CN1227135A - 铁－碱溶液催化法气体脱碳脱硫脱氰技术 - Google Patents

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Abstract

一种铁—碱溶液催化法气体脱碳脱硫脱氰技术，用含铁离子的碱性盐的水溶液，脱除气体中的硫、氰化氢和二氧化碳，溶液在减压再生时，副产高纯度的二氧化碳，继续在对苯二酚与铁的离子的共同催化下，用空气氧化再生时，副产硫磺，进一步用氢氧化钠处理时，副产氰化钠，溶液循环使用。经本方法处理后气体中硫和二氧化碳含量分别可以降至1.0×10－6和0.2%(体积比)以下，氰化氢的脱除率大于99%，能有效和经济地净化工业原料气和废气。

Description

铁—碱溶液催化法气体脱碳脱硫脱氰技术
本发明涉及废气和工业气体净化技术，尤其是含硫、氰化氢或二氧化碳的工业原料气和废气的净化技术。
由于工业的迅猛发展，含硫、含氰化氢和含二氧化碳的工业原料气和废气的消耗和排放量日益增多。含硫，含氰化氢和含二氧化碳的废气的排放造成了严重的环境污染，例如，酸雨的形成，建筑物的酸化腐蚀，及协同作用引起癌症、呼吸道疾病及皮肤病等，直接危害人类健康。
含硫，含氰化氢和含二氧化碳的工业原料气对工业生产危害极大，例如，引起设备严重腐蚀，中毒伤亡事故等，尤其对合成氨工业的危害更为严重，例如，引起变换催化剂、合成氨催化剂中毒失去活性，铜耗增加，[参见姜圣阶著，《合成氨工学》(第二卷)，北京，中国石油化学工业出版社出版，1976]，产品质量下降，产品发黑等现象，其中硫化氢素有合成氨工业“癌细胞”之称。因此，发展和研究脱碳脱硫脱氰技术显得日益迫切和重要。
迄今为止，各类气体在排入大气之前，很少经过脱硫、脱氰或脱碳处理，即使经过处理，其含量还是比较高。现有的醇胺法、A.D.A.法、G-V法、碱溶液法、稀氨水法、栲胶法、及环丁砜法等脱硫法，主要是作为初级脱硫法，脱除工业原料气体中的硫化氢[见F.C.Riesenfeld.A.L.Kohl，沈余生译，《气体净化》，北京，中国建筑出版社，1982]，而没有普遍用于脱除一般气体中的硫化氢，主要是因为这些脱硫方法成本高，腐蚀严重，效果不理想。现在的氢氧化亚铁的醋酸，醋酸钠和氨的缓冲溶液法[见1998《化工学报》，49(1),P48-58]具有脱除多种硫的能力，且脱硫效果好。但是，以上这些方法不具有脱氰能力。
本发明的目的是提供一种含铁的离子的碱性盐的水溶液脱碳脱硫脱氰技术，使其对气体具有脱碳脱硫脱氰三重任务，并使该溶液对设备的腐蚀速度降低。
本发明用含铁的离子(包括二价铁离子和三价铁离子)的碱性盐的水溶液(以下简称为“铁碱溶液”)，脱除气体中的有机硫和无机硫、氰化氢和二氧化碳，铁碱溶液在对苯二酚与铁的离子的共同催化下，用空气氧化再生时，副产硫磺，并释放出二氧化碳，铁碱溶液进一步用氢氧化钠处理时，副产氰化钠，再生铁碱溶液循环使用。
气体的组成范围为20％≤二氧化碳(体积含量)＜100％；总硫(体积含量)≤0.07％；氰化氢(体积含量)≤0.004％时，采用加压吸收，减压和加热再生流程，吸收压力为1.0～5.0MPa(表压)，吸收温度为30～90℃；再生压力为0.05～0.3MPa(绝对压力)，再生温度为90～130℃。使用铁化合物、碳酸钠、对苯二酚和蒸馏水配制的铁碱溶液，其组成为：总钠离子浓度小于或等于6.0mol/L，总铁离子浓度小于或等于0.5mol/L，对苯二酚浓度小于或等于0.15mol/L,3≤pH≤11.5；当硫含量较小时，本流程所对应的铁碱溶液中也可以不加对苯二酚，在这种情况下，再生时除有硫磺产生外，还有少量硫化亚铁产生。
