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二硫化碳
鎖定
二硫化碳,是一種無機化合物,化學式為CS2,為無色液體,是一種常見的溶劑。實驗室用的純的二硫化碳有類似三氯甲烷的芳香甜味,但是通常不純的工業品因為混有其他硫化物(如羰基硫等)而變為微黃色,並且有令人不愉快的爛蘿蔔味。它可溶解硫單質。二硫化碳用於製造人造絲、殺蟲劑、促進劑等,也用作溶劑。
二硫化碳理化性質
二硫化碳技術化學數據
在常温常壓下二硫化碳為無色透明微帶芳香味的脂溶性液體,有雜質時呈黃色,少量天然存在於煤焦油與原油中,高純品有愉快的甜味及似乙醚氣味,一般試劑有腐敗臭雞蛋味,具有極強的揮發性、易燃性和爆炸性。燃燒時伴有藍色火焰並被氧化成二氧化碳與二氧化硫。主要用於生產人造粘膠纖維(人造棉、人造毛)和粘膠薄膜,還用以製造四氯化碳、二硫代氨基甲酸銨、黃原酸酯、浮選礦劑、溶劑和橡膠硫化劑。二硫化碳也是硫、磷、硒、溴、碘、樟腦、樹脂、蠟、橡膠和油脂等的良好溶劑,也是許多有機物進行紅外光譜測定和氫質子核磁共振光譜測定用的溶劑。能大部分從呼吸道攝入體內,也可經皮膚吸收。攝入的有1/4經呼吸排出,少量由尿排出,其餘經代謝轉化。尿中的代謝產物是硫酸鹽和存在對碘疊氮基反應具有陽性的物質,用此為二硫化碳暴露的生物指標。人吸入最低致死量為4000ppm (30分鐘)。急性中毒時,初期興奮、頭痛,繼而意識喪失、昏睡和死亡。低濃度長期暴露時,下肢出現多發性神經炎,伴有頭痛、失眠、性慾減退和記憶力下降,脱離接觸時能康復。長期暴露(例如10年)會發生視網膜症和腎疾患為特徵的血管損傷。美國、日本規定大氣最高容許濃度為10ppm (30mg/m3)。
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二硫化碳物理性質
熔點:-112~-111℃
密度:1.266g/cm3
相對蒸氣密度(空氣=1):2.64
沸點:46.2℃
飽和蒸氣壓:53.32kPa(28℃)
燃燒熱:1030.8kJ/mol
臨界温度:279℃
臨界壓力:7.90MPa
閃點:-30℃
爆炸上限(V/V):60.0%
爆炸下限(V/V):1.0%
引燃温度:90℃
外觀與性狀:無色或淡黃色透明液體,純品有乙醚味,易揮發
温度(℃) | 二硫化碳在水中(g) | 水在二硫化碳中(g) |
---|---|---|
0 | 0.242 | —— |
10 | 0.230 | 0.0086 |
20 | 0.210 | 0.012 |
30 | 0.185 | 0.017 |
40 | 0.111 | 0.022 |
二硫化碳化學性質
性質 | 數值 | 單位 | 温度(K) | 參考文獻 | 狀態 |
---|---|---|---|---|---|
熱容CP | 77.8 | J/(mol·K) | 293 | l | |
74.89 | J/(mol·K) | 294.81 | l | ||
76.02 | J/(mol·K) | 297.43 | l | ||
78.99 | J/(mol·K) | 298 | l | ||
76.1 | J/(mol·K) | 301.2 | l | ||
標準焓H(298.15K) | 116.94 | kJ/mol | 298.15 | g | |
117.1 | kJ/mol | 298.15 | g | ||
