超重力法脱除焦炉煤气中硫化氢气体的实验研究

【摘要】：焦炉煤气作为炼焦产业的副产品常含有一定量硫化氢气体,随着其在城市供气、燃烧发电、制甲醇等领域的广泛使用,硫化氢气体的深度脱除显得尤为重要,因为硫化氢不仅能污染环境,危害人体健康,而且在设备腐蚀和催化剂中毒方面产生重要不利影响。目前,经脱硫过程后气体中硫化氢的含量通常高于100mg/Nm3,很难满足环保和煤气深加工的要求,因此,对于焦炉煤气中硫化氢的深度脱除硫技术的开发要求迫切。 本实验以空气和硫化氢模拟低浓度硫化氢气体,采用旋转填充床为吸收设备,以碳酸钠溶液为吸收液,“888”为脱硫催化剂,进行了硫化氢吸收实验,考察了碳酸钠浓度、液气比、进口硫化氢浓度、转子转速和吸收液温度对脱硫率的影响,推导了旋转填充床中气相体积传质系数民α的数学表达式,并讨论了各因素(碳酸钠浓度、液气比、进口硫化氢浓度、转子转速和吸收液温度)对KGα的影响。同时,在填料塔中做了硫化氢吸收实验,比较了不同条件(碳酸钠浓度、液气比、进口硫化氢浓度和吸收液温度)下填料塔和旋转填充床的脱硫效果。进行了脱硫富液的再生实验,确定了各因素对脱硫效果的影响的显著性顺序,考察了再生塔中液体流量、空气流量、再生时间和温度对再生率的影响规律。 实验结果表明,旋转填充床中脱硫率和气相体积传质系数KGα随碳酸钠浓度、液气比和转子转速的增大先增大而后趋于稳定,随进口硫化氢浓度的增大而降低,温度的影响较小,RPB中吸收H2S的最佳实验条件为：碳酸钠浓度为0.15mol·L-1，转速为1400r·min-1,液气比为14L·m-3,温度为313K,此时,脱硫率可达98%以上；在液气比、碳酸钠浓度、进口硫化氢浓度和吸收液温度相同条件下,旋转填充床脱硫率要高于填料塔；各因素对再生率影响显著性顺序为：液体流量再生时间空气流量温度,且再生率随液体流量的增大而减小,随再生时间、空气流量和温度的增大而增大,再生塔中最佳再生条件为：液体流量为20L·h-1,空气流量为480L·h-1,再生时间为30min,再生温度为318K。 【关键词】：焦炉煤气 硫化氢 旋转填充床 脱硫率 气相体积传质系数K_Ga 再生
【学位授予单位】：北京化工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TQ546.5
【目录】：

• 学位论文数据集3-4
• 摘要4-6
• ABSTRACT6-16
• 符号说明16-17
• 第一章 文献综述17-33
• 1.1 课题研究背景17-19
• 1.1.1 硫化氢的危害17
• 1.1.2 国内焦炉煤气脱硫工艺发展概述17-18
• 1.1.3 国外焦炉煤气脱硫工艺发展概述18-19
• 1.2 常用脱硫方法及特点19-31
• 1.2.1 干式工艺19-22
• 1.2.1.1 活性炭法19-20
• 1.2.1.2 氧化铁法20-21
• 1.2.1.3 氧化锌法21-22
• 1.2.2 湿式吸收工艺22-25
• 1.2.2.1 真空碳酸盐法22-23
• 1.2.2.2 AS循环洗涤法23-24
• 1.2.2.3 Sulfiban法24-25
• 1.2.3 湿式氧化工艺25-31
• 1.2.3.1 ADA法25-26
• 1.2.3.2 络合铁法26-27
• 1.2.3.3 TH法27-28
• 1.2.3.4 FRC法28-29
• 1.2.3.5 栲胶法29-30
• 1.2.3.6 PDS法30-31
• 1.3 超重力技术简介31
• 1.4 课题选题意义和研究内容31-33
• 1.4.1 选题意义31-32
• 1.4.2 课题研究内容32-33
• 第二章 RPB中H_2S吸收实验和气相体积传质系数的研究33-47
• 2.1 888法脱硫过程催化机理33
• 2.2 实验试剂及仪器设备33-36
• 2.2.1 实验试剂33
• 2.2.2 实验仪器及设备33-34
• 2.2.3 实验流程34-35
• 2.2.4 分析方法35-36
• 2.2.5 数据处理方法36
• 2.3 RPB中H_2S吸收实验36-40
• 2.3.1 转子转速对脱硫率的影响36-37
• 2.3.2 液气比对脱硫率的影响37-38
• 2.3.3 进口硫化氢浓度对脱硫率的影响38-39
• 2.3.4 温度对脱硫率的影响39-40
• 2.4 RPB中气相体积传质系数的研究40-45
• 2.4.1 K_(Ga)表达式的推导40-42
• 2.4.2 实验结果与讨论42-45
• 2.4.2.1 碳酸钠浓度对气相体积传质系数的影响42
• 2.4.2.2 转子转速对气相体积传质系数的影响42-43
• 2.4.2.3 液气比对气相体积传质系数的影响43-44
• 2.4.2.4 进口H_2S浓度对气相体积传质系数的影响44-45
• 2.4.2.5 吸收液温度对气相体积传质系数的影响45
• 2.5 本章小结45-47
• 第三章 填料塔和RPB中对比吸收实验47-53
• 3.1 实验试剂及仪器设备47-48
• 3.1.1 实验试剂47
• 3.1.2 实验设备及仪器47
• 3.1.3 实验流程47-48
• 3.1.4 分析方法48
• 3.1.5 数据处理方法48
• 3.2 填料塔和RPB对比吸收实验48-51
• 3.2.1 液气比对脱硫率影响对比实验48-49
• 3.2.2 进口H_2S浓度对脱硫率影响对比实验49-50
• 3.2.3 碳酸钠浓度对脱硫率影响对比实验50-51
• 3.2.4 温度对脱硫率影响对比实验51
• 3.3 本章小结51-53
• 第四章 脱硫液再生实验研究53-65
• 4.1 实验试剂及仪器53-57
• 4.1.1 实验试剂53
• 4.1.2 实验仪器及设备53-54
• 4.1.3 实验流程54-55
• 4.1.4 分析方法55-57
• 4.1.5 数据处理方法57
• 4.2 搅拌釜中正交实验57-59
• 4.2.1 正交试验的设计57-58
• 4.2.2 正交试验结果及讨论58-59
• 4.3 填料塔中再生实验59-62
• 4.3.1 液体流量对再生率的影响59-60
• 4.3.2 空气流量对再生率的影响60-61
• 4.3.3 再生时间对再生率的影响61-62
• 4.3.4 温度对再生率的影响62
• 4.4 本章小结62-65
• 第五章 结论与建议65-67
• 5.1 结论65
• 5.2 不足与建议65-67
• 参考文献67-71
• 致谢71-73
• 研究成果及发表的学术论文73-75
• 作者和导师简介75-76
• 附件76-77

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