气体的组成范围为10％≤二氧化碳(体积含量)≤20％；总硫(体积含量)≤0.1％；氰化氢(体积含量)≤0.04％时，采用加压吸收，减压再生流程，吸收压力为0.3～2.0MPa(表压)，吸收温度为30～60℃；再生时将再生压力降至常压，再生温度为35～120℃。使用铁化合物、碳酸钠、对苯二酚和蒸馏水配制的铁碱溶液，组成为：总钠离子浓度≤2.5mol/L，总铁离子浓度≤1.0mol/L，对苯二酚浓度小于或等于0.25mol/L，3≤pH≤12；
气体的组成范围为：二氧化碳(体积含量)≤10％；总硫(体积含量)≥0.1％；氰化氢(体积含量)≥0.04％时，采用常压吸收，常压常温再生流程，吸收温度为30～60℃，再生温度为35～80℃。使用铁化合物、碳酸钠、对苯二酚和蒸馏水配制的铁碱溶液，组成为：总钠离子浓度小于或等于1.5mol/L，总铁离子浓度小于或等于2.1mol/L，对苯二酚浓度小于或等于0.25mol/L，4≤pH≤12。
本发明所述的铁碱溶液的配制时，其中所述的碳酸钠可以用碳酸钾、磷酸钠、磷酸钾、硼酸钠、硼酸钾、砷酸钠、砷酸钾、醇胺类等取代；对苯二酚可以用单宁(即栲胶)取代；铁化合物可以是无机铁化合物，也可以是有机铁化合物。
本发明所述的催化剂是铁化合物、对苯二酚或单宁。
本发明基本原理如下：
气体和铁碱溶液接触时，发生如下吸收反应：
以上反应中CS2,COS,R-SH,
Figure A9910059600082
分别是二硫化碳，硫氧化碳，硫醇和硫酚，它们属于挥发性有机硫类化合物。
吸收了硫、氰化氢和二氧化碳的含铁的离子的碳酸钠的水溶液(即铁碱溶液)，以下简称为“富液”。“富液”在对苯二酚与铁的离子的共同催化下，用空气氧化再生，再生反应如下：
。
经空气氧化再生后的“富液”转变成“贫液”，“贫液”循环使用；当“贫液”中的CN-或SO4 2-离子的浓度大于0.001mol/L时，抽取部分“贫液”用氢氧化钠处理，会产生灰白色溶胶层和清液层，灰白色溶胶层返回系统回收使用，提取清液层中的氰化钠和硫酸钠作为副产品，剩余的液体也可以返回“贫液”系统；在处理过程中会发生如下反应：
为了实现上述基本原理，按不同气体的组成范围设计了三种生产流程：第一种是加压吸收，减压和加热再生流程；第二种是加压吸收减压再生流程；第三种是常压吸收，常压常温再生流程。
第一种流程铁碱溶液中的碳酸根离子、碳酸氢根离子、二价铁离子和三价铁离子的具体浓度没有必要准确地规定，因为在吸收过程中大量的二氧化碳转入铁碱溶液，铁碱溶液中的碳酸根离子几乎全部转变成碳酸氢根离子，并含有大量的游离二氧化碳，这时铁碱溶液中的碳酸根离子的浓度几乎为零，当减压和加热再生时，铁碱溶液中释放出大量二氧化碳，其中的碳酸氢根离子分解成二氧化碳和碳酸根离子，即在铁碱溶液的循环过程中的碳酸根离子和碳酸氢根离子的浓度是显著变化的；铁碱溶液在空气再生时，二价铁离子被氧化成三价铁离子，在吸收硫时，三价铁离子将硫离子还原成单质硫，同时，三价铁离子转变成二价铁离子，即在铁碱溶液的循环过程中的二价铁离子和三价铁离子的浓度是显著变化的，但是铁碱溶液中二价铁离子和三价铁离子浓度的最高限度值为0.5mol/L。