89.41 | kJ/mol | 298.15 | l | ||
標準熵S(298.15K) | 151 | J/(mol·K) | 298.15 | l |
log10(P) = A - B/(C+t) 其中:P = 蒸氣壓 (bar);t= 温度 (K) | ||||
温度範圍 | A | B | 狀 態 | |
276.74~353.08 | 4.06683 | 1168.62 | -31.616 | g |
二硫化碳光譜圖
二硫化碳紅外光譜
序號 | 峯位(cm-1) | 透過率(%) | 半峯寬(cm-1) | 峯差(%) |
---|---|---|---|---|
1 | 385 | 17 | 29 | 18 |
2 | 1496 | 9 | 124 | 90 |
3 | 2134 | 47 | 43 | 51 |
二硫化碳質譜圖
二硫化碳用途
主要作為製造黏膠纖維、玻璃紙的原材料。用二硫化碳生產的黃原酸鹽供作冶金工業的礦石浮選劑。用於生產農用殺蟲劑。橡膠工業硫化時,可作為氯化硫的溶劑。用它製造氨處理系統中設備和管路的防腐蝕劑。也是檢驗伯胺、仲胺及α-氨基酸、測折射率、色譜分析用的溶劑。也用於從亞麻仁、橄欖果實、獸骨、皮革和羊毛中提取油脂。用作航空的潤滑劑。二硫化碳是殺菌劑稻瘟靈、克菌丹、代森錳鋅、代森鋅、代森銨、福美雙、福美鋅、福美甲胂等的中間體,也是人造纖維的原料、橡膠硫化促進劑。二硫化碳是生產人造絲、賽璐玢、四氯化碳、農藥殺菌劑、橡膠助劑的原料;在生產油脂、蠟、樹脂、橡膠和硫磺等產品時,二硫化碳是優良的溶劑;可用作羊毛去脂劑、衣服去漬劑、金屬浮選劑、油漆和清漆的脱膜劑、航空煤油添加劑等。
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二硫化碳儲運方法
運輸注意事項:二硫化碳液麪上應覆蓋不少於該容器容積1/4的水。鐵路運輸採用小開口鋁桶、小開口厚鋼桶包裝時,須經鐵路局批准。運輸時運輸車輛應配備相應品種和數量的消防器材及泄漏應急處理設備。夏季最好早晚運輸。運輸時所用的槽(罐)車應有接地鏈,槽內可設孔隔板以減少震盪產生靜電。嚴禁與氧化劑、胺類、鹼金屬、食用化學品等混裝混運。運輸途中應防曝曬、雨淋,防高温。中途停留時應遠離火種、熱源、高温區。裝運該物品的車輛排氣管必須配備阻火裝置,禁止使用易產生火花的機械設備和工具裝卸。公路運輸時要按規定路線行駛,勿在居民區和人口稠密區停留。鐵路運輸時要禁止溜放。嚴禁用木船、水泥船散裝運輸。
儲存注意事項:在室温下易揮發,因此容器內可用水封蓋表面。儲存於陰涼、通風的庫房。遠離火種、熱源。庫温不宜超過30℃。保持容器密封。應與氧化劑、胺類、鹼金屬、食用化學品分開存放,切忌混儲。採用防爆型照明、通風設施。禁止使用易產生火花的機械設備和工具。儲區應備有泄漏應急處理設備和合適的收容材料。
包裝注意事項:小開口鋁桶;小開口厚鋼桶;螺紋口玻璃瓶、鐵蓋壓口玻璃瓶、塑料瓶或金屬桶(罐)外普通木箱。
二硫化碳使用注意事項
二硫化碳危險性概述
健康危害:二硫化碳是損害神經和血管的毒物。急性中毒:輕度中毒有頭暈、頭痛、眼及鼻粘膜刺激症狀;中度中毒尚有酒醉表現;重度中毒可呈短時間的興奮狀態,繼之出現譫妄、昏迷、意識喪失,伴有強直性及陣攣性抽搐。可因呼吸中樞麻痹而死亡。嚴重中毒後可遺留神衰綜合徵,中樞和周圍神經永久性損害。慢性中毒:表現有神經衰弱綜合徵,植物神經功能紊亂,多發性周圍神經病,中毒性腦病。眼底檢查:視網膜微動脈瘤,動脈硬化,視神經萎縮。
