[發(fā)明專利]電解硫化氫制取高純度氫氣和硫磺的方法及裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710050965.5
• 申請(qǐng)日: 2017-01-23
• 公開（公告）號(hào): CN108342743B
• 公開（公告）日: 2020-09-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 達(dá)建文;宋增紅;劉愛華;劉劍利;陶衛(wèi)東;劉增讓;徐翠翠;郝國楊;呂才山
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國石油化工股份有限公司
• 主分類號(hào): C25B1/00
• 分類號(hào): C25B1/00;C25B1/02;C25B15/08
• 代理公司: 青島發(fā)思特專利商標(biāo)代理有限公司 37212
• 代理人: 耿霞

1.一種電解硫化氫制取高純度氫氣和硫磺的方法，其特征在于，具體步驟如下：

含硫化氫的酸性氣體與吸收液從吸收反應(yīng)器(1)的底部進(jìn)入吸收反應(yīng)器(1)，氣體被分散為細(xì)小氣泡，氣泡在吸收反應(yīng)器(1)中被吸收液氧化生成硫磺，硫磺進(jìn)入硫磺漿料儲(chǔ)罐(5)，再入硫磺熔融精制罐(11)進(jìn)行熔融純化后得到高純度的硫磺；未反應(yīng)的含硫化氫的酸性氣體經(jīng)冷凝除液后再次進(jìn)入吸收反應(yīng)器(1)或中和后排空；吸收反應(yīng)器(1)中的液體溢流至吸收液儲(chǔ)罐(3)后，吸收液儲(chǔ)罐(3)中的液體部分再次進(jìn)入吸收反應(yīng)器(1)參與反應(yīng)，部分進(jìn)入過濾器過濾掉硫磺后進(jìn)行電解再生；

所述含硫化氫的酸性氣流速為20-80L/h，液相流速為300-800L/h，控制液/氣體積比在10-15范圍內(nèi)；

其中，吸收液儲(chǔ)罐(3)中的液體部分被送往過濾器過濾出硫磺，當(dāng)過濾器的壓降達(dá)到0.2MPa-0.3MPa后，由130℃-140℃加熱的壓縮空氣加壓反吹，使過濾器中的硫磺被吹脫至硫磺漿料儲(chǔ)罐(5)；當(dāng)硫磺漿料儲(chǔ)罐(5)中的硫磺量超過儲(chǔ)罐容量的一半時(shí)，將硫磺漿料送往硫磺熔融精制罐(11)進(jìn)行熔融純化，硫磺熔融后與吸收液分層，下層為硫磺，并從罐底部導(dǎo)出，上層為吸收液，被再次送至吸收液儲(chǔ)罐(3)等待參與反應(yīng)；

吸收液儲(chǔ)罐(3)中的液體部分被送往過濾器后得到的濾液進(jìn)入電解裝置的陽極液儲(chǔ)罐(13)，然后送到電解池(20)陽極電解再生；再生后的吸收液返回陽極液儲(chǔ)罐(13)等待再次參與電解循環(huán)，過多的再生液溢流至吸收液儲(chǔ)罐(3)再次參與吸收氧化反應(yīng)；電解池(20)的陰極液來自于陰極液儲(chǔ)罐(18)，電解后再次進(jìn)入陰極液儲(chǔ)罐(18)等待電解循環(huán)；電解池(20)陽極液中的氫離子通過離子交換膜進(jìn)入陰極，被還原為氫氣；

所述的酸性氣體中硫化氫體積含量1-90％，其他氣體為氮?dú)狻⒓淄椤⑾N和二氧化碳；

所述吸收液為富含三價(jià)鐵離子和二價(jià)鐵離子的酸性溶液，酸為鹽酸或硫酸；

所述的電解硫化氫制取高純度氫氣和硫磺的方法所用的裝置，包括吸收液儲(chǔ)罐(3)，其特征在于，吸收液儲(chǔ)罐(3)通過進(jìn)料管路(103)連接吸收反應(yīng)器(1)，吸收反應(yīng)器(1)通過硫磺漿料導(dǎo)出管路(101)連接硫磺漿料儲(chǔ)罐(5)，吸收反應(yīng)器(1)通過清液導(dǎo)出管路(102)連接吸收液儲(chǔ)罐(3)，吸收液儲(chǔ)罐(3)通過管路連接硫磺熔融精制罐(11)，硫磺熔融精制罐(11)回連到硫磺漿料儲(chǔ)罐(5)；吸收液儲(chǔ)罐(3)通過管路連接初級(jí)過濾器(8)，初級(jí)過濾器(8)通過管路連接二級(jí)過濾器(12)，二級(jí)過濾器(12)通過第一管路(105)回連到初級(jí)過濾器(8)，第一管路(105)通過管路連接硫磺漿料儲(chǔ)罐(5)；吸收液儲(chǔ)罐(3)通過管路連接電解裝置；二級(jí)過濾器(12)連接電解裝置。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電解硫化氫制取高純度氫氣和硫磺的方法，其特征在于，所述的硫化氫氣體和吸收液的反應(yīng)是在常壓以及20-80℃的條件下進(jìn)行；所述電解池中的陰陽極電解反應(yīng)是在常壓以及20-80℃的條件下進(jìn)行。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電解硫化氫制取高純度氫氣和硫磺的方法，其特征在于，吸收反應(yīng)器(1)的頂端設(shè)置出氣管。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電解硫化氫制取高純度氫氣和硫磺的方法，其特征在于，吸收液儲(chǔ)罐(3)通過管路連接硫磺漿料儲(chǔ)罐(5)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電解硫化氫制取高純度氫氣和硫磺的方法，其特征在于，初級(jí)過濾器(8)和二級(jí)過濾器(12)之間設(shè)置初級(jí)濾液儲(chǔ)罐(9)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電解硫化氫制取高純度氫氣和硫磺的方法，其特征在于，電解裝置包括陽極液儲(chǔ)罐(13)，陽極泵(14)，陰極液再生殘液泵(15)，陰極液再生罐(16)，氣液分離器(17)，陰極液儲(chǔ)罐(18)，陰極泵(19)，電解池(20)；陽極液儲(chǔ)罐(13)與陰極液再生罐(16)連接，陰極液再生罐(16)與陰極液儲(chǔ)罐(18)連接，陽極液儲(chǔ)罐(13)與陰極液儲(chǔ)罐(18)均與電解池(20)連接；陰極液再生罐(16)與氣液分離器(17)連接；電解池(20)分別通過管路與氣液分離器(17)和陽極液儲(chǔ)罐(13)連接。