阅读说明：本技术 一种利用酸性废气生产硫化锌的方法 (Method for producing zinc sulfide by using acidic waste gas ) 是由 李洪斗 臧法收 赵康 徐明彬 于 2019-07-09 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种利用酸性废气生产硫化锌的方法,包括：配制摩尔浓度为1.65～1.75mol/L的硫酸锌溶液；将硫酸锌溶液注入反应釜,并在0.4Mpa蒸汽加热下,将溶液加热到65℃；向反应釜中通入硫化氢气体,搅拌使硫酸锌与硫化氢反应；将反应后物料导入前水洗槽,经过沉降将上清液排入硫酸储槽内,然后加入水进行水洗；将水洗后的粉浆在90-93℃内加热保温约150min,进行熟化；熟化完成的粉浆导入后水洗槽,洗掉晶体中的杂质；过滤掉机械杂质,然后将粉浆导入脱水机进行脱水处理；将脱水后的粉料干燥处理。本发明工艺简单,可直接从原废气通道中引出,不必对原设施进行改造,成本低,净化效率高,减少对大气污染。(The invention provides a method for producing zinc sulfide by using acidic waste gas, which comprises the following steps: preparing a zinc sulfate solution with the molar concentration of 1.65-1.75 mol/L; injecting the zinc sulfate solution into a reaction kettle, and heating the solution to 65 ℃ under the heating of 0.4Mpa steam; introducing hydrogen sulfide gas into the reaction kettle, and stirring to enable the zinc sulfate to react with the hydrogen sulfide; introducing the reacted materials into a front water washing tank, discharging the supernatant into a sulfuric acid storage tank through sedimentation, and then adding water for washing; heating the washed powder slurry at 90-93 deg.C for 150min, and aging; introducing the cured slurry into a water washing tank to wash off impurities in the crystals; filtering out mechanical impurities, and then introducing the powder slurry into a dehydrator for dehydration; and drying the dehydrated powder. The invention has simple process, can be directly led out from the original waste gas channel, does not need to modify the original facilities, has low cost and high purification efficiency, and reduces the air pollution.)

一种利用酸性废气生产硫化锌的方法

技术领域

本发明涉及硫化锌生产技术领域，尤其涉及一种利用酸性废气生产硫化锌 的方法。

背景技术

酸性废气体中常含有硫化氢，烃类等，例如在化工生产中，产生酸性气时 都对环境造成污染，尤其是石油化工生产的废气排放量大，主要成分是含有CS2 和H2S的气体，其中H2S约占70％-90％，CS2为20％，我国酸性气大部分用 于焚烧或吸收，回收率达到95-99％，其余的CS2和H2S等有毒气体被高空排放 或无组织排放。对此，许多有志者做过研究，已有多种酸性气治理方法。

归纳起来有以下几种：燃烧法，主要是利用酸性气中CS2和H2S分子中都 含有S，燃烧后生产单质硫磺和SO2；硫磺单独作为产品，SO2可以燃烧生成 SO3或经NaOH反应成Na2SO3等予以排放。燃烧法需要废气有一定浓度和稳 定性，否则燃烧不稳定，这在国内比较难做到。同时仪表设备等腐蚀较大，回 收的产品价值较低，对低浓度的废气无法燃烧回收。碱吸收法，碱吸收法历史 悠久，往往采用高大的吸收塔或淋洗塔，占地面积大，且产生废水，这种方法 基本建设投资大，耗碱量大而且H2S除得不彻底。络合铁法，是利用络合铁对 酸性气中的硫化氢氧化生成单质硫磺，达到净化目的。再通过络合剂再生，循 环利用。但是该工艺脱硫效果不稳定，酸性气波动大时，极易造成冲塔，络合 剂带至后段工序。该方法控制较严，且运行费用每年都要投入，运行费用较高， 尾气指标不太稳定。催化法，采用催化剂脱H2S基本是以克劳斯反应为基础， 有的采用有机溶剂，进行液相反应回收硫，该方法操作复杂，费用高，或者在 气相条件下进行，但是催化剂活性会降低，因而催化剂的再生、催化剂使用寿 命直接影响处理回收成本。氨法用氨水与酸性气中的硫化氢反应生成硫酸铵， 无二次污染，但容易造成氨逃逸，污染大气环境。目前尚未见投资少、运行费 用低、附加值高的综合利用废气中硫化氢处理的方法报道。

