[发明专利]处理含有硫化氢、二硫化碳的废气的方法和相应的装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种催含有硫化氢、二硫化碳以及含硫有机物的废弃的方法。

背景技术

橡胶助剂M，DM，CBS，NOBS等是橡胶工业非常重要的辅助添加剂，随着我国汽车等行业市场的巨大需求，带动了这些行业的快速发展，导致产量快速增长。目前国内普遍采用的方法是先合成橡胶促进剂M，并以其为原料合成其他促进剂。因此橡胶促进剂M就成为了重要的化工原料和成品。据资料显示，2002年至2005年我国促进剂M的产量由1.78万吨提升至4.4万吨(橡胶助剂生产现状与市场分析，梁诚，化学工业，2007年第25卷第6期)。国内采用合成橡胶促进剂的方法主要是间歇式苯胺法:

可以发现其产物含有大量硫化氢，以及未反应的二硫化碳等物质，其中硫化氢与二硫化碳是剧毒物，直接排放会给环境带来巨大的污染，一般都会对尾气进行处理后才进行排放。

发明内容

本发明的目的在于提供一种显著改善尾气处理能耗和质量的方法，对含有硫化氢、二硫化碳的废气进行有效的回收利用，并克服现有技术中对尾气物质利用不足，尾气处理过程依然产生大量酸性物质的缺点。

现有技术中对这种废气，尤其是橡胶促进剂M的尾气处理的方法为Claus焚烧法，即将尾气灼烧生成S，二氧化硫等物质，显而易见的是这些物质依然是大气污染物需要额外的附加措施才能达标排放，因此效果并不理想。

本发明采用的方法可以克服这些不足，具体采用的方法是：

(1)将尾气引入碱液喷淋塔，中和硫化氢等物质；

(2)收集中和后的溶液加热向其通入空气直至出现沉淀，继续加热至沉淀溶解，也可以加热至沉淀不再析出为止；

(3)将喷淋塔的流出液与汞充分接触；

(4)收集与汞充分接触过的二次流出液；

(5)加热二次流出液，收集蒸汽(二硫化碳)，冷凝收集回收；

(6)过滤剩下的母液，固体物质回收(朱砂)，干燥后可以作为颜料利用。

作为优选的实施例，(1)中的碱液可以为NaOH,KOH,Ca(OH)2，CsOH，LiOH，Na2CO3,NaHCO3，一种或任意组合。溶液的浓度一般在在5wt％-40wt％，可以根据需要进行灵活调节。

作为优选的实施例，(1)的碱液喷淋塔可以随尾气排放通量情况设计，例如可以设计为1-n个串联塔，在高负荷运转时，启用多个串联塔串联或并联工作，在低负荷时可以仅使用一个串联塔，降低成本。优选1-3个串联塔，更优选1-2个，最优选1个喷淋塔。

作为优选的实施例，(1)为了充分回收二硫化碳，在每个喷淋塔上部设置出口，引出蒸汽，将其冷凝，与该喷淋塔下部引出的溶液混合后再进入下一个步骤或者下一个喷淋塔。

作为优选的实施例，(2)中加热温度为80-150摄氏度，更优选在加压釜中进行加热；温度最优选为103-112摄氏度，压强为0.1-0.5MPa,优选0.15MPa；引入空气可由底部加入加压的空气，形成气泡充分混合。

作为优选的实施例，(3)中与汞接触的方式包括但不限于：从特制的板式塔上部引入喷淋塔流出的溶液。所述特制的板式塔是指每个板上放置汞单质，例如使用外沿高出的盘状板，内凹处放置汞，优选内凹处为平面，汞单质厚度不宜过厚，可根据成本考量决定，其他形式的放置方法也可采用。如此，使得步骤(3)的溶液经过汞单质生成不溶物HgS(beta相)，其密度约为8g/cm3，低于汞的密度，会在水溶液与汞的分界面产生。

可选的，可采用加速喷入的方式引入喷淋塔流出液，带动形成的HgS沉淀随溶液进入下一工序。

若发现汞消耗殆尽，可以将板取出(塔内可左右相错设置多个板，溶液蜿蜒流过，这样第一块板最先被消耗)过滤分离汞与HgS，将HgS加入到下一工序。

作为优选的实施例，(6)中加热温度在40-60摄氏度，同时冷凝收集二硫化碳，可以再次作为反应物参加反应。

作为优选的实施例，(6)中的溶液可以再混入部分未经过汞单质反应的喷淋塔流出液，由于工况的不同，是否加入取决于溶液中含硫阴离子的浓度，只要保持混合溶液中含有过量的硫离子足以产生朱砂即可。加热后的溶液经过滤后还可以继续循环参加反应，废液的排放降到最低。

附图说明