CN110844887A - 一种硫化氢处理的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种硫化氢处理的方法，包括以下步骤：（a）将硫酸通入反应罐中，然后将硫化氢通过曝气的方式通入硫酸中，同时将反应罐中的硫酸重复通过喷淋的方式通入反应罐中；（b）分离出二氧化硫，将二氧化硫用于生产硫酸；（c）分离出硫，将分离出来的硫用于生产硫酸。本发明通过硫酸对硫化氢进行处理，并用于制酸；具有运行成本低、能够变废为宝的优点。

Description

一种硫化氢处理的方法及装置

技术领域

本发明涉及硫化氢处理领域，具体地说涉及一种硫化氢处理的方法及装置。

背景技术

在粘胶生产过程中，会产生硫化氢废气，现有技术中，将高浓度硫化氢废气焚烧生产硫酸，而低浓度硫化氢废气则采用碱喷淋的方式进行处理，生产硫氢化钠后通过与酸水反应富集产生硫化氢再次进入系统燃烧。此工艺需要大量氢氧化钠参与进行，延长了硫化氢处理工艺过程，同时需购入碱液参与反应，增加了公司的生产成本。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中存在的上述问题，提供一种硫化氢处理的方法及装置。本发明通过硫酸对硫化氢进行处理，并用于制酸；具有运行成本低、能够变废为宝的优点。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种硫化氢处理的方法，包括以下步骤：

（a）将硫酸通入反应罐中，然后将硫化氢通过曝气的方式通入硫酸中，同时将反应罐中的硫酸通过喷淋的方式重复通入反应罐中；

（b）分离出二氧化硫，将二氧化硫用于生产硫酸；

（c）分离出硫，将分离出来的硫用于生产硫酸。

进一步地，步骤（a）中硫化氢与硫酸在加热条件下反应，所述加热温度为65±10℃。

进一步地，步骤（a）中反应罐内的压力为负压。

进一步地，所述负压控制为-0.9kpa至-2.0kpa。

进一步地，步骤（a）中硫酸喷淋压力为0.3-0.5Mpa，喷淋流量为80-150m³/h；硫化氢曝气压力为10±1.5kpa，曝气流量为1500m³/h-18000m³/h。

进一步地，反应罐中硫酸与硫化氢的比例大于等于3:1。

进一步地，步骤（a）中反应的硫酸浓度为30%-98%。

进一步地，将反应罐中生成的二氧化硫通过干燥塔干燥，所述干燥塔干燥温度控制为45-65℃，干燥时间20-30S。

一种硫化氢处理装置，包括反应罐、压滤机、干燥塔和滤液罐，所述反应罐上连接有硫化氢进料管、进酸管和酸循环管一，所述酸循环管一上连接有酸循环泵一，所述反应罐通过管道分别与压滤机和干燥塔连接，所述压滤机通过管道分别连接有制酸系统一和滤液罐，所述滤液罐通过酸循环管二连接反应罐，所述酸循环管二上连接有酸循环泵二，所述干燥塔通过风机连接制酸系统二。

进一步地，所述反应罐内设置有曝气喷头，所述曝气喷头连接在硫化氢进料管上。

进一步地，所述反应罐内设置有喷淋喷头，所述喷淋喷头连接在进酸管上。

进一步地，所述反应罐上设置有夹套。

进一步地，所述反应罐设置有酸浓度检测装置。

进一步地，所述滤液罐内衬四氟乙烯。

进一步地，所述滤液罐连接有回收管道。

进一步地，所述回收管道通过酸循环管二与滤液罐连接。

进一步地，所述滤液罐上连接有回流管，所述回流管与酸循环罐连接。

进一步地，所述酸循环管一上设置有阀门；所述酸循环管二上设置有阀门；所述进酸管上设置有阀门；所述回收管道上设置有阀门；所述回流管上设置有阀门。采用本发明的优点在于：

一、本发明通过硫酸对硫化氢进行处理，并用于制酸；具有运行成本低、能够变废为宝的优点。

二、本发明中通过生产过程中自产硫酸，与硫化氢发生贵重反应，产生单质硫和二氧化硫，单质硫经过压滤机压滤将单质硫和硫酸，将单质硫投入硫磺制酸系统进行制酸，而产生的二氧化硫气体则经过干燥塔后进入废气制酸系统参与制酸，实现低浓度硫化氢再回收利用。