综上可知，现有技术在实际使用上显然存在不便与缺陷，所以有必要加以 改进。

发明内容

针对上述的缺陷，本发明的目的在于提供一种利用酸性废气生产硫化锌的 方法，其投资小、运行费用低。

为了实现上述目的，本发明提供一种利用酸性废气生产硫化锌的方法，其 特征在于，包括如下步骤：

配制摩尔浓度为1.65～1.75mol/L的硫酸锌溶液；

将硫酸锌溶液注入反应釜，并在0.4Mpa蒸汽加热下，将溶液加热到65℃；

向反应釜中通入硫化氢气体，搅拌，使硫酸锌与硫化氢反应；

将反应后物料导入前水洗槽，经过沉降将上清液(稀硫酸)排入硫酸储槽 内，然后加入水进行水洗；

将水洗后的粉浆在90-93℃内加热保温约150min，进行熟化；

熟化完成的粉浆导入后水洗槽，洗掉晶体中的杂质；

过滤掉机械杂质，然后将粉浆导入脱水机进行脱水处理；

将脱水后的粉料干燥处理。

根据本发明的利用酸性废气生产硫化锌的方法，所述硫酸锌的浓度为 1.70mol/L。

根据本发明的利用酸性废气生产硫化锌的方法，硫酸锌溶液进入反应釜前， 所述方法还包括：

将硫酸锌溶液中粒径＜15μm的杂质过滤处理。

根据本发明的利用酸性废气生产硫化锌的方法，所述硫酸锌溶液是通过0# 氧化锌与精制硫酸反应制成。

根据本发明的利用酸性废气生产硫化锌的方法，所述水洗后的浆粉温度为 为91.5℃。

根据本发明的利用酸性废气生产硫化锌的方法，所述硫化氢气体来源于工 业废气。

本发明提供了一种利用酸性废气生产硫化锌的方法，包括：配制摩尔浓度 为1.65～1.75mol/L的硫酸锌溶液；将硫酸锌溶液注入反应釜，并在0.4Mpa蒸 汽加热下，将溶液加热到65℃；向反应釜中通入硫化氢气体，搅拌使硫酸锌与 硫化氢反应；将反应后物料导入前水洗槽，经过沉降将上清液排入硫酸储槽内， 然后加入水进行水洗；将水洗后的粉浆在90-93℃内加热保温约150min，进行熟 化；熟化完成的粉浆导入后水洗槽，洗掉晶体中的杂质；过滤掉机械杂质，然 后将粉浆导入脱水机进行脱水处理；将脱水后的粉料干燥处理。本发明工艺简 单，可直接从原废气通道中引出，不必对原设施进行改造，成本低，净化效率高，减少对大气污染。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例， 对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以 解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供一种利用酸性废气生产硫化锌的方法，发明思路是：把废气中 的硫化氢作为原料，与硫酸锌反应生成硫化锌高附加值产品，该方法工艺简单， 实施容易，该方法主要是用硫酸锌来吸收H₂S，副产品硫酸再与氧化锌反应生成 硫酸锌，形成循环利用，其反应式如下：

ZnSO₄+H₂S→ZnS+H₂SO₄或ZnO+H₂SO₄→ZnSO₄+H₂O。

实现本发明的废气硫化氢综合利用工艺方法需要配置以下硬件设备：一种 由高速搅拌形成的高速反应釜，该反应釜内有高速搅拌器，硫酸锌与硫化氢进 入反应釜后，高速搅拌下，充分反应，外壳的一端为反应的输入口，另一端为 硫化锌的出口，顶部设有尾气排放线，进料喷嘴与供水系统相连的供水管相连； 进入反应釜后形成漩涡状，反应充分，提高晶体成型质量。