二硫化碳急救措施
皮膚接觸:立即脱去污染的衣着,用大量流動清水沖洗至少15分鐘。就醫。
眼睛接觸:提起眼瞼,用流動清水或生理鹽水沖洗。就醫。
吸入:迅速脱離現場至空氣新鮮處。保持呼吸道通暢。如出現呼吸困難應立即就醫處治。
二硫化碳消防措施
危險特性:極易燃,其蒸氣能與空氣形成範圍廣闊的爆炸性混合物。接觸熱、火星、火焰或氧化劑易燃燒爆炸。受熱分解產生有毒的硫化物煙氣。與鋁、鋅、鉀、氟、氯、疊氮化物等反應劇烈,有燃燒爆炸危險。高速衝擊、流動、激盪後可因產生靜電火花放電引起燃燒爆炸。其蒸氣比空氣重,能在較低處擴散到相當遠的地方,遇火源會着火回燃。
有害燃燒產物:一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫。
滅火方法:噴水冷卻容器,可能的話將容器從火場移至空曠處。處在火場中的容器若已變色或從安全泄壓裝置中產生聲音,必須馬上撤離。
二硫化碳泄漏應急處理
應急處理:迅速撤離泄漏污染區人員至安全區,並進行隔離,嚴格限制出入。切斷火源。應急處理人員應佩戴安全防護設備。不要直接接觸泄漏物。儘可能切斷泄漏源。防止流入下水道、排洪溝等限制性空間。
小量泄漏:用砂土、蛭石或其它惰性材料吸收。
大量泄漏:構築圍堤或挖坑收容。噴霧狀水或泡沫冷卻和稀釋蒸汽、保護現場人員。用防爆泵轉移至槽車或專用收集器內,回收或運至廢物處理場所進行無害化處理,污染現場,應急處置工具,清洗廢水更應隨之進行無害化處理至達到環保要求。
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二硫化碳物質毒性
高濃度時具有麻醉作用。可通過呼吸道及皮膚侵害人體機能,對生物有劇毒。對人體中毒機理,主要使中樞神經中毒引起神經系統疾病。中毒者的處理,是應儘快脱離現場,移至通風良好處,呼吸衰弱者需立即進行人工呼吸。
編號 | 毒性類型 | 測試方法 | 測試對象 | 使用劑量 | 毒性作用 |
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1 | 急性毒性 | 吸入 | 人類 | 4000 ppm/30M | 詳細的毒副作用沒有報告以外的其他致死劑量值 |
2 | 急性毒性 | 吸入 | 人類 | 2000 ppm/5M | 詳細的毒副作用沒有報告以外的其他致死劑量值 |
3 | 急性毒性 | 未知 | 男性 | 186 mg/kg | 詳細的毒副作用沒有報告以外的其他致死劑量值 |
4 | 急性毒性 | 口服 | 齧齒動物- 大鼠 | 1200 mg/kg | 詳細的毒副作用沒有報告以外的其他致死劑量值 |
5 | 急性毒性 | 吸入 | 齧齒動物- 大鼠 | 25 gm/m3/2H | 詳細的毒副作用沒有報告以外的其他致死劑量值 |
6 | 急性毒性 | 口服 | 齧齒動物- 鼠 | 2780 mg/kg | 詳細的毒副作用沒有報告以外的其他致死劑量值 |
7 | 急性毒性 | 吸入 | 齧齒動物- 鼠 | 10 gm/m3/2H | 詳細的毒副作用沒有報告以外的其他致死劑量值 |
8 | 急性毒性 | 口服 | 齧齒動物- 兔 | 2550 mg/kg | 詳細的毒副作用沒有報告以外的其他致死劑量值 |