由于铁碱溶液采用了二价铁离子和三价铁离子作为脱硫脱氰的主要成分，生成了相应的铁离子的含硫或含氰的络合物及硫磺，减压和加热再生时，这些络合物不会分解，所以，再生所得的二氧化碳气体中不含相应的挥发性的有机硫和无机硫及氰化氢，这些络合物和硫磺在进一步用空气再生时，形成硫泡沫，一起分离除去。经本方法处理后的气体中，二氧化碳含量小于或等于0.2％(体积含量)，总硫含量小于或等于1.0×10-6(体积含量)，氰化氢脱除率大于90％；再生所得的二氧化碳气体纯度达99％(体积含量)以上，并不含有相应的挥发性的有机硫和无机硫及氰化氢。
第二种流程铁碱溶液中的碳酸根离子、碳酸氢根离子、二价铁离子和三价铁离子的具体浓度没有必要准确地规定，因为在吸收过程中大量的二氧化碳转入铁碱溶液，铁碱溶液中的碳酸根离子大部分转变成碳酸氢根离子，当再生时，铁碱溶液中释放出二氧化碳，其中的碳酸氢根离子分解成二氧化碳和碳酸根离子，即在铁碱溶液的循环过程中的碳酸根离子和碳酸氢根离子的浓度是变化的；铁碱溶液在空气再生时，二价铁离子被氧化成三价铁离子，在吸收硫时，三价铁离子将硫离子还原成单质硫，同时，三价铁离子转变成二价铁离子，即在铁碱溶液的循环过程中的二价铁离子和三价铁离子的浓度是变化的，但是铁碱溶液中二价铁离子和三价铁离子浓度的最高限度值为1.0mol/L。经本方法处理后的气体中，二氧化碳脱除率为3.0-20％(体积含量)，总硫含量小于或等于1.0×10-6(体积含量)，氰化氢脱除率大于95％。并副产硫磺和氰化钠。
第三种流程铁碱溶液中的碳酸根离子、碳酸氢根离子、二价铁离子和三价铁离子的具体浓度没有必要准确地规定，因为在吸收过程中大量的二氧化碳转入铁碱溶液，铁碱溶液中的碳酸根离子几乎全部转变成碳酸氢根离子，当再生时，铁碱溶液中释放出二氧化碳，其中的碳酸氢根离子分解成二氧化碳和碳酸根离子，即在铁碱溶液的循环过程中的碳酸根离子和碳酸氢根离子的浓度是变化的；铁碱溶液在空气再生时，二价铁离子被氧化成三价铁离子，在吸收硫时，三价铁离子将硫离子还原成单质硫，同时，三价铁离子转变成二价铁离子，即在铁碱溶液的循环过程中的二价铁离子和三价铁离子的浓度是变化的，但是铁碱溶液中二价铁离子和三价铁离子浓度的最高限度值为2.1mol/L。经本方法处理后的气体中，二氧化碳脱除率为3.0％(体积含量)左右，硫的脱除率为99％以上，氰化氢脱除率大于99.5％。并副产硫磺和氰化钠。
由于本发明的铁碱溶液中含有较高浓度的二价铁离子和三价铁离子，从化学反应动力学和热力学及化学反应平衡理论角度来看，可以有效地降低单质铁被氧化成二价铁离子或三价铁离子的反应速度，即减轻了铁碱溶液对设备的腐蚀性，延长了设备的使用寿命。
本发明与传统的醇胺法、A.D.A.法、G-V法、碱溶液法、稀氨水法、栲胶法、及环丁砜法等脱碳和脱硫法相比，具有如下优点：①这些传统的方法，在加压脱碳，减压再生时，再生所得的二氧化碳气体中含有硫等一些杂质，用本发明所指的方法，在加压脱碳，减压再生时，再生所得的二氧化碳气体的纯度高，硫等一些杂质的含量很少；②这些传统的方法，不具有同时脱除二氧化碳和硫的作用，并且不具有脱除有机硫和氰化氢的能力，本发明所指的方法，具有脱碳脱硫脱氰三重能力，并且具有脱除多种有机硫和多种无机硫的能力；③传统的方法腐蚀性大，本方法腐蚀性小；④本方法用于合成氨生产线的脱碳工序时，能使脱碳液同时具有脱碳脱硫和脱氰的能力，故此，可以将原生产流程中的干法脱硫工序屏弃。
