论文摘要
随着我国新能源开发的展开,沼气作为一种新能源,其开发利用显得日益重要,尤其是在广泛的农村地区,进行沼气能源的开发,对生态保护具有不可替代的重要意义。但沼气中含有一定量的硫化氢气体,而硫化氢气体具有腐蚀性、毒性强、污染环境、腐蚀金属、危及人类健康和生命,属严格控制的危险气体。目前对于广大农村众多分散、小规模的家用沼气系统,还没有经济实用的脱硫系统。因此研究适合家用沼气系统的脱硫工艺具有一定的现实意义。根据金属离子M2+与S2-生成低溶度积MS沉淀的原理,提出以Zn2+溶液吸收H2S生成ZnS沉淀实现高效脱硫,继而利用吸收液中Fe3+的氧化性氧化ZnS制取硫磺实现硫资源的回收并同时释放出脱硫沉淀剂Zn2+。然后用电解氧化的方法再生出吸收过程消耗的Fe3+,实现脱硫组分的再生循环。本文第一部分用含有ZnCl2、FeCl3和一定助剂的混合溶液作为吸收剂,在自制的筛板鼓泡吸收管中进行吸收实验。考察了各单因素对脱硫效率的影响,确定了Zn/Fe体系适宜的反应条件。在实验室有限条件下,脱硫效率均达到了99.6%以上,脱硫后的沼气中硫化氢含量低于20mg/m3,达到了国家煤气中硫化氢含量标准。吸收液对H2S的选择性高,生成的硫磺颗粒大、易分离、纯度高。第二部分,对脱硫机理进行了热力学和电化学分析。热力学分析表明,Zn2+可以快速、高效的脱除H2S,是一种理想的沉淀H2S的金属离子;ZnS/S体系电化学分析表明,Fe3+能够有效氧化ZnS制取硫磺。而用双膜理论对吸收的动力学研究表明,Zn2+沉淀H2S属气膜控制的瞬间不可逆反应。第三部分则研究了Fe3+的电解氧化过程。实验分别考察槽电压、阴极液中H+浓度、搅拌速率和电解反应温度对电解电流密度的影响,并对实验数据进行因次分析,得到电解反应的动力学方程:吸收液等电量电解再生后,其成分恢复到初始水平,吸收液可以重复多次循环使用。
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摘要Abstract第1章 绪论1.1 选题背景及意义1.2 本文研究的主要内容1.3 研究的创新点第2章 文献综述2.1 沼气简介2S 的研究现状'>2.2 国内外脱除H2S 的研究现状2.2.1 干法脱硫2.2.2 湿法脱硫2.2.3 最新工艺2.2.4 结语2S 的工艺研究'>第3章 Zn/Fe 体系湿法催化氧化脱除沼气中H2S 的工艺研究3.1 实验机理3.2 实验流程及方法3.2.1 实验流程3.2.2 实验方法3.2.3 分析方法3.3 实验结果3.3.1 初始pH 值对脱硫效率η的影响2+)对脱硫效率η的影响'>3.3.2 c(Zn2+)对脱硫效率η的影响3+)对脱硫效率η的影响'>3.3.3 c(Fe3+)对脱硫效率η的影响2+)对脱硫效率η的影响'>3.3.4 c(Fe2+)对脱硫效率η的影响3.3.5 气液接触时间t 对脱硫效率η的影响2S 进口浓度ci 对脱硫效率η的影响'>3.3.6 H2S 进口浓度ci对脱硫效率η的影响3.3.7 温度对脱硫效率η的影响3.3.8 综合条件连续实验结果3.4 产物分析3.5 本章小结第4章 脱硫机理和动力学分析2S-M2＋-H20 体系热力学分析'>4.1 H2S-M2＋-H20 体系热力学分析2S-H20 体系'>4.1.1 H2S-H20 体系2S-M2+-H20 体系分析'>4.1.2 H2S-M2+-H20 体系分析3+氧化ZnS 电位分析'>4.2 Fe3+氧化ZnS 电位分析20 体系'>4.2.1 S-H20 体系20 体系和Fe3+氧化ZnS 的E-pH 分析'>4.2.2 ZnS-H20 体系和Fe3+氧化ZnS 的E-pH 分析3+氧化电位分析'>4.2.3 Fe3+氧化电位分析2+吸收H2S 的动力学分析'>4.3 Zn2+吸收H2S 的动力学分析4.4 本章小结3+的电解氧化再生研究'>第5章 Fe3+的电解氧化再生研究5.1 实验装置与实验方法5.1.1 电解槽的设计5.1.2 实验方法5.2 吸收溶液电解的理论基础5.2.1 电极过程5.2.2 理论耗电量5.2.3 槽压5.2.4 吸收溶液的导电性5.2.5 电极的选择5.3 实验结果5.3.1 电解槽的伏安特性+）的影响'>5.3.2 阴极液中c（H+）的影响5.3.3 搅拌速率s 的影响E 的影响'>5.3.4 电解温度TE的影响5.3.5 电解反应的宏观动力学分析3+氧化再生及再生后的脱硫效率'>5.3.6 Fe3+氧化再生及再生后的脱硫效率5.4 本章小结第6章 结论参考文献致谢附录：攻读学位期间发表论文
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标签：沼气论文; 硫化氢论文; 体系论文; 湿法氧化论文;
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