目前,濕式氧化法脫硫仍然是煤化工企業(yè)中脫除H2S的主要生產(chǎn)工藝,隨著脫硫設(shè)備、工藝的不斷完善、新型脫硫催化劑的出現(xiàn)以及國(guó)家對(duì)環(huán)保事業(yè)的重視、各企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)的支持和脫硫技術(shù)人員的不斷努力,使?jié)穹摿蚣夹g(shù)得到了很大的提高,為大氣污染治理和企業(yè)的節(jié)能減排做出了應(yīng)有的貢獻(xiàn),但是在某些企業(yè)仍然還存在著凈化度低、再生差、堵塔、副鹽生成率高等問(wèn)題,制約著企業(yè)的正常生產(chǎn)。
本文著重從濕法脫硫工藝原理、技術(shù)特點(diǎn)及工藝條件影響因素,結(jié)合近幾年的脫硫技術(shù)服務(wù)遇到的突出問(wèn)題與大家做一些分享,希望對(duì)大家有所幫助!
一 工藝原理
1、吸收過(guò)程
濕式氧化法脫硫就是以堿性水溶液(如純堿或氨水)在脫硫塔中選擇性吸收煤氣中的酸性氣體H2S,生成HS- ,同時(shí)在氧化態(tài)催化劑作用下將HS-氧化成單質(zhì)硫(在吸收塔和富液槽內(nèi)完成)。
2、再生過(guò)程
脫硫液(富液)中的單質(zhì)硫在吹空氣時(shí)聚合并在催化劑的表面張力的作用下浮選出來(lái),同時(shí)使還原態(tài)的催化劑氧化變成氧化態(tài),使脫硫液(此時(shí)稱為貧液)中的催化劑得以再生。(以上過(guò)程正常應(yīng)在再生塔內(nèi)完成)。
化學(xué)反應(yīng)方程式 [O-] +O2 ===== [O+]
3、硫回收過(guò)程
浮選出的硫泡沫經(jīng)DS硫泡沫過(guò)濾機(jī)分離水分后進(jìn)行熔硫,熔硫后的清液經(jīng)處理后返回脫硫系統(tǒng)或去提鹽工段。
4、鹽濃縮過(guò)程
濕式氧化法脫硫在完成了主反應(yīng)的同時(shí),不可避免的會(huì)有副反應(yīng)的生成,但是副反應(yīng)可以通過(guò)催化劑、操作優(yōu)化、停留時(shí)間、空氣量、溫度等因素有效控制并維持一定的平衡。焦化廠有氰化氫的存在,硫氰酸鹽的存在是不可避免的,把副鹽從脫硫液中分離出來(lái)維持脫硫液的平衡和提高脫硫液的吸收能力減少腐蝕是十分重要的,越來(lái)越被焦化廠和化肥廠所重視。DYS鹽濃縮技術(shù)自動(dòng)化程度高、可無(wú)需人工值班,是很理想的選擇。
二 工藝技術(shù)特點(diǎn)及影響因素
H2S是一種酸性氣體,在水中可以電離出硫氫根離子,而HS-具有較強(qiáng)的還原能力,易失去電子而被氧化單質(zhì)硫。這種性質(zhì)被巧妙的運(yùn)用于濕式氧化法脫硫工藝,其實(shí)質(zhì)上就是一種伴有氧化反應(yīng)的濕式酸堿中和的化學(xué)過(guò)程,通過(guò)催化氧化使負(fù)二價(jià)的硫轉(zhuǎn)化成單質(zhì)硫分離出去。失氧催化劑在空氣作用下得到再生,循環(huán)使用。
故此整個(gè)脫硫工藝包括吸收氧化、浮選再生、循環(huán)回收三大環(huán)節(jié),他們之間相互依存,相互影響。
第一步吸收氧化。氣液逆流接觸,通過(guò)傳質(zhì)(填料)H2S從氣相界面向液相界面轉(zhuǎn)移,進(jìn)入液相主體。酸堿中和反應(yīng)生成相應(yīng)的鹽( NH4HS或NaHS)轉(zhuǎn)化為富液,同時(shí)HS-在催化劑作用下轉(zhuǎn)化成單質(zhì)硫。
此過(guò)程主要受氣膜控制,其主要影響因素:堿度、催化劑濃度、吸收溫度、空速、噴淋密度、液氣比、副鹽含量、焦油含量、傳質(zhì)效果等)。
第二步溶液再生及硫浮選。富液中的催化劑在再生塔內(nèi)在空氣作用下由還原態(tài)轉(zhuǎn)化成氧化態(tài),使其再次具備氧化硫氫根的能力循環(huán)使用,同時(shí)使脫硫液中的單質(zhì)硫聚合成硫泡沫并浮選出來(lái)。
此過(guò)程主要影響因素有:溶液溫度、副鹽含量、焦油含量、再生空氣量、泡沫溢流量、硫顆粒形態(tài)等。
第三步循環(huán)回收。此過(guò)程指催化劑循環(huán)使用和熔硫殘液處理及硫加工回收。硫回收工藝中,目前有三種方式,分別是連續(xù)熔硫工藝、間歇熔硫工藝及硫泡沫過(guò)濾后熔硫工藝,此三種工藝以第三種最合理,不但節(jié)約蒸汽,還避免了高溫熔硫?qū)γ摿蚬に嚨挠绊?,同時(shí)降低了副鹽的生成速率,降低了凈化材料的消耗。
此過(guò)程主要影響因素有:再生時(shí)間、再生溫度、再生空氣量、熔硫溫度、殘液處理情況等。