碳酸鈉溶液處理粘膠行業含硫化氫廢氣可行性研究

張 銀 李巧梅 李寶良

（唐山三友遠達纖維有限公司，河北 唐山 063305）

碳酸鈉溶液處理粘膠行業含硫化氫廢氣可行性研究

張 銀 李巧梅 李寶良

（唐山三友遠達纖維有限公司，河北 唐山 063305）

本文通過試驗摸索硫氫化鈉生產過程中產生的碳酸鹽代替氫氧化鈉對含硫化氫的氣體進行處理的可行性，既能夠實現廢鹽的循環利用，又能夠滿足處理硫化氫要求，取得較好經濟效益。

粘膠；硫化氫；碳酸鈉；循環利用

1 碳酸鹽來源

吸收硫化氫后的氫氧化鈉溶液輸送到硫氫化鈉制片廠生產硫氫化鈉片劑。含硫化氫的廢氣與氫氧化鈉反應過程中，廢氣中含有的二硫化碳等會與氫氧化鈉發生化學反應，生成碳酸鈉等影響制片質量的雜質產物。

2 試驗原理及目標

2.1 利用正常生產線中的產生的廢氣（硫化氫含量：6g/m3，二硫化碳含量：12g/m3，二氧化碳含量：0.038%，氧氣含量：21%），氣體流量：1m3/h，溫度40℃，壓力：常壓。

2.2 主要的反應方程式

2.3 化驗方法。（1）雙指示劑滴定法測定碳酸鈉及碳酸氫鈉的含量。（2）國標法測量硫氫化鈉、硫化鈉的含量。

2.4 通過試驗探討了在含有氧氣、二硫化碳及二氧化碳的前提下，碳酸鈉溶液吸收硫化氫的可行性，確定影響吸收反應的主要因素。檢驗試驗流程是否能夠連續運行。

3 試驗過程

3.1 固體廢鹽中各鹽類的成分含量

3.2 調配。首先采用純碳酸鈉溶液進行吸收硫化氫氣體的試驗，收集數據做對比用；其次采用廢鹽經過濾篩選（濾網80目）后，配置成一定濃度的溶液，試驗溶液濃度確定為320±20g/L，與含硫化氫的氣體進行反應，收集數據：

3.3 試驗流程

注：監測裝置采用測量范圍為100ppm～2000ppm的檢支管（HydrogeSnu lfide）。流程介紹：含硫化氫的氣體通過一級反應器進行主要的吸收反應，當一級反應液中的碳酸鈉的濃度降低，表現為硫化氫的去除率降低時，將一級反應器內的液體進行輸出操作，二級反應器向一級反應器進行液體補充操作，同時新的配置液在二級反應器進行補充，通過兩級反應裝置實現操作的連續性，達到去除硫化氫氣體的目的。

表1

4 結果和討論

4.1 硫化氫的吸收效率。通過檢測一級、二級反應器后氣體濃度及反應器內的碳酸鈉濃度數據，繪制如下硫化氫濃度變化曲線，通過曲線可知含硫化氫的氣體通過一級反應器時，能夠保證硫化氫的去除率在90%以上。試驗時，在一級反應器硫化氫去除率降低至50%時，將二級反應器內的碳酸鈉溶液輸出到一級反應器內，同時一級反應器內的液體向外輸出，二級反應器進行新溶液的補充，通過合理的濃度配置，保證硫化氫的去除率。

4.2 碳酸鈉濃度對吸收效率的影響。通過圖1、圖2可知，試驗配置濃度下的碳酸鈉溶液能較好的將硫化氫氣體進行有效吸收，圖3為一級反應器、二級反應器的硫化氫穿透時間，通過表1中數據可知，一級反應器的穿透時間為470min，二級反應器的穿透時間為720min；但是通過監測反應過程發現，當碳酸鈉的溶液濃度在320g/L時，碳酸鈉溶液存在少量的析出沉降現象，對反應的進行造成一定的影響。

4.3 pH值對吸收效率的影響。當pH值處于10～12時，碳酸鈉吸收硫化氫的反應處于較平穩的階段，隨著反應的進行溶液的ph值為8～9時，一級反應器后的硫化氫濃度出現較大幅度的增加，硫化氫的穿透時間明顯縮短，能否控制pH值在穩定區間是影響反應進行的重要因素。操作上通過新配置溶液的持續補入進行保證pH值的穩定。

4.4 氧氣對吸收效率的影響。氧氣對反應過程的影響主要是在反應過程中將硫氫化鈉氧化，生成硫代硫酸鈉鹽，影響碳酸鹽的溶解度，可能會降低碳酸鈉的溶解度，其它的影響未發現。

4.5 二硫化碳對吸收效率的影響。通過對一級、二級反應器后的二硫化碳氣體進行濃度監測，在本次試驗中為發現二硫化碳的濃度有明顯的變化，碳酸鈉對二硫化碳未發生吸收效應。

結論

通過試驗，應用碳酸鈉溶液處理摻雜有二硫化碳、氧氣、二氧化碳、及硫化氫的氣體方案是可行的，通過連續的液體補充，可以實現裝置的連續運行。碳酸鈉溶液呈堿性，且價廉易得，具備實現規模化應用的技術條件，本次試驗應用的硫氫化鈉生產過程中產生的廢鹽，循環利用的價值高，有較高操作性。

[1]張永，王學謙，寧平，等.碳酸鈉溶液吸收處理硫化氫試驗研究[J].云南化工，2006（02）：33.

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10.13612/j.cnki.cntp.2015.18.282