烧温度为800～1100℃，焙烧时间为0.5～2.5小时。
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，即固液分离所得滤液用于稀H2SO4配制，所得稀H2SO4又用于H2S气体制备；其二是固相闭循环，即固液分离所得滤渣用于CaS制备，所得CaS固体用于H2S气体制备，因此，采用本发明的方法制备H2S气体不向环境中排放废水和废渣，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，生产成本大幅降低。
附图说明
图1是根据本发明具有两个闭循环的H2S制备方法的示意图之一；
图2是根据本发明具有两个闭循环的H2S制备方法的示意图之二；
图3是根据本发明具有两个闭循环的H2S制备方法的示意图之三。
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
具有两个闭循环的硫化氢制备方法，该硫化氢制备方法包括H2S制备、pH调节、配碳、固液分离、焙烧和稀H2SO4配制工序，其中：
所述H2S制备是以CaS和稀H2SO4为原料制备H2S气体；
所述pH调节是添加CaO或Ca(OH)2调节H2S制备完成后的溶液的pH值；
所述配碳是对完成pH调节后的固液混合物中添加碳元素并混合均匀；
所述固液分离是对配碳完成后的固液混合物进行固液分离；
所述焙烧是对固液分离后所得固体混合物在回转窑(炉)中进行还原焙烧制备CaS固体，进一步用于H2S制备；
所述稀H2SO4配制是在上述固液分离工序所得滤液中添加浓H2SO4获得稀H2SO4溶液，进一步用于H2S制备块。
H2S制备过程控制终点pH值为2；
pH调节是添加CaO或Ca(OH)2调节溶液体系pH值至6.5。
配碳工序碳元素与硫酸钙质量配比为0.2。
实施例2
具有两个闭循环的硫化氢制备方法，该硫化氢制备方法包括H2S制备、配碳、pH调节、固液分离、焙烧和稀H2SO4配制工序，其中：
所述H2S制备是以CaS和稀H2SO4为原料制备H2S气体；
所述配碳是在H2S制备完成后的溶液中添加碳元素并混合均匀；
所述pH调节是在配碳完成后的混合溶液中添加CaO或Ca(OH)2调节溶液体系的的pH值；
所述固液分离是对pH值调节完成后的固液混合物进行固液分离；
所述焙烧是对固液分离后所得固体混合物在回转窑(炉)中进行还原焙烧制备CaS固体，进一步用于H2S制备；
所述稀H2SO4配制是在上述固液分离工序所得滤液中添加浓H2SO4获得稀H2SO4溶液，进一步用于H2S制备。
H2S制备过程控制终点pH值为3；
pH调节是添加CaO或Ca(OH)2调节溶液体系pH值至7。
配碳工序碳元素与硫酸钙质量配比为0.25。
实施例3
具有两个闭循环的硫化氢制备方法，该硫化氢制备方法包括H2S制备、pH调节、固液分离、配碳、焙烧和稀H2SO4配制工序，其中：
所述H2S制备是以CaS和稀H2SO4为原料制备H2S气体；
所述pH调节是添加CaO或Ca(OH)2调节H2S制备完成后的溶液的pH值；
所述固液分离是对pH值调节完成后的固液混合物进行固液分离；
所述配碳是在固液分离后所得的固体CaSO4中添加碳元素并混合均匀；
所述焙烧是对配碳后所得固体混合物在回转窑(炉)中进行还原焙烧制备CaS固体，进一步用于H2S制备；
所述稀H2SO4配制是在上述固液分离工序所得滤液中添加浓H2SO4获得稀H2SO4溶液，进一步用于H2S制备。
H2S制备过程控制终点pH值为3；
pH调节是添加CaO或Ca(OH)2调节溶液体系pH值至7.5。
配碳工序碳元素与硫酸钙质量配比为0.28。
pH调节是添加CaO或Ca(OH)2调节溶液体系pH值至6～9；配碳工序碳元素与硫酸钙质量配比为0.18～0.36；碳元素包括炭黑(碳黑)或煤粉或焦炭；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；焙烧温度为800～1100℃，焙烧时间为0.5～2.5小时。
