新型络合剂的合成及其络合铁脱硫工艺研究

采用氯磺酸磺化法合成了一种含有磺酸基和羧基的新型络合剂磺化戊二酸（SG）,用SG与乙二胺四乙酸、柠檬酸、FeCl3配制出一种三元络合铁脱硫体系。在连续脱硫装置中考察脱硫液与硫化氢气体体积比、装置运行时间、填料高度等脱硫工艺条件对复配脱硫体系脱硫效率的影响,在再生装置中考察空气流量、再生时间、再生温度等再生工艺条件对复配脱硫体系再生率的影响。结果表明：在脱硫液与硫化氢气体体积比为0.134、填料高度为0.4 m、脱硫温度为40 ℃、初始pH为 8.0的条件下,原料气中的H2S质量浓度可由227.679 g/m3降到0.011 g/m3,脱除率达99.99%;在空气流量为125 L/h、再生时间为30 min、温度为30 ℃、初始pH为8.0的条件下,脱硫剂的再生率达93.24%。     

超重力环境下选择性脱除气体中的硫化氢的工艺研究

利用H2S和CO2的动力学的差异,采用超重力技术对H2S进行选择性吸收,分别考察转速、气体流量、液体流量以及胺浓度对选择性的影响。结果表明,当转速900r/m、气体流量2m3/h、液体流量0.08m3/h、胺浓度2mol/L,此时选择性为17.01%,在该条件下的脱硫效果甚好,脱硫率达到了99.21%,达到了脱除H2S的要求。     

超重力选择性脱除焦炉煤气中硫化氢的研究

自制CO2和H2S混合气模拟焦炉煤气,以碳酸钠溶液作为脱硫碱液,用超重力设备作为脱硫实验的主体吸收设备,考察了超重力因子,液气比,原料气中CO2浓度等对脱硫率的影响。实验表明:利用碱液对CO2和H2S的吸收速率的差异,通过旋转填料床强化传质能明显的提高H2S的选择性。实验表明:利用碱液对CO2和H2S的吸收速率的差异,通过旋转填料床强化传质能明显的提高H2S的选择性。实验考察各因素及其范围:原料气中H2S浓度为3g/m3;CO2的浓度为7g/m3～14g/m3;进气速度为1m3/h～6m3/h;超重力因子为25.82～75.91;进液速度为60 L/h～180 L/h。实验中脱硫率基本可以达到95%以上,选择性(H2S和CO2脱除率之比)可以达到30左右。最佳的超重力因子为63.79,最佳液气比为50L/m3。     

填料塔中磷酸钠缓冲溶液脱除模拟烟气中SO2研究

在鲍尔环填料塔中,以磷酸钠缓冲溶液为吸收剂,脱除模拟烟气中SO2,重点考察了气体流量G、液气比L/G、溶液初始pH值和磷酸浓度C L、入口气体中SO2浓度C in等参数对脱硫率的影响规律及适宜操作条件。结果表明:脱硫率随初始pH值、液气比和磷酸浓度的增加而增大;随气量增加而减小;随入口SO2浓度的增加先增加后降低,但变化较小。应用MATLAB软件对操作参数进行显著性分析,显著性由高到低依次为初始pH值、液气比、磷酸浓度、入口SO2浓度和气量。在适宜操作参数pH=5.5~6,L/G=4L/m3~5L/m3,CL=1.5mol/L~2mol/L,G=5m3/h,Cin≤12g/m3下,脱硫率达99%以上,出口SO2浓度可控制在100mg/m3以下。     

气田高含硫污水负压气提脱硫及尾气无害化处理技术研究

针对目前普光气田高含硫污水气提脱硫率低的问题,通过采用“曝气+负压气提+尾气催化氧化”工艺技术,设计正交实验,优选出最优负压气提脱硫操作条件为:污水pH值4.0、温度20℃、气提真空度-0.02 MPa、空气曝气气液体积比20∶1,污水负压气提脱硫率高达94%。各操作条件对脱硫率的影响由强到弱顺序为:空气曝气气液比、污水pH值、气提真空度和污水温度。实验优选出铁基离子液体作为尾气脱硫催化剂。结果表明,铁基离子液体中Fe 3+对H 2S氧化速率很快,净化后尾气中H 2S质量浓度为0 mg/m^3,氧化产物为单质S,同时离子液体可通过空气将Fe 2+氧化成Fe 3+,实现低成本循环利用,解决了含硫尾气燃烧的SO 2排放问题。     