下面结合具体的实施例来描述本发明的实施方案。
图1是加压吸收，减压和加热再生流程的实施示意图。
(1)净化塔，(2)半贫液泵，(3)半贫液澄清槽，(4)贫液泵，(5)贫液澄清槽，(6)空气再生槽，(7)空气泵，(8)碱再生槽，(9)催化剂添加槽，(10)半贫液换热器，(11)贫液换热器，(12)减压加热再生塔，(13)蒸汽闪蒸器，(14)气体，(15)净化气体，(16)加压蒸汽，(17)再生二氧化碳气体，(18)富液，(19)半贫液，(20)贫液，(21)空气，(22)放空气，(23)氢氧化钠溶液，(24)含氰化钠清液层，(25)含铁离子的悬浮液层，(26)含硫的副产物。
图2是加压吸收，减压再生流程的实施示意图。
(1)净化塔，(27)涡轮式脱硫泵，(28)喷射吸收再生槽，(8)碱再生槽，(9)催化剂添加槽，(14)气体，(15)净化气体，(18)富液，(20)贫液，(25)含铁离子的悬浮液层，(24)含氰化钠清液层，(23)氢氧化钠溶液，(21)空气，(22)放空气，(26)含硫的副产物。
图3是常压吸收，常压常温再生流程的实施示意图。
(1)净化塔，(4)贫液泵，(28)喷射吸收再生槽，(8)碱再生槽，(9)催化剂添加槽，(14)气体，(15)净化气体，(18)富液，(20)贫液，(25)含铁离子的悬浮液层，(24)含氰化钠清液层，(23)氢氧化钠溶液，(21)空气，(22)放空气，(26)含硫的副产物。
实施方案一如图1所示，图1适用于第一种流程，是加压吸收，减压和加热再生流程，气体(14)从净化塔(1)底部进入，依次和半贫液(19)及贫液(20)逆流接触；气体(14)中的硫、二氧化碳和氰化氢被半贫液(19)和贫液(20)吸收，气体(14)转变成净化气体(15)从净化塔(1)顶部出。吸收了硫、二氧化碳和氰化氢的半贫液(19)和贫液(20)在净化塔(1)底部混合，转变成富液(18)；富液(18)从净化塔(1)底喷出，驱动半贫液泵(2)，将压力能传给半贫液泵(2)；释放了能量的富液(18)进入半贫液换热器(10)，和半贫液(19)进行热交换，使半贫液(19)温度降低，富液(18)的温度上升；吸收了热量的富液(18)又进入贫液换热器(11)和贫液(20)进行热交换，降低贫液(20)的温度，同时，使富液(18)的温度进一步升高；从贫液换热器(11)出来的富液(18)从顶部进入减压加热再生塔(12)，在塔中进行减压加热再生，释放出再生二氧化碳气体(17)，富液(18)变成半贫液(19)，一部分半贫液(19)从减压加热再生塔(12)的中部引出，进入蒸汽闪蒸器(13)进行减压闪蒸再生，然后注入半贫液澄清槽(3)进行澄清分离，分离出含硫的副产物(26)，回收含硫的副产物(26)可以制备硫磺等，经半贫液澄清槽(3)澄清的半贫液(19)由半贫液泵(2)输送至半贫液换热器(10)和富液(18)进行热交换，被降低了温度，降低了温度的半贫液(19)从中部进入净化塔(1)。另一部分半贫液(19)继续流入减压加热再生塔(12)的底部，进行进一步的加热再生，变成贫液(20)，从减压加热再生塔(12)的底端流出，进入贫液换热器(11)，进行热交换，温度被降低，降低了温度的贫液(20)进入空气再生槽(6)，空气泵(7)将空气(21)鼓入空气再生槽(6)中，和贫液(20)混和，在空气再生槽(6)中，贫液(20)中的硫离子等被催化氧化成单质硫，形成含硫的副产物(26)被除去；空气(21)变成放空气(22)释放到外界；经过空气再生的贫液(20)在贫液澄清槽(5)中进行澄清，分离出其中的含硫的副产物(26)，澄清的贫液(20)和催化剂添加槽(9)中来的催化剂或新鲜溶液会合，并混和，一起被贫液泵(4)从顶端输送到净化塔(1)中。