一种处理混合气的方法 【技术领域】
本发明涉及混合气体的处理方法
背景技术
一些化工生产过程中产生大量的含有硫化氢等成分的多组分混合气体。混合气中的硫化氢是毒性很强的气体，不能直接放空。通常的处理方法是采用化学选择性转化法，即在化学反应时只选择硫化氢，在化学反应过程中把混合气中硫化氢予以转化，其他组分则予以放空。具体方法是，使用克劳斯法把混合气中的硫化氢转化成硫磺。这种方法的缺点是，1.硫化氢制取硫磺，在经济上是不合算的，一个分子的硫化氢理论上最多可生成一个分子的硫磺，硫磺的分子量又小于硫化氢，而硫化氢的价值(以质量单位计)是硫磺的数倍以上。2.把混合气中其他无毒气体放空，一是一些无毒气体如二氧化碳也是有利用价值的气体，放空是可惜的；二是把这种无毒气体放空，对大气也是一种污染。例如，二氧化碳是温室气体，二氧化硫、三氧化硫是酸性气体，等等。
发明目的
本发明就是要提供一种环境效益和经济效益均较好的处理含有硫化氢等成分的多组分混合气体地方法。
【发明内容】
本发明与现有技术不同之处在于，本发明处理混合气体是采用物理方法而非化学选择性转化法。具体方法就是把混合气中各组分进行分离操作，即把混合气中含量比较高且有价值的组分从混合气中分离出来或把其他无利用价值且含量较低的组分从混合气中除去，使有利用价值的组分的纯度达到自己使用或向市场出售的要求。使放空的气体达到放空要求，尽量不含或少含二氧化碳这种温室气体以及二氧化硫、三氧化硫这类酸性气体，提高环境效益。根据混合气组分的数量、种类、各组分浓度或含量以及所要求的分离产物的种类、浓度或纯度，选取萃取操作方式、吸收操作方式、蒸馏操作方式、比重差分离操作方式之中的任意一种或这些操作方式的任意组合。
举例说明：混合气中含有二氧化硫、二氧化碳、氮气、硫化氢等组分，若只为除去混合气中的二氧化硫，可采用水进行吸收的操作；若混合气中二氧化碳和二氧化硫含量较少，且对分离后的产物纯度要求又不十分严格，可采用有机溶剂或溶液进行吸收操作；若对分离产物的纯度要求不十分严格，可以只采用比重差分离方式；若对分离产物的纯度要求比较严格，则要在前几种操作的基础上引入蒸馏操作；若蒸馏操作仍难以达到分离纯度要求，就需要蒸馏结合萃取操作或单独使用萃取操作。
对混合气中各组分进行分离时，要控制混合气的温度和压力两个条件或两个条件中的任意一个，以便分离的顺利进行。除吸收操作以外，其他几种操作均需要使混合气中一种或一种以上的组分相变为液体或固体，使混合气变成如下任意一种状态：a.液态、b.固态、c.气——液混合物、d.气——固混合物、e.气——液——固三态混合物。比重差分离操作方式指如下两种方式1.把混合气内的某些物质由气态相变成液态或固态，然后把混合物的气相和液相(包括固相)靠比重差进行简单分离的操作方式；2.如果液相内的各种物质能够按其物质比重的不同而分层，把各层进行简单分离的操作方式。使用萃取操作时仅使用液——液萃取方式。对于蒸馏操作，可使用多种蒸馏方法，如简单蒸馏、平衡蒸馏、加压蒸馏、精馏、特殊精馏、萃取精馏、恒沸精馏、分子蒸馏等。对于吸收，可采用物理吸收和化学吸收。
经过实验、试产，进行分离操作按下列压力和温度进行控制，分离效果较好
温度(K) 压力(MPa)
60～168 0～0.2
161～273 0～1.8
206～325 3～8.1
253～373 1.8～15
273～423 4.5～22
323～483 7.8～28
373～558 10～32
因此，建议把混合气的温度控制在60～558K，压力控制在0～32MPa
(表压)。
本发明产生的效果与背景技术相比，经济效益可提高数倍，环境效益也是十分显著的，排出的有毒有害气体的浓度均可控制在0.1％以下。
实施例
化工产品碳酸钡、碳酸锶及合成氨生产中，均产生大量含有硫化氢、氮气、二氧化碳、二氧化硫等数种组分的混合气。可以采用本发明方法把各组分进行分离操作。把混合气温度和压力(或二者之一)控制在，温度60～558K、压力0～32MPa，使混合气中的一部分组分液化，利用气体和液体的比重差，把气体和液体进行分离。如果分离产物的纯度达不到要求，则可把分离产物进行蒸馏或萃取。也可不经过比重差分离操作，直接把发生相变的混合液或气液混合物引入蒸馏或萃取。