响应曲面法优化超重力-络合铁净化石油伴生气中的H2S

以超重力旋转填料床为脱硫设备,采用络合铁溶液对石油伴生气中的H2S进行净化研究。采用响应曲面法建立脱硫率与铁离子浓度、液气比、超重力因子之间的BBD模型,研究结果表明该法可有效地优化脱硫效果。在铁离子浓度为0.16mil/L,液气比为20.67L/m3,超重力因子为87时,针对H2S浓度为7g/m3的石油伴生气脱硫率可达98.81%。采用XRD和SEM对产物硫磺进行表征,研究结果证明硫磺颗粒大、易团聚,有利于固液分离。     

栲胶-硫酸锰体系的脱硫研究

以氧化栲胶(Teos)-MnSO4为脱硫剂,采用氧化-还原电位方法进行脱除硫化氢的研究,考察了该体系用于脱硫的热力学可行性、MnSO4对氧化再生性能、脱硫液电位和脱硫过程的影响。结果表明:Teos-MnSO4碱性溶液脱硫在热力学上是可行的;影响脱硫液贫液电位的主要因素是Teos,随Teos浓度1 g/L～3 g/L增加而降低;MnSO4 0.025g/L无需另加入络合剂能稳定存在,模拟氧化再生过程实验表明锰盐能改善栲胶脱硫液的氧化再生性能,络合剂柠檬酸0.25 g/L的加入对此影响不明显;模拟脱硫过程实验表明脱硫液电位与所含H2S浓度的对数成线性关系,而脱硫液硫容较低,欲提高其硫容须添加其它变价金属组份。     

板式塔Fe/Cu体系沉淀/氧化脱除H_2S气体制硫磺研究

对板式塔内Fe/Cu体系沉淀/氧化脱除气体中硫化氢工艺进行了中试研究,考察了操作风量、液气比、起始pH值和硫化氢入口浓度对硫化氢脱除效率的影响及鼓风量、液柱高度对Fe3+氧化再生的影响;并进行了综合实验,结果表明,含120g/L Cu2+7、0g/L Fe2+及70g/L Fe3+的吸收体系即能对硫化氢体积分数为1000×10-6的硫化氢废气100%稳定脱硫,除消耗O2外,过程不消耗任何原料,不产生二次污染,体系无降解问题。     

Bio-SR应用于天然气净化的实验分析

在实验基础上对Bio-SR工艺应用于天然气脱硫净化机理进行了分析.通过单因素实验,考察了不同原料气浓度、初始Fe3 浓度、吸收液喷淋量、停留时间、pH值及压力变化等因素对脱硫效率的影响,初步确定了适宜的控制参数.结果表明,该工艺是由氧化亚铁硫杆菌和Fe3 协同催化氧化脱除H2S,因而其效率优于单纯的液相Fe3 化学氧化作用;氧化吸收反应速率远大于气液传质速率,气液传质速率为影响天然气脱H2S净化吸收的限速步骤.     

柠檬酸铁处理高浓度硫化氢再生技术研究

介绍了络合铁法脱硫机理,该工艺关键是络合铁脱硫剂的再生,考察了络合铁脱硫剂的再生条件.结果表明,在柠檬酸亚铁溶液体积1 L,二价络合铁离子浓度0.6 mol/L,溶液pH4.0,空速1250 h-1,再生温度313 K,再生时间25 min,不加催化剂条件下,柠檬酸亚铁脱硫剂再生效率达90%以上.说明利用空气再生柠檬酸亚铁脱硫剂,处理含高浓度H2S气体方法行之有效,并实现了在低pH条件下络合铁脱硫剂的再生.     