9 | 急性毒性 | 口服 | 齧齒動物- 豚鼠 | 2125 mg/kg | 詳細的毒副作用沒有報告以外的其他致死劑量值 |
10 | 急性毒性 | 腹腔注射 | 齧齒動物- 豚鼠 | 400 mg/kg | 肝毒性——肝臟變性 |
11 | 急性毒性 | 吸入 | 哺乳動物- 未指定 | 2000 ppm/5M | 詳細的毒副作用沒有報告以外的其他致死劑量值 |
12 | 多次劑量 | 口服 | 齧齒動物- 大鼠 | 5055 mg/kg/4W-I | 心臟毒性——心律失常(包括在傳導的變化) 心臟毒性——脈衝 營養和代謝系統毒性——體重減輕或體重增加下降 |
13 | 多次劑量 | 吸入 | 齧齒動物- 大鼠 | 10 mg/m3/5H/13W-I | 大腦毒性——其他退化 內分泌毒性——其他變化 生化毒性——神經遞質多巴胺傳遞異常 |
14 | 多次劑量 | 吸入 | 齧齒動物- 大鼠 | 2000 ppm/4H/2W-I | 行為毒性——心理、生理變化 慢性病相關毒性——死亡 |
15 | 多次劑量 | 吸入 | 齧齒動物- 大鼠 | 114 mg/m3/8H/20W-I | 腎、輸尿管和膀胱毒性——包括急性毒性腎功能衰竭,急性毒性腎小管壞死 血液毒性——脾變化 慢性病相關毒性——死亡 |
16 | 多次劑量 | 吸入 | 齧齒動物- 大鼠 | 800 ppm/6H/12W-I | 營養和代謝系統毒性——體重減輕或體重增加下降 生化毒性——抑制轉氨酶活性 生化毒性——抑制其他酶活性 |
17 | 多次劑量 | 吸入 | 齧齒動物- 大鼠 | 1500 mg/m3/5H/26W-I | 生化毒性——抑制磷酸酶 生化毒性——抑制其他酶活性 生化毒性——新陳代謝、血液運輸異常 |
18 | 多次劑量 | 吸入 | 齧齒動物- 大鼠 | 800 mg/m3/5H/1Y-I | 生化毒性——抑制磷酸酶 生化毒性——抑制其他酶活性 |
19 | 多次劑量 | 吸入 | 齧齒動物- 大鼠 | 100 mg/m3/17W-I | 心臟毒性——冠狀心臟變化 血管毒性——血管結構變化 |
20 | 多次劑量 | 吸入 | 齧齒動物- 大鼠 | 500 ppm/24H/25W-C | 周圍神經毒性——傳入神經異常 周圍神經毒性——傳出神經異常 營養和代謝系統毒性——體重減輕或體重增加下降 |
21 | 多次劑量 | 吸入 | 齧齒動物- 大鼠 | 800 ppm/6H/15W-I | 大腦毒性——中樞神經系統異常 營養和代謝系統毒性——體重減輕或體重增加下降 |
22 | 多次劑量 | 腹腔注射 | 齧齒動物- 大鼠 | 3 mg/kg/3D-I | 脊髓神經毒性——其他脊髓退行性改變 |
23 | 多次劑量 | 腹腔注射 | 齧齒動物- 大鼠 | 6475 mg/kg/4W-I | 大腦毒性——其他退行性改變 行為毒性——嗜睡 行為毒性——激動 |
24 | 多次劑量 | 腹腔注射 | 齧齒動物- 大鼠 | 5600 mg/kg/35D-I | 心臟毒性——其他變化 血管毒性——血管結構變化 血液毒性——血清中成分的變化(如TP,膽紅素,膽固醇) |
25 | 多次劑量 | 口服 | 齧齒動物- 鼠 | 5512 mg/kg/5D-I | 內分泌毒性——胸腺重量的變化 營養和代謝系統毒性——體重減輕或體重增加下降 慢性病相關毒性——死亡 |