三、本发明中设置的酸循环泵一，用于循环喷淋使用；在反应罐设置的酸浓度检测装置检测反应罐内的酸浓度，酸浓度过低时，通过进酸管补加，确保反应罐内的硫酸浓度稳定。

四、本发明中反应罐上连接的管道将硫和反应液（硫酸）送至压滤机进行过滤，过滤后的硫直接送至制酸系统一（硫磺制酸系统）参与制酸；过滤后的滤液（硫酸）进入滤液罐，滤液罐对滤液（硫酸）进行储存，并能够将该滤液（硫酸）通过酸循环泵二再次送入反应罐参加反应。

五、本发明中干燥塔能够对二氧化硫气体进行干燥。

六、本发明中反应罐压力为负压，利用负压抽吸将生成的二氧化硫尽快抽离，确保反应的速率和反应的效率提升。

七、本发明中硫化氢与硫酸在加热条件下反应，能够减少中间产物单质硫的产生，能够产生更多二氧化硫气体。

八、从当前技术处理中，碱和硫酸均为危险化学品，同时硫酸为易制毒危险化学品，严格受国家管控，很多企业无硫酸使用的情况下均采用碱液喷淋可完美规避易制毒风险；同时硫化氢与硫酸反应过程会产生二氧化硫气体，属于大气污染物，再无法利用时属性新增的废气，未起到废气处理的目的，因此更多企业采用碱液喷淋生成硫化钠或者硫氢化钠；采用碱液喷淋生成的硫化钠或硫氢化钠均属于剧毒危险化学品，不利于储存和使用。本发明采用硫酸处理，生成单质硫和二氧化硫，均可以直接用于硫酸制造，在已有硫酸生产系统的情况下，可将全部生产物投入生产中，达到资源回收的目的。

九、本发明中硫化氢和硫酸反应采用曝气与喷淋方式同时作用，在液面以下通过曝气装置对硫化氢进行分散，与硫酸反应。未反应完成的部分硫化氢与上部喷淋硫酸进行逆流接触反应。

十、本发明设置酸循环泵一和酸循环泵二，当前期吸收反应过程中，产生单质硫较少同时硫酸浓度较高，能大量生成二氧化硫，通过酸循环泵一进行复喷，提高硫酸与硫化氢的接触反应效率。因系统在长期运行后，会生成单质硫，单质硫的大量存在会造成喷头堵塞，影响反应效率。通过反应槽底部出料，经过压滤机实现固液分离。分离的反应液进入滤液罐，通过酸循环泵二，将含有硫酸的滤液送至系统内再次参与反应，提高硫酸与硫化氢的接触反应效率同时减少稀硫酸排放。

十一、本发明中硫酸喷淋的压力为0.3-0.5Mpa，喷淋的流量为80-150m³/h；硫化氢曝气压力为10±1.5kpa，曝气的流量为1500m³/h-18000m³/h，硫化氢曝气压力为10±1.5kpa，曝气流量为根据喷淋流量和酸浓度控制在1500m³/h-18000m³/h，确保硫酸过量保证硫化氢反应完成。

十二、本发明中硫酸浓度为30%-98%，能够保证反应效率。

十三、本发明中所述干燥塔干燥温度控制为45-65℃，干燥时间20-30S，能够保证干燥效率。

十四、本发明中设置的风机牵引将反应后生成的二氧化硫气体抽吸至干燥塔干燥，干燥后的二氧化硫气体通过风机抽吸至制酸系统二，通过该风机的作用，能够使反应罐的的压力为负压。

十五、本发明中设置的夹套，能够用于加热反应罐。

十六、本发明成本低，98%浓硫酸价格为每吨350-400元，远低于99碱每吨3000-4000元，可减少企业开支。生产物可以充分利用，反应过程所生产的二氧化硫和单质硫，其危险性远低于碱液反应所生成的硫化钠和硫氢化钠。同时还可以通过调整硫化氢与硫酸比例来实现单质硫和二氧化硫的生成比例。

附图说明

图1为本发明的工艺流程图；

图2为本发明实施例的工艺流程图；

图3为本发明实施例20的结构示意图；

图中标号为：1、反应罐，2、硫化氢进料管，3、进酸管，4、酸循环管一，5、酸循环泵一，6、压滤机，7、干燥塔，8、制酸系统一，9、滤液罐，10、酸循环管二，11、酸循环泵二，12、风机，13、制酸系统二，14、酸浓度检测装置，15、回收管道，16、回流管，17、进气管，18、排空口，21、曝气喷头，31、喷淋喷头。