具体的，本发明所述的方法包括如下步骤：

1)溶解并配制硫酸锌溶液：配成硫酸锌溶液的摩尔浓度在1.65～ 1.75mol/L。一实施例中，优选采用1.70mol/L左右的浓度。

2)加热过滤：由供液系统的输液泵经过滤器过滤后净化，液滴中＜15μm 的杂质被过滤，硫酸锌溶液进入反应釜；溶液在0.4Mpa蒸汽加热下，加热到 65℃，达到反应温度。

3)反应：硫酸锌溶液进入反应釜加温后再通入硫化氢气体，在搅拌条件下硫 酸锌与硫化氢进行充分反应。

4)前水洗；将反应后物料导入前水洗槽，经过沉降将上清液(稀硫酸)排 入硫酸储槽内，然后加入水进行水洗。

5)熟化：水洗后的粉浆进行熟化，使其在90-93℃内加热保温约150min， 提高硫化锌的结晶性，使得硫化锌显示出特殊的粒度分布和分散性的效果。

6)后水洗：熟化完成的粉浆导入后水洗槽，洗掉晶体中的硫酸盐等杂质。

7)过滤脱水：通过水筛机过滤掉机械杂质等，然后将粉浆导入脱水机进行 脱水。

8)干燥：脱水后的粉料进入干燥箱进行干燥，达标后进行包装。

本发明的有益效果：

1.本方法是以硫酸锌和硫化氢反应脱除硫化氢的，工艺简单，可直接从原 废气通道中引出，不必对原设施进行改造，安装方便，成本低，净化效率高， 减少对大气污染。

2、与传统湿式喷淋技术相比，本工艺的能耗低，用蒸汽量少，是其他工艺 (胺法、焚烧)的十分之一，大量节约了能源，同时也大大减少了废气的湿度。

3、本方法可用不同的吸收液脱硫，也可用电厂、造纸厂、制药厂、化工厂、 化肥厂等产品硫化锌附加值高，优于常规工艺且可以降低生产成本，提高石油 化工的生产经济效益。

4、硫酸副产品作为原料，循环利用，减少生产中的安全隐患，对环境不 造成污染。

本发明提供如下多个实施例：

实施例1

工业硫酸锌溶于水配制成1.70mol/L左右，经供液系统的输液泵经过多级过 滤器过滤后使其在通道中净化，液滴中＜15μm的杂质被过滤，溶液在0.4Mpa 蒸汽加热下，加热到65℃，达到反应温度。硫酸锌溶液进入反应釜后通入硫化 氢气体，在搅拌条件下硫酸锌与硫化氢进行充分反应，反应后将物料导入前水 洗槽，经过沉降将上(稀硫酸)排入硫酸储槽内，加入水进行水洗。熟化：水 洗后的粉浆进行熟化，使其在90-93℃内加热保温约150min，提高硫化锌的结晶 性，使得硫化锌显示出特殊的粒度分布和分散性的效果。熟化完成的粉浆导入 后水洗槽，洗掉晶体中的硫酸盐等杂质。通过水筛机过滤掉机械杂质等，将粉浆导入脱水机进行脱水。脱水后的粉料用小车送入干燥箱进行干燥后进行 包装。未反应的硫化氢被送至尾气吸收部分，用碱液逆向接触，反应生成硫化 钠。

实施例2

2#氧化锌与工业硫酸反应，溶于水配制成1.70mol/L左右，经供液系统的输 液泵经过多级过滤器过滤后使其在通道中净化，液滴中＜15μm的杂质被过滤， 溶液在0.4Mpa蒸汽加热下，加热到65℃，达到反应温度。硫酸锌溶液进入反应 釜后通入硫化氢气体，在搅拌条件下硫酸锌与硫化氢进行充分反应，反应后将 物料导入前水洗槽，经过沉降将上(稀硫酸)排入硫酸储槽内，加入水进行水 洗。熟化：水洗后的粉浆进行熟化，使其在90-93℃内加热保温约150min，提高 硫化锌的结晶性，使得硫化锌显示出特殊的粒度分布和分散性的效果。熟化完 成的粉浆导入后水洗槽，洗掉晶体中的硫酸盐等杂质。