固定床生物反应器中氧化亚铁硫杆菌氧化Fe~(2+)的研究

采用聚氨酯软性填料(H-2载体)固定氧化亚铁硫杆菌,建立了固定床生物反应器,用于将Fe2+氧化为Fe3+。考察了空气流量、液体流量对Fe2+氧化速率和转化率的影响,并利用响应面法进行了优化。实验结果表明,在pH=1.5、温度30℃、空气流量160L/h、液体流量0.3L/h的条件下,Fe2+转化率是95%,氧化速率是6.2g/(L.h);在pH=1.5、温度30℃的条件下,单个氧化亚铁硫杆菌的氧化能力为4.45×10-12g/h,固定化后的H-2载体吸附的菌体数量为1.6×1010个/g。利用先碱洗后酸洗的方法可去除固定床生物反应器中吸附的黄钾铁矾沉淀。     

Fenton氧化对剩余污泥溶胞减量的影响

采用Fenton氧化进行污泥溶胞减量,以溶解性化学需氧量(SCOD)和剩余污泥质量浓度(TSS)作为评价指标,考察了H2O2投加量、Fe2+投加量、pH值、反应温度、反应时间对剩余污泥有机物溶出及剩余污泥减量的影响.结果表明:Fenton氧化破解剩余污泥的最佳条件为pH值3,H2O2投加量50 mL/L,Fe2+投加量...     

Fe~(3+)掺杂纳米TiO_2催化剂光催化还原CO_2的性能

采用改良的溶胶-凝胶法制备了Fe3+掺杂纳米TiO2(简写为Fe-TiO2)催化剂,并用X射线衍射、高分辨透射电子显微镜、傅里叶变换红外光谱、热重-差热分析等方法对其进行了表征。表征结果显示,Fe-TiO2催化剂的分散性好,平均粒径为9.37nm,比表面积为85.46m2/g;掺杂Fe3+不仅使TiO2的平均粒径减小,且有效抑制了TiO2的晶相转变,该催化剂保持单一的锐钛矿相结构。考察了Fe-TiO2催化剂光催化还原CO2的性能,实验结果表明,当Fe3+掺杂量为4.0%(相对于TiO2的质量分数)的Fe-TiO2催化剂用量1.0g/L、反应时间8h、CO2流量200mL/min、反应温度90℃、反应液中NaOH和Na2SO3的浓度均为0.10mol/L时,甲醇的产率高达308.76μmol/g(以每克催化剂上生成甲醇的物质的量计)。此外,对Fe-TiO2催化剂光催化还原CO2的机理进行了探讨。     

超重力络合铁法脱除石油伴生气中H_2S的中试研究

以络合铁为脱硫液,在旋转填充床中,进行石油伴生气脱H_2S的实验。考察了石油伴生气流量、石油伴生气中H_2S的质量浓度、脱硫液流量、旋转填充床转速对H_2S脱除率(θ)和气相传质系数(K_Ga)的影响。实验结果表明,θ和K_Ga随脱硫液流量的增大而增加,随旋转填充床转速的增大先增加后降低,随石油伴生气中H_2S质量浓度的增大而降低。超重力络合铁法脱除H_2S较佳的工艺条件为:石油伴生气流量30～70 m~3/h,石油伴生气中H_2S质量浓度20～80g/m~3,脱硫液流量0.5～1.0 m~3/h,旋转填充床转速900～1 100 r/min。在此条件下,θ稳定在99.80%以上。     

Optimization of High-Gravity Chelated Iron Process for Removing H_2S Based on Response Surface Methodology