26 | 多次劑量 | 吸入 | 齧齒動物- 鼠 | 114 mg/m3/8H/20W-I | 胃腸道毒性——其他變化 營養和代謝系統毒性——體重減輕或體重增加下降 慢性病相關毒性——死亡 |
27 | 多次劑量 | 吸入 | 哺乳動物- 狗 | 1250 mg/m3/8H/11W- | 大腦毒性——無明顯變化 眼毒性——無明顯變化 心臟毒性——心電圖改變 |
28 | 多次劑量 | 吸入 | 靈長目動物- 猴 | 1200 mg/m3/6H/20W-I | 內分泌毒性——高血糖 血液毒性——血清中成分的改變(例如TP,膽紅素,膽固醇) |
29 | 多次劑量 | 吸入 | 靈長目動物- 猴 | 160 ppm/6H/36D | 眼毒性——無明顯變化 |
30 | 多次劑量 | 口服 | 齧齒動物- 兔 | 25298 mg/kg/26W-I | 心臟毒性——心臟重量的變化 內分泌毒性——高血糖 免疫系統毒性——免疫細胞和免疫活性物質減少 |
31 | 突變毒性 | 細菌- 鼠傷寒沙門氏菌 | 100 μL/plate | ||
32 | 突變毒性 | 人類淋巴 | 8 mg/L | ||
33 | 突變毒性 | 人類淋巴 | 10200 μg/L | ||
34 | 生殖毒性 | 吸入 | 男人 | 40 mg/m3,male 91 week(s) pre-mating | 生殖毒性生殖毒性——生精功能(包括遺傳物質,精子形態,精子活力和計數)下降 |
35 | 生殖毒性 | 口服 | 齧齒動物- 大鼠 | 2 mg/kg,female 6-15 day(s) after conception | 生殖毒性生殖毒性——胎兒毒性(除了死亡,例如,胎兒發育不良) |
36 | 生殖毒性 | 吸入 | 齧齒動物- 大鼠 | 200 mg/m3/24H,female 1-21 day(s) after conception | 生殖毒性生殖毒性——胚胎植入前的死亡率增加 |
37 | 生殖毒性 | 吸入 | 齧齒動物- 大鼠 | 10 mg/m3/8H,female 1-22 day(s) after conception | 生殖毒性生殖毒性——眼睛/耳朵發育異常 生殖毒性生殖毒性——新生兒活力異常 |
38 | 生殖毒性 | 吸入 | 齧齒動物- 大鼠 | 100 mg/m3/8H,female 1-22 day(s) after conception | 生殖毒性生殖毒性——新生兒體重增加緩慢 |
39 | 生殖毒性 | 吸入 | 齧齒動物- 大鼠 | 100 mg/m3/8H,female 1-21 day(s) after conception | 生殖毒性生殖毒性——胎兒死亡 生殖毒性生殖毒性——顱面發育異常(包括鼻,舌) 生殖毒性生殖毒性——發育異常 |
40 | 生殖毒性 | 吸入 | 齧齒動物- 大鼠 | 30 μg/m3/8H,female 1-22 day(s) after conception | 生殖毒性生殖毒性——新生兒行為異常 |
41 | 生殖毒性 | 吸入 | 齧齒動物- 大鼠 | 600 ppm/6H,male 50 day(s) pre-mating | 生殖毒性生殖毒性- ——生精功能(包括遺傳物質,精子形態,精子活力和計數)下降 生殖毒性生殖毒性——前列腺,睾丸,考伯氏腺,其他性腺功能異常 |
