本發明屬于硫化氫氣體凈化技術領域,具體涉及一種用于絡合鐵脫硫液的硫磺顆粒改性劑。
背景技術:
伴隨工業生產而產生的硫化氫(H2S)是一種有毒害的工業廢氣,空氣中含有0.10%的硫化氫就會使人產生頭痛、眩暈等中毒癥狀,含量過高則會危機居民生活安全。直接排放或者燃燒后轉變為二氧化硫排放,均會對環境造成污染。目前,工業上脫除硫化氫的方法主要有干法和濕法脫硫兩大類。干法是利用硫化氫的還原性和可燃性,以固體氧化劑或吸附劑來脫硫或直接燃燒。濕法則直接將硫化氫轉化成硫磺避免了二次污染,其中,液相氧化法的特點較為突出,就目前已經工業化的吸收氧化法來看,砷基工藝因為環保原因不再使用,釩基工藝由于使用含釩洗液,也會受到環保法規的限制;PDS脫硫技術成本相對較高;因此鐵基工藝將是較有發展前途的脫硫工藝,但這類方法普遍存在硫顆粒偏小,懸浮硫偏高,甚至硫磺堵塔等現象,嚴重影響了企業的正常生產。
專利US4402930通過添加表面活性劑來增加反應過程中生成的硫磺顆粒大小,改善分離性能,如加入5%的 正癸醇,硫磺直徑由1.9μm增大至23.8μm。專利CN1663669A公開了一種用于濕式氧化還原法脫硫液中的硫磺改性劑,主要是C5-20的直鏈醇或多元醇的一種或幾種混合物,能迅速增大硫顆粒粒徑,可使硫磺直徑由小于10μm增大至10~25μm,降低懸浮硫濃度,防止硫磺堵塔。專利CN101874969B發明了一種硫顆粒沉降劑,由非離子表面活性劑、C7-18的飽和直鏈醇、低聚糖類和高價金屬鹽類組成,在絡合鐵脫硫溶液中,加入0.6g/L硫顆粒沉降劑可使硫粒度由小于15μm增大至20~40μm,可使硫泡沫層消除,硫顆粒迅速沉降。專利CN102397744B公開一種絡合鐵脫硫液的復配型硫磺分散劑,主要含有多碳大分子糖類、烷基酚聚醚乙烯醚、二丙胺和硫代硫酸鹽,可使硫磺顆粒粒徑由1μm增大至50μm以上,硫磺易于沉降,且流動性好。
雖然,現有技術中通過增大硫磺顆粒的粒徑來改善脫硫的效果,但改善效果不明顯,在實際生產過程中仍存在硫磺顆粒小、容易產生硫堵等問題。本發明在現有技術的基礎上,對降低懸浮硫和增大硫磺顆粒大小進行改進。
技術實現要素:
針對現有技術的缺陷,本發明提供一種用于絡合鐵脫硫液的硫磺顆粒改性劑,使硫磺更易潤濕,能有效降低懸浮硫含量,使硫磺平均粒徑可由十幾微米增大至一百二十微米以上,硫磺顆粒迅速沉降,有效降低懸浮硫的含量,解決了硫堵問題。
本發明采用了以下的技術方案。
一種用于絡合鐵脫硫液的硫磺顆粒改性劑,由以下重量百分比的成分組成:非離子表面活性劑10~30%,絮凝劑1~2‰,潤濕劑5~15%,消泡劑2~20ppm,其余為水,其中,所述的絮凝劑為聚苯乙烯磺酸鈉,平均分子量為5-20萬。
優選地,所述的潤濕劑為甘油、丙二醇、聚乙二醇200或聚乙二醇400中的任意一種或兩種。
優選地,所述的非離子表面活性劑為辛基酚聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚或失水山梨醇酯中的任意一種或兩種。
優選地,所述的消泡劑為硅油類消泡劑。
上述用于絡合鐵脫硫液的硫磺顆粒改性劑是通過以下方法制成的:將所述的非離子表面活性劑、絮凝劑、潤濕劑和消泡劑,溶解于水中,攪拌至固體全部溶解完全,即得到所述的用于絡合鐵脫硫液的硫磺顆粒改性劑,呈透明狀。
上述用于絡合鐵脫硫液的硫磺顆粒改性劑的使用方法為:將所述硫磺顆粒改性劑直接加入到絡合鐵脫硫液中,加入量為30~100ppm,通入含硫化氫的混合氣體,可以將硫化氫轉化為硫磺顆粒進行脫硫。
本發明具有的優點:
本發明提供的用于絡合鐵脫硫液的硫磺顆粒改性劑,能快速潤濕硫磺,在堿性的絡合鐵脫硫液中絮凝效果好,能使硫磺的平均粒徑由十幾微米增大至一百二十微米以上,硫磺易沉降,減少了硫磺沉降時間,減少懸浮硫含量,能及時消除脫硫液中的硫泡沫層,提升硫顆粒的沉降分離效果。
具體實施方式
下面結合具體實施例對本發明進行進一步的說明。
實施例1
一種用于絡合鐵脫硫液的硫磺顆粒改性劑,由下述質量百分比的成分組成:
非離子表面活性劑:壬基酚聚氧乙烯醚 10%
絮凝劑:聚苯乙烯磺酸鈉1‰,平均分子量為5萬
潤濕劑:甘油 10%
硅油類消泡劑2ppm,