具体实施方式

下面通过对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

一种硫化氢处理的方法，包括以下步骤：

（a）将硫酸通入反应罐1中，然后将硫化氢通过曝气的方式通入硫酸中，同时将反应罐1中的硫酸通过喷淋的方式重复通入反应罐1中；

（b）分离出二氧化硫，将二氧化硫用于生产硫酸；

（c）分离出硫，将分离出来的硫用于生产硫酸。

进一步地，步骤（a）中硫化氢与硫酸在加热条件下反应，所述加热温度为65±10℃。

进一步地，步骤（a）中反应罐1内的压力为负压。

进一步地，所述负压控制为-0.9kpa至-2.0kpa。

进一步地，步骤（a）中硫酸喷淋压力为0.3-0.5Mpa，喷淋流量为80-150m³/h；硫化氢曝气压力为10±1.5kpa，曝气流量为1500m³/h-18000m³/h。

进一步地，反应罐1中硫酸与硫化氢的比例大于等于3:1。

进一步地，步骤（a）中反应的硫酸浓度为30%-98%。

进一步地，将反应罐1中生成的二氧化硫通过干燥塔7干燥，所述干燥塔7干燥温度控制为45-65℃，干燥时间20-30S。

一种硫化氢处理的装置，包括反应罐1、压滤机6、干燥塔7和滤液罐9，所述反应罐1上连接有硫化氢进料管2、进酸管3和酸循环管一4，所述酸循环管一4上连接有酸循环泵一5，所述反应罐1通过管道分别与压滤机6和干燥塔7连接，所述压滤机6通过管道分别连接有制酸系统一8和滤液罐9，所述滤液罐9通过酸循环管二10连接反应罐1，所述酸循环管二10上连接有酸循环泵二11，所述干燥塔7通过风机12连接制酸系统二13。

进一步地，所述反应罐1上设置有夹套。

进一步地，所述反应罐1设置有酸浓度检测装置14。

进一步地，所述酸循环管一4上设置有阀门。

进一步地，所述酸循环管二10上设置有阀门。

进一步地，所述进酸管3上设置有阀门。

实施例2

一种硫化氢处理的方法，包括以下步骤：

（a）将硫酸通入反应罐1中，然后将硫化氢通过曝气的方式通入硫酸中，通过对反应罐1加热，使硫酸和硫化氢反应生成主要产物二氧化硫，同时将反应罐1中的硫酸通过喷淋的方式重复通入反应罐1中；

（b）分离出二氧化硫，将二氧化硫用于生产硫酸；

（c）分离出硫，将分离出来的硫用于生产硫酸。

实施例3

在实施例2的基础上，进一步地，所述加热温度为65±10℃。

实施例4

在实施例2和3的基础上，进一步地，反应罐1内的压力为负压。

进一步地，所述负压控制为-0.9kpa至-2.0kpa。

实施例 5

在实施例2-4的基础上，进一步地，硫酸喷淋压力为0.3-0.5Mpa，喷淋流量为80-150m³/h；硫化氢曝气压力为10±1.5kpa，曝气流量为1500m³/h-18000m³/h。

实施例6

在实施例2-5的基础上，进一步地，反应罐1中硫酸与硫化氢的比例大于等于3:1。

实施例7

在实施例2-6的基础上，进一步地，步骤（a）中反应的硫酸浓度为30%-98%。

实施例8

在实施例2-7的基础上，进一步地，将反应罐1中生成的二氧化硫通过干燥塔7干燥，所述干燥塔7干燥温度控制为45-65℃，干燥时间20-30S。

实施例9

一种硫化氢处理的方法，包括以下步骤：

（a）将硫酸通入反应罐1中，然后将硫化氢通过曝气的方式通入硫酸中，同时将反应罐1中的硫酸通过喷淋的方式重复通入反应罐1中；

（b）分离出二氧化硫，将二氧化硫用于生产硫酸；

（c）分离出硫，将分离出来的硫用于生产硫酸。

实施例10

一种硫化氢处理的装置，包括反应罐1、压滤机6、干燥塔7和滤液罐9，所述反应罐1上连接有硫化氢进料管2、进酸管3和酸循环管一4，所述酸循环管一4上连接有酸循环泵一5，所述反应罐1通过管道分别与压滤机6和干燥塔7连接，所述压滤机6通过管道分别连接有制酸系统一8和滤液罐9，所述滤液罐9通过酸循环管二10连接反应罐1，所述酸循环管二10上连接有酸循环泵二11，所述干燥塔7通过风机12连接制酸系统二13。