42 | 生殖毒性 | 吸入 | 齧齒動物- 鼠 | 2000 mg/m3/2H,female 1-21 day(s) after conception | 生殖毒性生殖毒性——胚胎植入前的死亡率增加 生殖毒性生殖毒性——產仔數下降 |
43 | 生殖毒性 | 吸入 | 齧齒動物- 鼠 | 10 mg/m3/2H,female 3 week(s) pre-mating | 生殖毒性生殖毒性——生育能力下降 |
44 | 生殖毒性 | 口服 | 齧齒動物- 兔 | 350 mg/kg,female 6-19 day(s) after conception | 生殖毒性生殖毒性——植入後死亡率增加 |
45 | 生殖毒性 | 口服 | 齧齒動物- 兔 | 2100 mg/kg,female 6-19 day(s) after conception | 生殖毒性生殖毒性——其他發育異常 |
二硫化碳二硫化碳廢氣治理技術
二硫化碳是一種常見的溶劑和化工原料,工業上廣泛用於生產粘膠纖維、玻璃紙、四氯化碳 、農藥和橡膠的硫化等。在生產和使用過程中產生的大氣量、低濃度的CS2 廢氣,高毒、易燃、易爆,對環境和人體健康危害極大。為了保護環境和人體健康,控制CS2的排放是非常必要的 。
二硫化碳二硫化碳的危害
二硫化碳對環境的危害
CS2的化學反應活性較低,但在平流層中通過光化學反應,易被氧化成SO2,導致酸雨的形成。因此 CS2對大氣環境所造成的危害是不容忽視的。
二硫化碳對工業生產的危害
CS2對工業生產也有很大危害。CS2緩慢水解生成硫化氫,腐蝕生產設備,造成經濟損失;同時毒害下游工業的催化劑,如合成甲醇、烷基化過程及合成氨等的催化劑。
二硫化碳對人體的危害
CS2是一種多系統親和毒物,對神經、心血管、生殖、胃腸道、泌尿等系統均有毒害作用。CS2主要經呼吸道進入人體,高濃度時皮膚亦可吸收。吸入人體後的CS2廣泛分佈於肝、腎、腦、肺、脂肪、肌肉、脾、心、腎上腺等器官中,其中在肝、腎組織中含量最高,腦組織中含量最低,但駐留時間最長,中毒主要表現為中樞和外周神經損害。CS2不僅能引起神經、心血管等系統的病變,導致高血壓、冠心病、記憶力減退和失眠等,而且對生殖系統也有毒害。有文獻報道,CS2具有胚胎毒性和生殖毒性,對接觸女工月經也有影響。CS2可導致胚胎髮育障礙和子代先天缺 陷,而且這種致畸作用可隔代遺傳。
二硫化碳二硫化碳治理技術
CS2廢氣的治理技術歷經多年的發展,已經形成一些卓有成效的方法 。
冷凝法
CS2的沸點為46.3℃,液化温度低,所以採用冷凝法回收CS2是一種既經濟又方便的方法。廢氣中CS2含量越高,冷卻温度越低,則回收效果越好。
有些廠家採用常温水(自來水)冷卻回收CS2,然後將廢氣直接從排毒塔排出,這種方法的回收率較低。比較合理的方法是採用多級列管加填料(例如瓷環)冷卻回收CS2。此方法冷卻面積大,冷卻效率高,費用較低。其基本流程是:先將CS2廢氣經常温水(自來水)冷卻(一級),再經冷凍水冷卻(二 、三級),CS2及水蒸氣等可凝性氣體被冷凝下來,再進行提純回收,經這種方法處理後CS2的回收率大約能提高20%左右。
吸附法
採用吸附法處理CS2廢氣需要吸附性能良好且成本低廉的吸附劑,最常用的吸附劑是活性炭。活性炭吸附CS2屬於以物理吸附為主的放熱吸附,低温有利於吸附,温度對活性炭的平衡吸附量有負效應,而且影響相當嚴重。活性炭吸附CS2主要在微孔中進行,吸附量與吸附劑比表面積和微孔體積有關。