其余為水。
制備方法:將上述重量百分比的壬基酚聚氧乙烯醚、聚苯乙烯磺酸鈉、甘油和硅油類消泡劑溶解于水中,攪拌至全部溶解完全,得到硫磺顆粒改性劑,呈透明狀。
使用方法:硫磺顆粒改性劑的添加量為50ppm,加入到絡合鐵脫硫液中,該絡合鐵脫硫液中鐵離子濃度為0.01mol/L、絡合劑濃度為0.01mol/L,將此混合液通入含硫化氫的混合氣體中,脫硫反應一定時間后形成硫磺顆粒。硫磺分離實驗結果見表1所示。
實施例2
一種用于絡合鐵脫硫液的硫磺顆粒改性劑,由下述質量百分比的成分組成:
非離子表面活性劑:辛基酚聚氧乙烯醚 18%
絮凝劑:聚苯乙烯磺酸鈉 2‰,平均分子量為20萬
潤濕劑:聚乙二醇400和甘油 15%
硅油類消泡劑 20ppm,
其余為水。
制備方法:將上述重量百分比的辛基酚聚氧乙烯醚、聚苯乙烯磺酸鈉、聚乙二醇400和甘油、硅油類消泡劑溶解于水中,攪拌至全部溶解完全,得到硫磺顆粒改性劑,呈透明狀。
使用方法:硫磺顆粒改性劑的添加量為30ppm,加入到絡合鐵脫硫液中,該絡合鐵脫硫液中鐵離子濃度為0.01mol/L、絡合劑濃度為0.01mol/L,將此混合液通入含硫化氫的混合氣體中,脫硫反應一定時間后形成硫磺顆粒。硫磺分離實驗結果見表1所示。
實施例3
一種用于絡合鐵脫硫液的硫磺顆粒改性劑,由下述質量百分比的成分組成:
非離子表面活性劑:脂肪醇聚氧乙烯醚 30%
絮凝劑:聚苯乙烯磺酸鈉 1.5‰,平均分子量15萬
潤濕劑:聚乙二醇200和丙二醇 10%
硅油類消泡劑 10ppm,
其余為水。
制備方法:將上述重量百分比的脂肪醇聚氧乙烯醚、聚苯乙烯磺酸鈉、聚乙二醇200和丙二醇、硅油類消泡劑溶解于水中,攪拌至全部溶解完全,得到硫磺顆粒改性劑,呈透明狀。
使用方法:硫磺顆粒改性劑的添加量為80ppm,加入到絡合鐵脫硫液中,該絡合鐵脫硫液中鐵離子濃度為0.01mol/L、絡合劑濃度為0.01mol/L,將此混合液通入含硫化氫的混合氣體中,脫硫反應一定時間后形成硫磺顆粒。硫磺分離實驗結果見表1所示。
實施例4
一種用于絡合鐵脫硫液的硫磺顆粒改性劑,由下述質量百分比的成分組成:
非離子表面活性劑:脂肪醇聚氧乙烯醚和失水山梨醇酯 24%
絮凝劑:聚苯乙烯磺酸鈉 1‰,平均分子量10萬
潤濕劑:丙二醇 5%
硅油類消泡劑 6ppm,
其余為水。
制備方法:將上述重量百分比的脂肪醇聚氧乙烯醚和失水山梨醇酯、聚苯乙烯磺酸鈉、丙二醇、硅油類消泡劑溶解于水中,攪拌至全部溶解完全,得到硫磺顆粒改性劑,呈透明狀。
使用方法:硫磺顆粒改性劑的添加量為100ppm,加入到絡合鐵脫硫液中,該絡合鐵脫硫液中鐵離子濃度為0.01mol/L、絡合劑濃度為0.01mol/L,將此混合液通入含硫化氫的混合氣體中,脫硫反應一定時間后形成硫磺顆粒。硫磺分離實驗結果見表1所示。
對比例1
除不添加潤濕劑丙二醇外,其他同實施例4相同,制備方法和使用方法也同實施例4,進行脫硫反應,硫磺分離實驗結果見表1。
對比例2
除不添加絮凝劑聚苯乙烯磺酸鈉外,其他同實施例4相同,制備方法和使用方法也同實施例4,進行脫硫反應,硫磺分離實驗結果見表1。
對比例3
除不添加絮凝劑聚苯乙烯磺酸鈉和潤濕劑丙二醇外,其他同實施例4相同,制備方法和使用方法也同實施例4,進行脫硫反應,硫磺分離實驗結果見表1。
以不添加任何硫磺顆粒改性劑的絡合鐵脫硫液為對照組,該絡合鐵脫硫液中鐵離子濃度為0.01mol/L、絡合劑濃度為0.01mol/L。各實施例和對比例的脫硫效果和硫磺分離實驗結果見表1。
表1 脫硫效果和硫磺分離對比實驗結果
由表1可知,本發明實施例1-4提供的用于絡合鐵脫硫液的硫磺顆粒改性劑能明顯增大硫磺顆粒的粒徑,使硫磺顆粒的平均粒徑大于120μm,沉降時間明顯縮短。對于含硫化氫混合氣體,以不添加硫磺顆粒改性劑的絡合鐵脫硫液為對照組,懸浮硫含量明顯降低,硫磺的沉降時間明顯縮短,可見,本發明提供的硫磺顆粒改性在用于絡合鐵脫硫液時具有明顯的效果。而當硫磺顆粒改性劑中不含有潤濕劑時或者不含有絮凝劑時,脫硫效果及硫磺顆粒分離效果明顯減弱,當絮凝劑或者絮凝劑和潤濕劑都不含時,該硫磺顆粒改性劑對增大硫磺顆粒的粒徑和減少硫磺的沉降時間作用相當微弱。