[发明专利]一种炭黑厂尾气的净化方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种炭黑厂尾气的净化方法，属于废气处理技术领域。

背景技术

炭黑生产企业是典型的大气污染源，也是很具代表性的高能耗工业部门。炭黑生产过程会副产大量的尾气，一般而言，每生产1吨炭黑，将产生约3500Nm³尾气。炭黑尾气中除含有CO、H₂、CH₄这类可燃气体外，也含有H₂S、COS、CS₂、HCN等有毒有害组分。炭黑尾气若直接排放，不仅给大气环境带来严重污染，而且造成资源的极大浪费。

炭黑尾气具有一定的热值，其低位发热值通常为670～960 kcal/m³。为回收利用尾气中的热能，部分炭黑厂采用脱湿塔对尾气进行预处理以获得贫煤气，之后再用于锅炉燃烧供热或发电。但炭黑尾气中H₂S、COS等硫化物的存在不仅会引起设备与管路腐蚀，而且会直接导致锅炉燃烧排放气中SO₂浓度较高。因此，炭黑尾气在回收利用之前，必须采取有效的措施以除去其中的含硫化合物。工业上脱除H₂S的方法较多，大体可分为干法和湿法两大类。干法脱硫常用于低浓度H₂S废气的处理，包括膜分离法、分子筛法等；干法脱硫效率较高，但设备投资较大，需间歇再生或更换，脱硫剂大多不能再生，成本较高。湿法脱硫利用特定的溶剂与气体逆流接触而脱除其中的H₂S，溶剂通过再生可重新用于吸收；湿法脱硫按脱硫剂的不同，分为液体吸收法、吸收氧化法两类。采用液体吸收法处理H₂S废气时，污染物仅由气相转移至液相，脱硫效果并不很高。吸收氧化法一般在吸收液中加入氧化剂或催化剂，使吸收的H₂S在氧化塔（或再生塔）氧化成硫而使溶液得以再生；常用的吸收液有碳酸钠、碳酸钾和氨的水溶液，常用的氧化剂或催化剂有氧化铁、硫代砷酸盐、铁氰化合物复盐及有机催化剂组成的水溶液或水悬浮液。近些年来，吸收氧化法脱除H₂S的技术发展较快，并得到逐步应用。

炭黑尾气中所含的HCN也是一种剧毒气体，对人类健康与生态环境具有极大的威胁。当空气中含有2%的HCN时，通过皮肤吸收，3分钟内即可引起人体中毒。鉴于HCN的强毒性，各国对其在空气中的允许排放浓度与接触限值均做了较为严格的规定。目前，国内外脱除废气中HCN主要有吸收法、吸附法、燃烧法，其中吸收法应用较为广泛。该方法先将HCN废气通入碱液进行吸收，然后对生成的CN^- 进行处理，转化为无毒无害的物质后再进行排放。

发明内容

本发明的目的在于提供一种炭黑厂尾气的净化方法，具体包括如下步骤：将洗涤后的炭黑厂尾气通入吸收塔内，吸收液与气体流量的比值为12～20 L/m³，吸收塔操作温度为50～70℃，吸收过程进行36～48 h后，除去吸收液中悬浮的硫，同时开始向循环母液中吹入空气进行再生反应，鼓入空气的持续时间为0.6～1.0 h，再生液重新用于炭黑尾气净化处理。

本发明所述吸收液由三价铁盐和乙二胺四乙酸二钠溶于水配置得到，或者由三价铁盐和磺基水杨酸溶于水配置得到，在吸收液中Fe³⁺和乙二胺四乙酸二钠或磺基水杨酸的摩尔比为1:1。

本发明所述吸收液中Fe³⁺浓度为0.025～0.040mol/L。

本发明所述吸收液通过NaOH和NaCO₃调节pH值，其pH为7.5～8.6。

本发明所述吸收塔操作温度为50～70℃。

本发明的有益效果为： 

（1）净化炭黑尾气的工艺流程简单，可适应较宽的温度、流量、氧含量及硫化氢浓度等操作条件；

（2）催化体系配制方便，再生过程简单，可长期循环使用，催化剂用量相对较少，在稳定剂等作用下可进一步提高H₂S净化效率；

（3）对尾气中的H₂S、HCN这类杂质组分实现了协同处理，废气中的H₂S最终转化为S，经简单的物理处理即可获得高纯度硫磺，实现了工业废气的资源化，本技术不仅适应于炭黑厂尾气处理，也适应于黄磷尾气与沼气等中低浓度H₂S的去除以及同时含有H₂S与HCN的其他废气处理。

附图说明

图1为液相催化氧化净化炭黑尾气的工艺流程图；