通过水筛机过滤掉机械杂质等，然后将粉浆导入脱水机进行脱水。脱水后 的粉料用小车送入干燥箱进行干燥后进行包装。未反应的硫化氢被送至尾气吸 收部分，用碱液逆向接触，反应生成硫化钠。

实施例3

1#氧化锌与精制纯硫酸反应，溶于水配制成1.70mol/L左右，经供液系统的 输液泵经过多级过滤器过滤后使其在通道中中净化，液滴中＜15μm的杂质被 过滤，溶液在0.4Mpa蒸汽加热下，加热到65℃，达到反应温度。硫化锌溶液进 入反应釜后通入硫化氢气体，在搅拌条件下硫酸锌与硫化氢进行充分反应，反 应后将物料导入前水洗槽，经过沉降将上(稀硫酸)排入硫酸储槽内，加入水 进行水洗。熟化：水洗后的粉浆进行熟化，使其在90-93℃内加热保温约150min， 提高硫化锌的结晶性，使得硫化锌显示出特殊的粒度分布和分散性的效果。熟 化完成的粉浆导入后水洗槽，洗掉晶体中的硫酸盐等杂质。通过水筛机过滤掉 机械杂质等，将粉浆导入脱水机进行脱水。脱水后的粉料用小车送入干燥箱进行干燥，烘箱用蒸汽加热，烘干温度150℃达标后进行包装。未反应的硫化氢被 送至尾气吸收部分，用碱液逆向接触，反应生成硫化钠。

实施例4：

0#氧化锌与精制硫酸反应，溶于水配制成1.70mol/L左右，经供液系统的输 液泵经过多级过滤器过滤后使其在通道中净化，液滴中＜15μm的杂质被过滤， 溶液在0.4Mpa蒸汽加热下，加热到65℃，达到反应温度。硫酸锌溶液进入反应 釜后通入硫化氢气体，在搅拌条件下硫酸锌与硫化氢进行充分反应，反应后将 物料导入前水洗槽，经过沉降将上(稀硫酸)排入硫酸储槽内，加入除盐水进 行水洗。熟化：水洗后的粉浆进行熟化，使其在90-93℃内加热保温约150min， 提高硫化锌的结晶性，使得硫化锌显示出特殊的粒度分布和分散性的效果。熟 化完成的粉浆导入后水洗槽，洗掉晶体中的硫酸盐等杂质。

通过水筛机过滤掉机械杂质等，最后将粉浆导入脱水机进行脱水。脱水后 的粉料送入干燥箱进行干燥，烘箱用蒸汽加热，烘干温度150℃，达标后进行包 装。未反应的硫化氢被送至尾气吸收部分，用碱液逆向接触，反应生成硫化钠。

对以上实例制备得到的硫化锌进行检测，具体检测结果如下表1：

由上表可知，实例4制备的硫化锌纯度高，粒径均一，不易团聚，粒径范 围较窄。该项目已建设完成，并顺利投入生产，并且产品质量稳定。

综上所述，本发明提供了一种利用酸性废气生产硫化锌的方法，包括：配 制摩尔浓度为1.65～1.75mol/L的硫酸锌溶液；将硫酸锌溶液注入反应釜，并在 0.4Mpa蒸汽加热下，将溶液加热到65℃；向反应釜中通入硫化氢气体，搅拌使 硫酸锌与硫化氢反应；将反应后物料导入前水洗槽，经过沉降将上清液排入硫 酸储槽内，然后加入水进行水洗；将水洗后的粉浆在90-93℃内加热保温约 150min，进行熟化；熟化完成的粉浆导入后水洗槽，洗掉晶体中的杂质；过滤 掉机械杂质，然后将粉浆导入脱水机进行脱水处理；将脱水后的粉料干燥处理。 本发明工艺简单，可直接从原废气通道中引出，不必对原设施进行改造，成本低，净化效率高，减少对大气污染。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情 况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但 这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。