(NH4)2S吸收净化冶炼烟气中SO2及硫资源回收的研究

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烟气脱硫技术是世界上研究最广,应用最多的脱硫技术。其中湿法脱硫因反应速度快,效率高,脱硫剂利用率高等优点被广泛研究和使用;缺点是易产生二次污染,易结垢堵塞,腐蚀设备,运行费用高等。为克服存在不足,湿法脱硫的研究热潮依然不减。本课题主要是通过湿法脱硫中硫化碱法吸收净化典型的冶炼烟气中的SO2气体,从硫化钠法开始入手研究,进行了一系列的实验分析,最终确定使用(NH4)2S溶液吸收净化S02气体。实验过程考察了pH值,硫化铵溶液浓度,气体流速,温度条件对吸收过程的影响,分别通过微量硫磷分析仪,碘量法检测尾气中S02和H2S气体的浓度变化情况和分析溶液中不同离子浓度随pH值变化的情况。结果表明:硫化铵法吸收SO2具有较好的效果,尾气能够达到国家排放标准,吸收过程中pH值大于7时会产生大量的硫化氢气体,需控制溶液的pH值在7以下;在pH=3~7,气体流速300mL·min-1,(NH4)2S浓度为0.2~1.2mol·L-1,常温条件下,S02的吸收率达到99.8%以上,且无H2S生成;反应完成后,溶液中主要剩余(NH4)2S2O3和NH4HSO3两种物质,且他们的摩尔比稳定在1:2左右。硫化铵法吸收液后处理有两种方案,一是通过自氧化还原反应反应制取硫磺和硫酸铵产品,产物都具有一定的经济价值,可直接出售,但带来的经济效益能够抵消部分的投资,且耗能较高,对设备的要求较大。二是通过一系列化学方法处理得到含有少量硫代硫酸铵的硫酸铵肥料。此法工艺简单,设备要求低,能够为工业化使用带来可观的经济效益。实验通过XRD和XRF等表征手段分析,自氧化还原反应回收硫磺:硫磺的纯度为99.14%,硫酸铵中氮元素含量为23.6%,二者都能达到国家标准GB/T2449-2006和DL/T808-2002中合格品的要求;化学处理回收硫酸铵:硫酸铵产品中氮元素含量为25.3783%(能够达到DL/T808-2002要求)且有少量的(NH4)2S2O3存在,经半定量分析二者的含量分别为96%和3.87%。对比硫化钠法和硫化铵法:(1)二者在吸收阶段吸收净化SO2都具有较好的吸收效果,且吸收原理相同。(2)硫化钠法和硫化铵法之间主要的不同点在于吸收液的后处理和终产物。硫化铵法脱除SO2回收硫酸铵肥料较硫化钠法有吸收液易处理和利用,耗能少,设备要求低,工艺简单,无污染等优点。
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