CN1994530A - 一种电石炉气脱硫氰的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电石炉气净化和副产物回收方法,电石炉气入填料塔内,用15~20wt%的NaOH溶液逆向喷淋洗涤,脱除炉气中的硫化氢和氰化氢,得到净化后尾气和含硫化纳和氰化纳的混合溶液。将该混合溶液进行蒸发浓缩、结晶、分离,得到氰化钠和硫化钠混合晶体,将该混合晶体用甲醇进行萃取溶解,硫化钠和氰化钠分离,再将氰化钠甲醇溶液蒸发,回收甲醇循环使用,得到硫化钠和氰化钠结晶。本发明既回收了有价的硫化钠和氰化钠,又消除混合溶液污水排放造成的污染,净化后尾气中硫、磷杂质含量均在50mg/Nm3以下,能满足碳一化工原料合成气的要求。
Description
一、技术领域:
本发明涉及一种电石炉气净化和副产物回收方法,属于电石炉气化学净化领域。
二、背景技术:
在电石生产中,密闭电石炉每吨电石产生炉气400Nm3,一台容量为25500KVA的密闭电石炉产生炉气量约2500Nm3/h。电石炉生产电石时,由于反应是高温下的还原反应,所以炉气中的杂质主要以还原态存在。磷以PH3,硫以H2S,氮以HCN等形态存在。
碳一化工产品对原料纯度要求很高,而这些原料的纯度、产率及收率均与CO浓度的高低有密切关系,因此对基础原料气CO的浓度要求也很高。在当前能源紧张、化工原料短缺,特别是石油资源消耗速度加快的情况下,世界各国对高纯度CO的需求不断增加。寻求一种高效、经济地分离提纯方法来回收利用生产排放废气中的CO,使其成为碳一化工的廉价原料,已成为合理使用资源、消除三废、变废为宝的重要课题,对碳一化工及羰基合成工业的发展具有十分重要的意义。
利用含一氧化碳近85%的密闭电石炉尾气,通过净化后合成一碳化工产品,既避免了环境污染,又可以降低电石的生产成本,改变目前电石生产因成本过高,在市场上无竞争力的状况。因此,本项目具有明显的经济、社会、环境效益。
电石炉气中硫化氢含量较高,含氰量更高,而氰化氢(HCN)和硫化氢(H2S)均为弱酸性气体,用传统脱硫方法如A、D、A法和栲胶法脱硫时会同时脱除HCN,但含有氰化钠的脱硫溶液就难处理了。为此,本发明用NaOH溶液进行吸收,脱除硫化氢和氰化氢,同时生成氰化钠和硫化钠。
氰化钠和硫化钠含量高的溶液不能直接排放,要进行氯化或二氧化硫-空气等化学方法进行处理,处理成本太高。氰化钠具有溶解金和银的能力,可用作提取金和银的溶剂;用于制造各种无机氰化物和发生氢氰酸的原料;在机械、电镀、医药、化工、纺织等行业也有使用,从电石炉气组分看,含氰量比焦炉煤气还高,有回收价值。为此,本发明采用回收再利用的方法。
三、发明内容:
本发明的目的是将电石炉气用氢氧化钠溶液吸收,脱除炉气中的硫化氢和氰化氢,满足碳一化工原料合成气的要求,同时回收氰化钠和硫化钠,消除污水造成的污染。
电石炉气的主要化学成分如表1所示。
表1
成分 | CO | H2 | CO2 | O2 | N2 | HCN | H2S |
体积% | 80~85 | 6~8 | 1~3 | 1.5~3.5 | 6~8 | 1500~3000mg/Nm3 | 300~900mg/Nm3 |
本发明的原理是将电石炉气中的硫化氢和氰化氢用NaOH溶液进行吸收,生成氰化钠和硫化钠,其反应如下:
HCN+NaOH=NaCN+H2O
H2S+2NaOH=Na2S+H2O
吸收是在填料塔内进行的,填料塔用15~20wt%的NaOH溶液喷淋洗涤,达到要求后将溶液引出,进行蒸发浓缩、结晶、分离,得到氰化钠和硫化钠混合晶体,将氰化钠和硫化钠混合晶体用甲醇进行萃取溶解,氰化钠溶于甲醇中,留下的是硫化钠,氰化钠甲醇溶液蒸发,回收甲醇循环使用,留下的是氰化钠结晶。
本发明按以下步骤完成:
1、除尘后的电石炉气由下而上经两个串联的内装填料的吸收塔吸收,第一塔进,第二塔出,与从上而下的15~20wt%NaOH溶液逆向接触,碱液从第二塔进,第一塔出,可得到含硫化钠和氰化钠为18~23wt%混合液以及净化后尾气。净化后尾气可作为碳一化工的原料气;
2、将18~23wt%的硫化钠和氰化钠混合液,在浓缩器中80~90℃下浓缩25~30分钟,此时混合液硫化钠和氰化钠含量为65~70wt%,然后放在真空浓缩结晶器中在室温下,冷却结晶30~40分钟,得到硫化钠和氰化钠的混合晶体;
3、将硫化钠和氰化钠的混合晶体,在离心萃取器中,利用液态纯甲醇作萃取剂,在45~55℃下萃取10~15分钟,这时硫化钠中已不含氰化钠。得到硫化钠晶体及含有氰化钠的甲醇萃取液;