当经过空气再生的贫液(20)中的氰根离子含量高于0.001摩尔/升时，取出部分贫液(20)，放入碱再生槽(8)中，向其中加入氢氧化钠溶液(23)，反应后分成含氰化钠清液层(24)和含铁离子的悬浮液层(25)，含铁离子的悬浮液层(25)注入贫液澄清槽(5)中和贫液(20)混合，排放含氰化钠清液层(24)并回收其中的氰化钠。当从贫液换热器(11)出来的贫液(20)中的氰根离子和硫离子的含量都低于0.001摩尔/升时，贫液(20)没有必要进行空气再生和氢氧化钠再生，此时，贫液(20)直接进入贫液澄清槽(5)中，循环使用。加压蒸汽(16)的一部分进入蒸汽闪蒸器(13)的喷射头，使蒸汽闪蒸器(13)中的压力突然减小，其中的半贫液(19)释放出二氧化碳，释放出的二氧化碳与蒸汽混和，从中部进入减压加热再生塔(12)，加热半贫液(19)；另一部分加压蒸汽(16)从减压加热再生塔(12)底部进入，加热塔中的贫液(20)。
实施方案二如图2所示，图2适用于第二种流程，是加压吸收，减压再生流程，其中：气体(14)从底端进入净化塔(1)与贫液(20)逆流接触，吸收气体(14)中的硫、氰化氢和部分二氧化碳，气体(14)变成净化气体(15)，从净化塔(1)的顶端出来。吸收了气体(14)中的硫、氰化氢和部分二氧化碳的贫液(20)转变成富液(18)，从净化塔(1)的底部出来，将压力能转移给涡轮式脱硫泵(27)，进入喷射吸收再生槽(28)，喷射吸收空气(21)；富液(18)与空气(21)在喷射吸收再生槽(28)中混合；富液(18)在空气(21)的氧化和减压下再生，释放出二氧化碳和含硫的副产物(26)，释放的二氧化碳和空气(21)混合形成放空气(22)，排出系统，同时，富液(18)转变成贫液(20)；贫液(20)和从催化剂添加槽(9)中来的催化剂或新鲜溶液混合，由涡轮式脱硫泵(27)从顶端输送到净化塔(1)中。当经喷射吸收再生槽(28)再生后的贫液(20)中的氰根离子的含量高于0.001摩尔/升时，取出部分贫液(20)，注入碱再生槽(8)中，并加入氢氧化钠溶液(23)，使之反应，反应后分成含铁离子的悬浮液层(25)和含氰化钠清液层(24)，含铁离子的悬浮液层(25)和主流贫液(20)混合，循环使用；回收含氰化钠清液层(24)取出其中的氰化钠。
实施方案三如图3所示，图3适用于第三种流程，是常压吸收，常压常温再生流程，其中气体(14)从底端进入净化塔(1)与顶端来的贫液(20)逆流接触，其中的硫、氰化氢和部分二氧化碳转入贫液(20)中，此时，气体(14)变成净化气体(15)，贫液(20)变成富液(18)；富液(18)进入喷射吸收再生槽(28)，并自吸空气(21)，自吸的空气(21)与富液(18)在喷射吸收再生槽(28)中混和，富液(18)被空气(21)氧化再生成贫液(20)，富液(18)中的硫被氧化成单质硫形成含硫的副产物(26)排出喷射吸收再生槽(28)；吸收的空气(21)和富液(18)释放的二氧化碳混合形成放空气(22)被排放；贫液(20)和从催化剂添加槽(9)中来的催化剂混合，由贫液泵(4)从顶端送入净化塔(1)。当从喷射吸收再生槽(28)中流出的贫液(20)中的的氰根离子的含量高于0.001摩尔/升时，取出部分贫液(20)，注入碱再生槽(8)中，并加入氢氧化钠溶液(23)，使之反应，反应后分成含铁离子的悬浮液层(25)和含氰化钠清液层(24)，含铁离子的悬浮液层(25)和主流贫液(20)混合，循环使用；回收含氰化钠清液层(24)取出其中的氰化钠。

