磷酸溶液中H2S的溶解度及P2S5溶解的動力學(xué)研究.pdf

1、在熱法磷酸中加入P2S5，使產(chǎn)生的H2S與磷酸溶液中的金屬離子形成金屬硫化物沉淀是目前磷酸凈化的常用方法，但凈化過程中往往會產(chǎn)生過量的H2S，對生產(chǎn)環(huán)境和周邊環(huán)境產(chǎn)生不利的影響。為了達(dá)到最佳的凈化效果，同時又不導(dǎo)致環(huán)境污染，對P2S5在磷酸溶液中的溶解動力學(xué)和H2S在磷酸中的溶解度規(guī)律進(jìn)行研究就顯得非常必要。本文在前人研究的基礎(chǔ)上，建立了一套常壓下測定H2S溶解度的實(shí)驗(yàn)裝置。采用氣相單循環(huán)法，結(jié)合經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ蛯2S氣體在磷酸溶液中的溶解規(guī)

2、律及溶解度進(jìn)行研究、關(guān)聯(lián)和計(jì)算。根據(jù)凈化原理，研究了各因素對P2S5在磷酸溶液中溶解速率的影響，并選擇合適的模型對其溶解動力學(xué)方程進(jìn)行擬合。研究結(jié)果為實(shí)現(xiàn)磷酸凈化、清潔生產(chǎn)以及節(jié)能減排提供重要指導(dǎo)意義。主要研究結(jié)論如下：
　　 (1)在以水為溶劑進(jìn)行實(shí)驗(yàn)裝置的可靠性檢驗(yàn)時，測得H2S在水中的溶解度的實(shí)驗(yàn)值與文獻(xiàn)值的平均偏差為1.57％，表明該實(shí)驗(yàn)裝置所測得的數(shù)據(jù)是可靠的。
　　 (2)H2S氣體在磷酸溶液中的溶解度與溫度

3、、壓力和磷酸濃度有關(guān)，隨H2S分壓的增加而增大，隨溫度和磷酸濃度的增加而減小。H2S在磷酸中的溶解度與其氣相分壓成正比，呈線性變化，符合一般氣體在液相中的溶解度規(guī)律。
　　 (3)用Cho模型對H2S在磷酸溶液中的溶解度數(shù)據(jù)進(jìn)行了關(guān)聯(lián)和計(jì)算，關(guān)聯(lián)式的顯著性水平可達(dá)0.01。經(jīng)比較后發(fā)現(xiàn)，計(jì)算值與實(shí)驗(yàn)值的平均偏差為1.60％，最大偏差為4.81％，能夠滿足一般的工業(yè)設(shè)計(jì)計(jì)算。
　　 (4)P2S5在磷酸溶液中的溶解速率與反

4、應(yīng)溫度、磷酸濃度等因素有關(guān)，提高溫度或降低磷酸濃度均可提高溶解速率，增加其轉(zhuǎn)化率。在研究的粒徑范圍內(nèi)，P2S5在磷酸溶液中的溶解受化學(xué)反應(yīng)控制，其溶解的動力學(xué)方程為：
　　 磷酸濃度對P2S5的溶解速率有阻礙作用，而P2S5的溶解速率受反應(yīng)溫度的影響比較敏感。
　　 (5)對動力學(xué)模型的計(jì)算值和實(shí)驗(yàn)值比較后發(fā)現(xiàn)，兩者的平均偏差為3.78％，最大偏差為5.15％。在實(shí)驗(yàn)的條件范圍內(nèi)，方程是可靠的，可在上述誤差范圍內(nèi)計(jì)算P2