所述制酸系统一为硫磺制酸系统，该制酸方式和装置均为现有的。

所述制酸系统二为废气制酸系统，该制酸方式和装置均为现有的。

实施例11

在实施例10的基础上，进一步地，所述反应罐1上设置有夹套。

实施例12

在实施例11的基础上，进一步地，所述夹套为蒸汽夹套。

实施例13

在实施例10-12的基础上进一步地，所述反应罐1设置有酸浓度检测装置14。

实施例14

在实施例10-13的基础上进一步地，所述酸循环管一4上设置有阀门。进一步地，所述酸循环管二10上设置有阀门。进一步地，所述进酸管3上设置有阀门。

实施例15

在实施例10-14的基础上，进一步地，所述滤液罐9连接有回收管道1515。

实施例16

在实施例10-15的基础上，进一步地，所述回收管道1515能够用于将滤液罐9中的滤液回收。进一步地，回收的滤液能够用于粘胶生产的其他工艺中。

实施例17

在实施例16的基础上，进一步地，所述回收管道1515连接在酸循环管道二上，且回收管道15上设置有阀门；进一步地，所述酸循环管道二与滤液罐9之间连接有回流管16，所述回流管16上设置有阀门。

实施例18

在实施例10-17的基础上，进一步地，所述滤液罐内衬四氟乙烯。

实施例19

一种硫化氢处理装置，包括反应罐1、压滤机6、干燥塔7和滤液罐9，所述反应罐1上连接有硫化氢进料管2、进酸管3和酸循环管一4，所述酸循环管一4上连接有酸循环泵一5，所述反应罐1通过管道分别与压滤机6和干燥塔7连接，所述压滤机6通过管道分别连接有制酸系统一8和滤液罐9，所述滤液罐9通过酸循环管二10连接反应罐1，所述酸循环管二10上连接有酸循环泵二11，所述干燥塔7通过风机12连接制酸系统二13。

进一步地，所述反应罐1内设置有曝气喷头，所述曝气喷头连接在硫化氢进料管2上。

进一步地，所述反应罐1内设置有喷淋喷头，所述喷淋喷头连接在进酸管3上。

进一步地，所述反应罐1上设置有夹套。

进一步地，所述反应罐1设置有酸浓度检测装置14。

进一步地，所述滤液罐9内衬四氟乙烯。

进一步地，所述滤液罐9连接有回收管道15。

进一步地，所述回收管道15通过酸循环管二10与滤液罐9连接。

进一步地，所述滤液罐9上连接有回流管16，所述回流管16与酸循环罐连接。

实施例20

一种硫化氢处理装置，包括反应罐1、压滤机6、干燥塔7和滤液罐9，所述反应罐1上连接有硫化氢进料管2、进酸管3和酸循环管一4，所述酸循环管一4上连接有酸循环泵一5，所述反应罐1通过管道分别与压滤机6和干燥塔7连接，所述压滤机6通过管道分别连接有制酸系统一8和滤液罐9，所述滤液罐9通过酸循环管二10连接反应罐1，所述酸循环管二10上连接有酸循环泵二11，所述干燥塔7通过风机12连接制酸系统二13。

如图3所示，进一步地，所述反应罐1内设置有曝气喷头21，所述曝气喷头21连接在硫化氢进料管2上。

进一步地，所述硫化氢进料管2上还连接有进气管17，该进气管17用于通入压缩空气。

进一步地，所述反应罐1内设置有喷淋喷头31，所述喷淋喷头31连接在进酸管3上。

进一步地，所述喷淋喷头31进酸管3设置多根，优选设置3根进酸管。

进一步地，所述任意一根进酸管3上设置的喷淋喷头31和硫化氢进气管2上的曝气喷头21的数量一致。均优选设置97个。

进一步地，所述反应罐1上设置有夹套。

进一步地，所述反应罐1设置有酸浓度检测装置14。

进一步地，所述滤液罐9内衬四氟乙烯。

进一步地，所述滤液罐9连接有回收管道15。

进一步地，所述回收管道15通过酸循环管二10与滤液罐9连接。

进一步地，所述滤液罐9上连接有回流管16，所述回流管16与酸循环罐连接。

实施例21

一种硫化氢处理装置，包括反应罐1、压滤机6、干燥塔7和滤液罐9，所述反应罐1上连接有硫化氢进料管2、进酸管3和酸循环管一4，所述酸循环管一4上连接有酸循环泵一5，所述反应罐1通过管道分别与压滤机6和干燥塔7连接，所述压滤机6通过管道分别连接有制酸系统一8和滤液罐9，所述滤液罐9通过酸循环管二10连接反应罐1，所述酸循环管二10上连接有酸循环泵二11，所述干燥塔7通过风机12连接制酸系统二13。