Claims (10)

1．一种铁—碱溶液催化法气体脱碳脱硫脱氰技术，其特征在于用铁碱溶液，脱除气体中的有机硫和无机硫、氰化氢和二氧化碳，铁碱溶液在对苯二酚与铁的离子的共同催化下，用空气氧化再生时，副产硫磺，并释放出二氧化碳，铁碱溶液进一步用氢氧化钠处理时，副产氰化钠，再生铁碱溶液循环使用。
2．如权利要求1所述的铁—碱溶液催化法气体脱碳脱硫脱氰技术，其特征在于气体的组成范围为20％≤二氧化碳(体积含量)＜100％．总硫(体积含量)≤0.07％；氰化氢(体积含量)≤0.004％时，采用加压吸收，减压和加热再生流程，吸收压力为1.0～5.0MPa(表压)，吸收温度为30～90℃；再生压力为0.05～0.3MPa(绝对压力)，再生温度为90～130℃；使用铁化合物、碳酸钠、对苯二酚和蒸馏水配制的铁碱溶液，其组成为：总钠离子浓度≤6.0mol/L，总铁离子浓度≤0.5mol/L，对苯二酚浓度≤0.15mol/L，3≤pH≤11.5。
3．如权利要求2所述的铁—碱溶液催化法气体脱碳脱硫脱氰技术，其特征在于气体(14)从净化塔(1)底部进入，依次和半贫液(19)及贫液(20)逆流接触；气体(14)中的硫、二氧化碳和氰化氢被半贫液(19)和贫液(20)吸收，气体(14)转变成净化气体(15)从净化塔(1)顶部出。吸收了硫、二氧化碳和氰化氢的半贫液(19)和贫液(20)在净化塔(1)底部混合，转变成富液(18)；富液(18)从净化塔(1)底喷出，驱动半贫液泵(2)，将压力能传给半贫液泵(2)；释放了能量的富液(18)进入半贫液换热器(10)，和半贫液(19)进行热交换，使半贫液(19)温度降低，富液(18)的温度上升；吸收了热量的富液(18)又进入贫液换热器(11)和贫液(20)进行热交换，降低贫液(20)的温度，同时，使富液(18)的温度进一步升高；从贫液换热器(11)出来的富液(18)从顶部进入减压加热再生塔(12)，在塔中进行减压加热再生，释放出再生二氧化碳气体(17)，富液(18)变成半贫液(19)，一部分半贫液(19)从减压加热再生塔(12)的中部引出，进入蒸汽闪蒸器(13)进行减压闪蒸再生，然后注入半贫液澄清槽(3)进行澄清分离，分离出含硫的副产物(26)，回收含硫的副产物(26)可以制备硫磺等，经半贫液澄清槽(3)澄清的半贫液(19)由半贫液泵(2)输送至半贫液换热器(10)和富液(18)进行热交换，被降低了温度，降低了温度的半贫液(19)从中部进入净化塔(1)。另一部分半贫液(19)继续流入减压加热再生塔(12)的底部，进行进一步的加热再生，变成贫液(20)，从减压加热再生塔(12)的底端流出，进入贫液换热器(11)，进行热交换，温度被降低，降低了温度的贫液(20)进入空气再生槽(6)，空气泵(7)将空气(21)鼓入空气再生槽(6)中，和贫液(20)混和，在空气再生槽(6)中，贫液(20)中的硫离子等被催化氧化成单质硫，形成含硫的副产物(26)被除去；空气(21)变成放空气(22)释放到外界；经过空气再生的贫液(20)在贫液澄清槽(5)中进行澄清，分离出其中的含硫的副产物(26)，澄清的贫液(20)和催化剂添加槽(9)中来的催化剂或新鲜溶液会合，并混和，一起被贫液泵(4)从顶端输送到净化塔(1)中。