By using a mixture of N2 and H2S as the simulated APG(associated petroleum gas), the desulfurization experiment was performed in a cross-flow rotating packed bed(RPB) based on the chelated iron oxidation-reduction method. In order to determine the operating conditions of the system, the effects of the concentration of Fe3+ ions(ranging from 0.1 to 0.2 mol/L), the liquid-gas volume ratio(ranging from 15 to 25 L/m3) and the high gravity factor(ranging from 36 to 126) on the removal of H2 S were studied by means of the Box-Behnken design(BBD) under response surface methodology(RSM). The overall results have demonstrated that the BBD with an experimental design can be used effectively in the optimization of the desulfurization process. The optimal conditions based on both individualized and combined responses(at a Fe3+ ion concentration of 0.16 mol/L, a liquid-gas volume ratio of 20.67 L/m3 and a high gravity factor of 87) were found. Under this optimum condition, the desulfurization efficiency could reach 98.81% when the H2 S concentration was 7 g/m3 in APG. In this work, the sulfur product was analyzed by X-ray diffraction(XRD), scanning electron microscopy(SEM) and the energy dispersive X-ray spectrometer(EDX). The results of analysis show that the sulfur is made of the high-purity orthorhombic crystals, which are advantageous to environmental conservation.     

Photocatalytic Oxidation Kinetics of Thiophene with Nano-F-/Fe3+/TiO2

Photocatalytic oxidation kinetics of thiophene in n-octane/water extraction system was studied with fluorine and ferric ion codoped nano-TiO2(nano-F/Fe3+/TiO2)powders used as the photocatalyst.Effects of initial concentration of thiophene and additional dosage of F-/Fe3+/TiO2 on the reaction rate constant and half-life were investigated.The results showed that the appropriately added dosage of F-/Fe3+/TiO2 was 0.1 g in the 100-mL reaction system and the photooxidative kinetics of thiophene in the presence of F-/Fe3+/TiO2 catalyst was of first-order with a rate constant of 0.6508 h-1 and a half-life of 1.0651 h.The desulfurization rate of thiophene was 98.1% in 5 h and the sulfur content could be reduced from 800 ppm to 15 ppm The reaction rate constant increased with a decreasing initial concentration of thiophene.     

铁法氧化还原溶液在处理低含硫天然气中的应用

针对部分低潜硫天然气气井分散、单井产量低、含硫量变化幅度大等特点,为弥补传统天然气胺法脱硫净化工艺处理低潜硫天然气时流程复杂、能耗高的不足,在室内采用络合铁吸收溶剂配方溶液进行H2S吸收实验。通过实验,考察H2S浓度、初始[Fe3+]及pH值、液气比和温度对吸收效率的影响,确立了最佳的脱硫反应工艺条件。同时还进行了最佳工艺条件下吸收效果测试及不同配方吸收效率的对比实验,表明在最佳工艺条件下,采用最佳配方吸收效率有较大提高,均能达到95%以上,尾气中H2S浓度也达到了国家标准。最佳脱硫配方溶液的硫容量可达到0.455g/L。     

基于溶胶凝胶法的二氧化硅负载功能化离子液体用于高效脱除硫化氢

采用溶胶凝胶方法,将几种金属基离子液体([Bmim]Cl?CuCl2, [Bmim]Cl?FeCl3, [Bmim]Cl?ZnCl2, [Bmim]Br?CuCl2和[Bmim]Br?FeCl3)固定于二氧化硅上,开发了一种新型的H2S捕集方法,与纯的粘性离子液体脱硫高温的限制、低传质率和质量损失的缺点,该方法具有显著优势。采用傅里叶变换红外光谱、透射电镜、氮气吸附/脱附、x射线光电子能谱和热重分析技术对吸附剂进行了表征。采用气体流速为100mL/min的动态吸附实验,研究了一系列影响因素包括离子液体中的金属和卤素、离子液体负载量和吸附温度。H2S吸附结果表明,最佳吸附剂为5%[Bmim]Cl?CuCl2/硅胶,最佳吸附温度为20-50?C。H2S可以被捕获并氧化为单质硫,[Bmim]Cl?CuCl2/硅胶可以很容易被空气再生。H2S的高效去除可能是由于在硅胶中形成了纳米级高浓度的[Bmim]Cl?CuCl2,由此表明,采用溶胶凝胶技术将[Bmim]Cl?CuCl2固定于二氧化硅上,有望用于H2S的去除。