进一步地，所述反应罐1内设置有曝气喷头21，所述曝气喷头21连接在硫化氢进料管2上。

进一步地，所述硫化氢进料管2上还连接有进气管17，该进气管17用于通入压缩空气。

曝气喷头为螺旋四氟乙烯喷头，以螺纹连接方式安装在硫化氢进料管2上，曝气喷头曝气孔为四周斜下开孔方式，斜度60°，顶部完全密闭防止堵塞，开孔位置为90°对称，安装时相邻喷头开孔位置相差45°；曝气喷头与曝气喷头之间间距为20cm，硫化氢进料管2上连接有曝气支管，曝气支管以平行方式插入反应槽，曝气喷头设置在曝气支管上，平行曝气支管之间的间距为20cm，曝气层数为1层。硫化氢进料管2上增加进气管17，通过通入压缩空气，用阀门控制，方便对曝气喷头进行加压疏通。

进一步地，所述反应罐1内设置有喷淋喷头31，所述喷淋喷头31连接在进酸管3上。

酸循环管一4上连接有喷淋支管，喷淋喷头31为螺旋四氟乙烯喷头，以螺纹连接方式安装在喷淋支管上，喷淋喷头之间间距为20cm，喷淋支管由进酸管3上平行接出，以平行方式插入反应槽，平行喷淋支管与支管间距为20cm。喷淋层数为2层。

进一步地，所述反应罐1上设置有夹套。

进一步地，所述反应罐1设置有酸浓度检测装置14。

进一步地，所述反应罐还设置有排空口18和人口。

进一步地，所述滤液罐9内衬四氟乙烯。

进一步地，所述滤液罐9连接有回收管道15。

进一步地，所述回收管道15通过酸循环管二10与滤液罐9连接。

进一步地，所述滤液罐9上连接有回流管16，所述回流管16与酸循环罐连接。

进一步地，所述酸循环管一4上设置有阀门；所述酸循环管二10上设置有阀门；所述进酸管3上设置有阀门；所述回收管道15上设置有阀门；所述回流管16上设置有阀门。设置的阀门便于整个装置。

Claims (10)

1.一种硫化氢处理的方法，其特征在于，包括以下步骤：

（a）将硫酸通入反应罐（1）中，然后将硫化氢通过曝气的方式通入硫酸中，同时将反应罐（1）中的硫酸通过喷淋的方式重复通入反应罐（1）中；

（b）分离出二氧化硫，将二氧化硫用于生产硫酸；

（c）分离出硫，将分离出来的硫用于生产硫酸。

2.如权利要求1所述的一种硫化氢处理的方法，其特征在于：步骤（a）中硫化氢与硫酸在加热条件下反应，所述加热温度为65±10℃。

3.如权利要求1所述的一种硫化氢处理的方法，其特征在于：步骤（a）中反应罐（1）内的压力为负压。

4.如权利要求1所述的一种硫化氢处理的方法，其特征在于：步骤（a）中硫酸喷淋压力为0.3-0.5Mpa，喷淋流量为80-150m³/h；硫化氢曝气压力为10±1.5kpa，曝气流量为1500m³/h-18000m³/h。

5.如权利要求1所述的一种硫化氢处理的方法，其特征在于：步骤（a）中反应的硫酸¬浓度为30%-98%。

6.如权利要求1所述的一种硫化氢处理的方法，其特征在于：将反应罐（1）中生成的二氧化硫通过干燥塔（7）干燥，所述干燥塔（7）干燥温度控制为45-65℃，干燥时间20-30S。

7.一种硫化氢处理的装置，其特征在于：包括反应罐（1）、压滤机（6）、干燥塔（7）和滤液罐（9），所述反应罐（1）上连接有硫化氢进料管（2）、进酸管（3）和酸循环管一（4），所述酸循环管一（4）上连接有酸循环泵一（5），所述反应罐（1）通过管道分别与压滤机（6）和干燥塔（7）连接，所述压滤机（6）通过管道分别连接有制酸系统一（8）和滤液罐（9），所述滤液罐（9）通过酸循环管二（10）连接反应罐（1），所述酸循环管二（10）上连接有酸循环泵二（11），所述干燥塔（7）通过风机（12）连接制酸系统二（13）。

8.如权利要求7所述的一种硫化氢处理的方法，其特征在于：所述反应罐（1）内设置有曝气喷头，所述曝气喷头连接在硫化氢进料管（2）上；所述反应罐（1）内设置有喷淋喷头，所述喷淋喷头连接在进酸管（3）上。

9.如权利要求7所述的一种硫化氢处理的方法，其特征在于：所述反应罐（1）上设置有夹套。

10.如权利要求7所述的一种硫化氢处理的方法，其特征在于：所述反应罐（1）设置有酸浓度检测装置（14）。

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