当经过空气再生的贫液(20)中的氰根离子含量高于0.001摩尔/升时，取出部分贫液(20)，放入碱再生槽(8)中，向其中加入氢氧化钠溶液(23)，反应后分成含氰化钠清液层(24)和含铁离子的悬浮液层(25)，含铁离子的悬浮液层(25)注入贫液澄清槽(5)中和贫液(20)混合，排放含氰化钠清液层(24)并回收其中的氰化钠。当从贫液换热器(11)出来的贫液(20)中的氰根离子和硫离子的含量都低于0.001摩尔/升时，贫液(20)没有必要进行空气再生和氢氧化钠再生，此时，贫液(20)直接进入贫液澄清槽(5)中，循环使用。加压蒸汽(16)的一部分进入蒸汽闪蒸器(13)的喷射头，使蒸汽闪蒸器(13)中的压力突然减小，其中的半贫液(19)释放出二氧化碳，释放出的二氧化碳与蒸汽混和，从中部进入减压加热再生塔(12)，加热半贫液(19)；另一部分加压蒸汽(16)从减压加热再生塔(12)底部进入，加热塔中的贫液(20)。
4．如权利要求1所述的铁—碱溶液催化法气体脱碳脱硫脱氰技术，其特征在于气体的组成范围为10％≤二氧化碳(体积含量)≤20％；总硫(体积含量)≤0.1％；氰化氢(体积含量)≤0.04％时，采用加压吸收，减压再生流程，吸收压力为0.3～2.0MPa(表压)，吸收温度为30～60℃；再生时将再生压力降至常压，再生温度为35～120℃；使用铁化合物、碳酸钠、对苯二酚和蒸馏水配制的铁碱溶液，组成为：总钠离子浓度≤2.5mol/L，总铁离子浓度≤1.0mol/L，对苯二酚浓度≤0.25mol/L，3≤pH≤12。
5．如权利要求4所述的铁—碱溶液催化法气体脱碳脱硫脱氰技术，其特征在于气体(14)从底端进入净化塔(1)与贫液(20)逆流接触，吸收气体(14)中的硫、氰化氢和部分二氧化碳，气体(14)变成净化气体(15)，从净化塔(1)的顶端出来。吸收了气体(14)中的硫、氰化氢和部分二氧化碳的贫液(20)转变成富液(18)，从净化塔(1)的底部出来，将压力能转移给涡轮式脱硫泵(27)，进入喷射吸收再生槽(28)，喷射吸收空气(21)；富液(18)与空气(21)在喷射吸收再生槽(28)中混合；富液(18)在空气
(21)的氧化和减压下再生，释放出二氧化碳和含硫的副产物(26)，释放的二氧化碳和空气(21)混合形成放空气(22)，排出系统，同时，富液(18)转变成贫液(20)；贫液(20)和从催化剂添加槽(9)中来的催化剂或新鲜溶液混合，由涡轮式脱硫泵(27)从顶端输送到净化塔(1)中。当经喷射吸收再生槽(28)再生后的贫液(20)中的氰根离子的含量高于0.001摩尔/升时，取出部分贫液(20)，注入碱再生槽(8)中，并加入氢氧化钠溶液(23)，使之反应，反应后分成含铁离子的悬浮液层(25)和含氰化钠清液层(24)，含铁离子的悬浮液层(25)和和主流贫液(20)混合，循环使用；回收含氰化钠清液层(24)，取出其中的氰化钠。