水分對活性炭吸附CS2的能力有影響,因為活性炭對CS2與水蒸氣的吸附具有明顯的選擇性,當水分超過6% ~ 8%(w)時,CS2的吸附量急劇下降。
活性炭吸附CS2的一般流程為CS2廢氣通過活性炭牀層時CS2被吸附,當活性炭吸附達到飽和時,利用CS2沸點低(46.3 ℃)的特性,加熱使其解析出來,再冷凝回收。也可用蒸汽直接解析,解析後的活性炭經乾燥、冷卻後可重新使用。
對活性炭吸附CS2的研究較多而對活性炭纖維(ACF)吸附CS2的報道較少。ACF 具有比表面積大、微孔數量多、孔徑分佈窄、吸附速度快、再生能力強等特點在最近倍受關注。ACF對CS2的吸附性能比活性炭優越,且使用方便,吸附量大。
完全氧化法
完全氧化法包括催化氧化法和熱力燃燒法,後者需用大量外加燃料燃燒來供熱,使廢氣温度提高到CS2的完全氧化温度。催化氧化法在一定條件下要優於熱力燃燒法。
熱力燃燒法是CS2廢氣在熱交換器中預熱後,進入熱力燃燒室進行燃燒的方法。該方法的主要原理是使廢氣中的 CS2和O2反應生成SO2進而轉化成SO3,經吸附或冷凝成為H2SO4。
催化氧化法是將CS2廢氣加熱後,在催化劑牀層作用下,CS2在較低温度和較短時間內被氧化為SO2,再冷凝為濃硫酸的方法。常用的催化劑有 Al -Mn、Pt、Ti等 。該方法既能便於硫的除去和回收,又不會產生二次污染 。世界上較具代表性的是丹麥託普索 (Topsoe)公司的WSA法和瑞士毛雷爾公司的 KVT-SUIFOX法。兩者的反應機理相似。
濕式氧化法
1、螯合鐵氧化法
螯合鐵氧化法是近年來的一項重要研究課題,工業上已廣泛用於脱除H2S,如果加以改進,則可用來脱除CS2。將丙二醇、異丙醇等醇類作為增溶劑加入到 EDTA螯合鐵溶液中,可促進難溶於水的CS2的溶解。實驗表明,在 EDTA-Fe濃度為0.2 mol/L,醇含量(按體積計算)約為30%的條件下,CS2的脱除率可達96%,但此反應需在較高壓力下進行。
2、溴水吸收——電解法
有實驗在洗滌塔中採用溴水吸收化纖加工過程中產生的CS2廢氣,得到HBr和H2SO4,然後電解 HBr,再生循環, 吸收液經濃縮後可得到濃H2SO4。此法回收利用率高,可得到 H2、H2SO4等副產品,且Br2可循環使用,但運轉費用較高,對設備防腐要求較高。
化學吸收轉化法
此法是通過化學反應將CS2轉化吸收從而達到脱除的一種方法。例如MZX高温有機硫轉化吸收型精脱硫劑,採用多種金屬氧化物複合,添加一定比例的粘合劑擠壓成型後,再浸漬活性組分後乾燥焙燒而成。
MZX精脱硫劑可以有效地將CS2轉化並脱除,反應温度為350~450 ℃,MZX精脱硫劑脱硫操作簡單,費用較低,在工業上可取代傳統的鈷鉬加氫串聯氧化鋅的工藝,具有良好的工業應用前景。 同時EZ-2寬温氧化鋅精脱硫劑將CS2轉化吸收,並且可在常温至400℃的寬温區下使用。其脱硫精度高,能有效保護下游生產中對硫敏感的催化劑,解決了設備硫腐蝕和催化劑中毒問題,經濟效益顯著。
KDS-I型吸收劑是能在常温常壓下脱除CS2的轉化吸收型脱硫劑,此脱硫劑是由胺負載到硅酸鈣載體上製備的,在45 ℃時KDS-I型吸收劑對CS2的脱除率可達70%以上。
催化加氫或催化水解法
催化加氫脱硫劑是採用具有加氫功能的物質作為活性組分浸漬到Al2O3或者Al2O3/SiO2載體上構成加氫催化劑。其活性組分主要有WNi、MoNi、MoCo、MoCoNi、WmoNi、WmoNiCo等,有時摻 入少量 P、B、F等助劑。催化加氫法脱除CS2是在300~400℃使用 CO-MO/Al2O3催化劑通過加氫生成 H2S 。