需要说明的是，该具有两个闭循环的硫化氢制备装置，其一是液相闭循环，即固液分离所得滤液用于稀H2SO4配制，所得稀H2SO4又用于H2S气体制备；其二是固相闭循环，即固液分离所得滤渣用于CaS制备，所得CaS固体用于H2S气体制备，因此，采用本发明的方法制备H2S气体不向环境中排放废水和废渣，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，生产成本大幅降低。
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 (9)

1.具有两个闭循环的硫化氢制备方法，其特征在于，该硫化氢制备方法包括H2S制备、pH调节、配碳、固液分离、焙烧和稀H2SO4配制工序，其中：
所述H2S制备是以CaS和稀H2SO4为原料制备H2S气体；
所述pH调节是添加CaO或Ca(OH)2调节H2S制备完成后的溶液的pH值；
所述配碳是对完成pH调节后的固液混合物中添加碳元素并混合均匀；
所述固液分离是对配碳完成后的固液混合物进行固液分离；
所述焙烧是对固液分离后所得固体混合物在回转窑中进行还原焙烧制备CaS固体，进一步用于H2S制备；
所述稀H2SO4配制是在上述固液分离工序所得滤液中添加浓H2SO4获得稀H2SO4溶液，进一步用于H2S制备。
2.具有两个闭循环的硫化氢制备方法，其特征在于，该硫化氢制备方法包括H2S制备、配碳、pH调节、固液分离、焙烧和稀H2SO4配制工序，其中：
所述H2S制备是以CaS和稀H2SO4为原料制备H2S气体；
所述配碳是在H2S制备完成后的溶液中添加碳元素并混合均匀；
所述pH调节是在配碳完成后的混合溶液中添加CaO或Ca(OH)2调节溶液体系的的pH值；
所述固液分离是对pH值调节完成后的固液混合物进行固液分离；
所述焙烧是对固液分离后所得固体混合物在回转窑中进行还原焙烧制备CaS固体，进一步用于H2S制备；
所述稀H2SO4配制是在上述固液分离工序所得滤液中添加浓H2SO4获得稀H2SO4溶液，进一步用于H2S制备。
3.具有两个闭循环的硫化氢制备方法，其特征在于，该硫化氢制备方法包括H2S制备、pH调节、固液分离、配碳、焙烧和稀H2SO4配制工序，其中：
所述H2S制备是以CaS和稀H2SO4为原料制备H2S气体；
所述pH调节是添加CaO或Ca(OH)2调节H2S制备完成后的溶液的pH值；
所述固液分离是对pH值调节完成后的固液混合物进行固液分离；
所述配碳是在固液分离后所得的固体CaSO4中添加碳元素并混合均匀；
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制备CaS固体，进一步用于H2S制备；
所述稀H2SO4配制是在上述固液分离工序所得滤液中添加浓H2SO4获得稀H2SO4溶液，进一步用于H2S制备。
4.根据权利要求书1-3任意一项所述的所述的具有两个闭循环的硫化氢制备方法，其特征在于：H2S制备过程控制终点pH值为1～4。
5.根据权利要求书1-3任意一项所述的所述的具有两个闭循环的硫化氢制备方法，其特征在于：所述pH调节是添加CaO或Ca(OH)2调节溶液体系pH值至6～9。
6.根据权利要求书1-3任意一项所述的所述的具有两个闭循环的硫化氢制备方法，其特征在于，配碳工序碳元素与硫酸钙质量配比为0.18～0.36。
7.根据权利要求书1-3任意一项所述的所述的具有两个闭循环的硫化氢制备方法，其特征在于，所述碳元素包括炭黑或煤粉或焦炭。
8.根据权利要求书1-3任意一项所述的所述的具有两个闭循环的硫化氢制备方法，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。
9.根据权利要求书1-3任意一项所述的所述的具有两个闭循环的硫化氢制备方法，其特征在于，焙烧温度为800～1100℃，焙烧时间为0.5～2.5小时。
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