[发明专利]基于多酸的绿色脱硫体系及脱硫-电化学再生协同的循环脱硫副产氢气方法、系统及应用

说明书

本发明涉及基于多酸的绿色脱硫体系及脱硫‑电化学再生协同的循环脱硫副产氢气方法、系统及应用，将硫化氢与氮气的混合气体，通入到装有多酸水溶液的玻璃反应器中，一部分处理硫化氢后的低浓度多酸水溶液经玻璃反应器下部支管，由水泵设计特定流速抽到H型电解池的阳极室内，多酸盐的阴离子在阳极失去电子而被再生，在阴极室内的氢离子得到电子生成氢气。在阳极室内再生后的多酸水溶液经玻璃反应器的上部支管，由特定功率的水泵以相同流速打回到玻璃反应器内，在处理和再生的过程中，使玻璃反应器内的溶液总量保持不变。本发明实现了多酸的绿色脱硫水溶液脱除硫化氢和多酸的绿色脱硫水溶液再生的同时持续循环进行，并且产生氢气。利于工业化推广。

技术领域

本发明属于大气污染物控制的技术领域，特别涉及一种基于多酸的绿色脱硫体系边脱硫边再生的电化学再生循环脱硫法。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

硫化氢是一种可燃、极低嗅觉阈值、无色、毒性较大的酸性气体，低浓度时有浓烈的臭蛋味，极低浓度时为硫磺味。在大多数工业生产中很少使用硫化氢，但是硫化氢往往会是化学反应和蛋白质自然分解的中间产物或者最终产物，或掺杂在混合气，以杂质形式出现。涉及硫化氢的工业一般是城市污水治理、纸业加工厂、石油化工厂、纤维加工厂以及一些化工原料的制备等。在许多工业加工工序中，硫化氢的存在降低了设备的使用年限，大大增加了企业的运行成本，会造成运行过程中的添加剂中毒丧失活性，与空气混合成一定浓度的混合气，在高温的环境下会引起爆炸，并且对操作工人和周边居民也造成了极大的生命威胁。硫化氢的吸收可分为干法脱硫和湿法脱硫两大类。干法脱硫具有工艺成熟、设备操作简单、设备耐久度好的特点，但是由于硫容量低，脱硫剂的耐久度差，不可重复再生或者重复再生流程复杂，再生产量低，导致了脱硫剂不能连续使用，污染了环境，也大大增加了企业的脱硫成本。主要分为碳基吸附脱硫、分子筛吸附脱硫、金属氧化物氧化脱硫、膜法脱硫、Claus法转化脱硫等其他干法脱硫工艺。湿法脱硫一般是将硫化氢气体通过放有脱硫剂的水溶液，使用脱硫剂将硫化氢转化为单质硫，其脱硫剂的水溶液可多次循环再生并且脱硫性能下降较小或者优于原有未处理硫化氢的脱硫剂水溶液。主要分为化学氧化脱硫、醇胺溶液吸收脱硫、生物脱硫、离子液体等新型湿法脱硫工艺。

多酸盐也叫多金属氧酸盐，又叫金属氧簇化合物。主要分为同多化合物和杂多化合物。杂多化合物是由杂原子、配原子、反荷离子和结晶水组成。多酸的分类按照有无杂原子、杂原子和配原子的比值分类、杂原子的结构类型分类。杂多化合物已经有近200年的历史，随着科技的发展，人们发现某些多酸具有高活性、高选择性、高稳定性、可循环利用性。进而，杂多化合物应用于化工的很多催化领域。

多酸盐水溶液的传统吸收硫化氢和再生脱硫液的方法是等待多酸盐水溶液吸收硫化氢饱和以后，将脱硫液取出，转移到电解池中，使多酸盐的阴离子化合价由低变高从而实现再生，但发明人发现：这个方法再生时间长，效率低，无法长时间保持最佳的脱硫效果，多酸盐水溶液吸收硫化氢和脱硫液的再生分开进行，需等待脱硫液再生完成后再进行吸收硫化氢，这将大大延长脱硫时间，无法连续进行脱硫，增加了脱硫成本。而且此方法会存在一些操作不规范的风险，容易造成二次污染。

发明内容

为了克服上述不足，本发明提供一种基于多酸的绿色脱硫体系边脱硫边再生的电化学再生循环脱硫法。在脱硫过程和再生过程同步进行下，本发明在延长最佳脱硫时间的同时不但脱硫性能较原脱硫液没有降低还优于传统脱硫-再生的脱硫性能。

为实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：

本发明的第一个方面，提供了一种基于多酸的绿色脱硫体系及脱硫-电化学再生协同的循环脱硫副产氢气系统，包括：反应器、电解池；所述电解池分为阳极室和阴极室，所述阳极室与反应器之间设置液体循环管道和液体输送装置。