反應生成的硫化氫經串聯固定牀反應器脱除。催化水解CS2在反應温度200~300 ℃進行,能耗相對較低,副反應較少。CS2在催化劑上水解轉化為硫化氫,然後硫化氫被氧化鐵或活性炭脱硫劑吸附脱除。水解催化劑通常採用活性氧化鋁。
研究了氧化鋁基上CS2的水解反應性,有認為CS2催化水解反應為鹼催化反應,鹼性有利於CS2的水解。有學者指出弱的表面鹼性中心是CS2水解活性中心,同時次弱的鹼性中心也參與CS2水解。
低温催化水解可以進一步節能降耗和減少副反應的發生。有學者對低温下催化水解-氧化耦合一步法脱除CS2的可行性進行了研究。即在降低CS2水解温度的同時,也能將生成的硫化氫脱除。催化水解-氧化耦合是在一個反應器內,使用雙功能催化劑或兩種不同功能的催化劑,將原料氣經催化合成中間產物,再進一步催化合成最終產物。在CS2 的脱除中,應用了具有水解和氧化雙功能的催化劑,實現了一步法脱除CS2。
首先 CS2 在催化劑的水解中心水解生成中間產物硫化 氫,然後硫化氫在氧化中心被氧化生成單質硫和硫 酸鹽而沉積於催化劑上 。通過研究 , 得出此方法在低温 (100 ~ 130 ℃)下脱除 CS2 是可行的 。
等離子體法
等離子體法處理CS2廢氣主要處於實驗室研究階段,其基本原理是:通過陡前沿、窄脈寬(納秒級)的高壓脈衝電暈放電或通過電場加速作用,在常温常壓下產生非平衡等離子體,即高能電子、O· 、OH·等活性粒子,對CS2分子進行氧化、降解反應,使其最終轉化為CO2、SO2。
光分解法
光分解CS2有兩種形式:一種是用特定波長的光直接照射使CS2分解;另一種是在催化劑存在下,光照使CS2分解。 直接光降解法中CS2可直接吸收特定波長的光輻射而被分解,同時廢氣中的氧氣和水蒸汽也能吸收輻射產生具有較強氧化能力的羥基和高能氧原子,這些自由基可以引起CS2的氧化反應。
光催化降解CS2的基本原理是在一定波長的光照射下,光催化劑(如常用的TiO2)被激活,使H2O生成羥基自由基,然後羥基自由基將CS2氧化降解。
生物法
生物法利用微生物的生命活動處理CS2廢氣,具有投資省、運行費用低、較少產生二次污染等優點 。生物法的關鍵在於填料的選擇和脱硫微生物的選擇與培養 。因為降解CS2的菌株不易培養馴化,對生物法處理CS2的研究文獻不是很多。
曾報道過降解CS2的菌株研究結果,但只報道了一種可用於CS2降解的菌株。 生物法處理CS2廢氣主要是應用噬硫桿菌羣的生化作用,應用最為廣泛的菌種是排硫桿菌(ThiobacillusYhioparus)、氧化硫桿菌(ThioXidans)等。微生物通過一系列生化反應將廢氣中的CS2轉化為無害的CO2氣體、單質硫或硫酸鹽,同時在氧化過程中獲得能量,並以CS2為碳源合成細胞成分。
在國內,生物法處理CS2廢氣還處於研究階段,還未開發出生物法處理的工藝和裝備。在國外,意大利斯尼亞公司和奧地利蘭精公司都擁有應用微生物工程治理粘膠纖維工業廢氣中H2S和CS2的技術。兩家公司的工藝流程很相似:首先將廢氣泵入生化塔,在生化塔中利用噬硫桿菌羣將廢氣中的H2S、CS2吸收轉化為硫或硫酸鹽,進而稀釋成硫酸回收,淨化後的氣體直接排放,廢氣中其他雜質通過生化塔後的過濾器濾除,清液經補水和調温後回用。
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