4、将含有氰化钠的甲醇萃取液在蒸发器中,在75~85℃下蒸发15~20分钟,甲醇可全部蒸发,留下的即为氰化钠晶体。
本发明达到的技术指标:通过上述净化技术后,净化后尾气中含硫、磷杂质含量均在50mg/Nm3以下,满足碳一化工原料合成气的要求。
本发明具有的优点及效果:电石炉气用作碳一化工原料气,既防治了一氧化碳、二氧化碳对大气的污染,又使密闭电石炉炉气中高浓度的一氧化碳转废为宝,可促进碳一化工的发展,同时回收了副产物氰化钠和硫化钠,提高了资源利用率,降低电石生产成本,增加企业的经济效益。
四、附图说明:
图1是本发明工艺流程图。
五、具体实施方式
下面通过实施例及附图进一步说明本发明的方案和效果。
实施例1:经除尘后的电石炉气,主要化学成分体积%:CO=82,H2=7,CO2=2,O2=2,N2=6,HCN=3000mg/Nm3,H2S=900mg/Nm3,以5000m3/h速度经过两个装有聚丙烯填料的串联吸收塔,与从上而下以180~200m3/h速度喷淋的18%NaOH溶液逆向接触,碱液从第二塔进,第一塔出,可得到含硫化钠和氰化钠为20-22%混合液及净化后尾气。检测尾气中HCN≤50mg/Nm3,H2S≤50mg/Nm3,满足碳一化工原料气的要求;然后将混合液在WZ I I 500双效浓缩器中80-90℃下浓缩25-30分钟,得到硫化钠和氰化钠含量为65-70%的混合液,放在真空浓缩结晶器中在室温下,冷却结晶30-40分钟,得到硫化钠和氰化钠的混合晶体;继续将硫化钠和氰化钠的混合晶体,在离心萃取器中,利用液态纯甲醇作萃取剂,在约50℃下萃取15分钟,这时硫化钠中已不含氰化钠;再将含有氰化钠的甲醇萃取液在单效降膜式蒸发器中在75~80℃下蒸发18分钟,可全部蒸发出甲醇,留下的即为氰化钠晶体。
实施例2:经除尘后的电石炉气,主要化学成分wt%:CO=82,H2=8,CO2=1,O2=2,N2=6,HCN=2000mg/Nm3,H2S=600mg/Nm3,以2000~4000m3/h的速度经过两个装有聚丙烯填料的串联吸收塔,与从上而下以150~180m3/h速度喷淋的16%NaOH溶液逆向接触,碱液从第二塔进,第一塔出,可得到含硫化钠和氰化钠为20wt%混合液及净化后尾气,检测尾气中HCN≤50mg/Nm3,H2S≤50mg/Nm3,满足碳一化工原料气的要求;然后将混合液在WZ I I 500双效浓缩器中90℃下浓缩25分钟,此时混合液硫化钠和氰化钠含量达66%,放在真空浓缩结晶器中在室温下中冷却结晶30-40分钟,得到硫化钠和氰化钠的混合晶体;继续将硫化钠和氰化钠的混合晶体,在离心萃取器中,利用液态纯甲醇作萃取剂,在45~50℃下萃取15分钟,这时硫化钠中已不含氰化钠;将含有氰化钠的甲醇萃取液在单效降膜式蒸发器中在80~85℃下蒸发15分钟,可全部蒸发出甲醇,留下的即为氰化钠晶体。
Claims (6)
1、一种电石炉气脱硫氰的方法,其特征在于:发明按以下步骤完成,
1)、除尘后的电石炉气由下而上经两个串联的内装填料的吸收塔吸收,第一塔进,第二塔出,与从上而下的15~20wt%NaOH溶液逆向接触,碱液从第二塔进,第一塔出,得到含硫化钠和氰化钠为18~23wt%混合液以及净化后尾气;
2)、将18~23wt%的硫化钠和氰化钠混合液,在浓缩器中80~90℃下浓缩25~30分钟,使混合液硫化钠和氰化钠含量达65~70wt%,然后放入浓缩结晶器中在室温下,冷却结晶30~40分钟,得到硫化钠和氰化钠的混合晶体;
3)、将硫化钠和氰化钠的混合晶体,在离心萃取器中,在45~55℃下萃取10~15分钟,得到硫化钠晶体及含有氰化钠的萃取液;
4)、将含有氰化钠的萃取液在蒸发器中,在75~85℃下蒸发15~20分钟,得到氰化钠晶体,萃取液再返回使用。
2、根据权利要求1所述的电石炉气脱硫氰的方法,其特征在于:所述吸收塔为装有聚丙烯填料的吸收塔。
3、根据权利要求1所述的电石炉气脱硫氰的方法,其特征在于:所述浓缩结晶器为真空浓缩结晶器。
4、根据权利要求1所述的电石炉气脱硫氰的方法,其特征在于:所述萃取器为离心萃取器,萃取剂为液态纯甲醇萃取剂。
5、根据权利要求1所述的电石炉气脱硫氰的方法,其特征在于:所述蒸发器为单效降膜式蒸发器。
6、根据权利要求1~5中任一项所述的电石炉气脱硫氰的方法,其特征在于:所述电石炉气成分体积百分含量为CO 80~85,H2 6~8,CO2 1~3,O2 1.5~3.5,N2 6~8,HCN1500~3000mg/Nm3,H2S 300~900mg/Nm3。
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