6．如权利要求1所述的铁—碱溶液催化法气体脱碳脱硫脱氰技术，其特征在于气体的组成范围为：二氧化碳(体积含量)≤10％；总硫(体积含量)≥0.1％；氰化氢(体积含量)≥0.04％时，采用常压吸收，常压常温再生流程，吸收温度为30～60℃，再生温度为35～80℃；使用铁化合物、碳酸钠、对苯二酚和蒸馏水配制的铁碱溶液，组成为：总钠离子浓度≤1.5 mol/L，总铁离子浓度≤2.1mol/L，对苯二酚浓度≤0.25mol/L,4≤pH≤12。
7．如权利要求6所述的铁—碱溶液催化法气体脱碳脱硫脱氰技术，其特征在于气体(14)从底端进入净化塔(1)与顶端来的贫液(20)逆流接触，其中的硫、氰化氢和部分二氧化碳转入贫液(20)中，此时，气体(14)变成净化气体(15)，贫液(20)变成富液(18)；富液(18)进入喷射吸收再生槽(28)，并自吸空气(21)，自吸的空气(21)与富液(18)在喷射吸收再生槽(28)中混和，富液(18)被空气(21)氧化再生成贫液(20)，富液(18)中的硫被氧化成单质硫形成含硫的副产物(26)排出喷射吸收再生槽(28)；吸收的空气(21)和富液(18)释放的二氧化碳混合形成放空气(22)被排放；贫液(20)和从催化剂添加槽(9)中来的催化剂混合，由贫液泵(4)从顶端送入净化塔(1)。当从喷射吸收再生槽(28)中流出的贫液(20)中的的氰根离子的含量高于0.001摩尔/升时，取出部分贫液(20)，注入碱再生槽(8)中，并加入氢氧化钠溶液(23)，使之反应，反应后分成含铁离子的悬浮液层(25)和含氰化钠清液层(24)，含铁离子的悬浮液层(25)和主流贫液(20)混合，循环使用；回收含氰化钠清液层(24)，取出其中的氰化钠。
8．如权利要求1或2或4或6所述的铁—碱溶液催化法气体脱碳脱硫脱氰技术，其特征在于配制所用的碳酸钠可以用碳酸钾、或磷酸钠、或磷酸钾、或硼酸钠、或硼酸钾、或砷酸钠、或砷酸钾、或醇胺类代替。
9．如权利要求1或2或4或6所述的铁—碱溶液催化法气体脱碳脱硫脱氰技术，其特征在于配制所用的对苯二酚可以用单宁(即栲胶)代替。
10．如权利要求1或2或4或6所述的铁—碱溶液催化法气体脱碳脱硫脱氰技术，其特征在于配制所用的铁化合物可以是无机铁化合物，也可以是有机铁化合物。
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Assignor: Beijing Boyuan Hengsheng High-Technology Co., Ltd.

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Denomination of invention: Desulfurization and cyanide removal of gas by iron alkali solution catalysis

Granted publication date: 20021023

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Denomination of invention: Desulfurization and cyanide removal of gas by iron alkali solution catalysis

Granted publication date: 20021023

License type: General

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