板式塔Fe/Cu体系沉淀/氧化脱除H2S气体制硫磺研究
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脱硫过程中脱氧作用的分析与实验验证徐国涛杜鹤桂周有预薛启文杨喜文陈方玉摘要:对脱硫剂中Si、Mg、Al、C的脱氧作用进行了热力学分析,认为多数复合脱硫剂中起脱硫作用的仍是氧化钙,脱氧作用的结果促进了脱硫反应的进行,脱硫渣的分析结果验证了此结论。
关键词:脱硫剂脱氧热力学Analysis and Experimental Verification on DeoxidizationEffect in Desulphurization ProcessXu Guotao Du Hegui(Northeast University)Zhou Youyu Xue Qiwen Yang Xiwen Chen Fangyu(Wuhan Iron & Steel Corp.)Abstract:By thermodynamic analysis on deoxidization effect of Si,Mg,Al and C included in dexulphurization agents, Cao is proved to be main contributing composition to desulphurization compared with other desulphurization composites. Deoxidization results in accelerating desulphurization process. The analysis on desulphurization slags verified the above conclusion.Keywords:desulphurization agent deoxidization thermodynamics1 前言新钢种的生产对铁水脱硫提出了新的要求,过去使用的CaO系或CaC2系脱硫剂趋向于向Mg基脱硫剂[1]~[3]及其它复合型脱硫剂[4]发展。
常见的十七种脱硫工艺原理及工艺图石灰石/石灰-石膏法烟气脱硫01工作原理石灰石/石灰-石膏法烟气脱硫采用石灰石或石灰作为脱硫吸收剂,石灰石经破碎磨细成粉状与水混合搅拌成吸收浆液,当采用石灰为吸收剂时,石灰粉经消化处理后加水制成吸收剂浆液。
在吸收塔内,吸收浆液与烟气接触混合,烟气中的二氧化硫与浆液中的碳酸钙以及鼓入的氧化空气进行化学反应从而被脱除,最终反应产物为石膏。
02反应过程(1)吸收SO2 + H2O—> H2SO3SO3 + H2O—> H2SO4(2)中和CaCO3 + H2SO3 —> CaSO3+CO2 + H2OCaCO3 + H2SO4 —> CaSO4+CO2 + H2OCaCO3 +2HCl—> CaCl2+CO2 + H2OCaCO3 +2HF —>CaF2+CO2 + H2O(3)氧化2CaSO3+O2—>2CaSO4(4)结晶CaSO4+ 2H2O —>CaSO4 ·2H2O03系统组成脱硫系统主要由烟气系统、吸收氧化系统、石灰石/石灰浆液制备系统、副产品处理系统、废水处理系统、公用系统(工艺水、压缩空气、事故浆液罐系统等)、电气控制系统等几部分组成。
04工艺流程锅炉/窑炉—>除尘器—>引风机—>吸收塔—>烟囱来自于锅炉或窑炉的烟气经过除尘后在引风机作用下进入吸收塔,吸收塔为逆流喷淋空塔结构,集吸收、氧化功能于一体,上部为吸收区,下部为氧化区,经过除尘后的烟气与吸收塔内的循环浆液逆向接触。
系统一般装3-5台浆液循环泵,每台循环泵对应一层雾化喷淋层。
当只有一台机组运行时或负荷较小时,可以停运1-2层喷淋层,此时系统仍保持较高的液气比,从而可达到所需的脱硫效果。
吸收区上部装二级除雾器,除雾器出口烟气中的游离水份不超过75mg/N m3。
吸收SO2后的浆液进入循环氧化区,在循环氧化区中,亚硫酸钙被鼓入的空气氧化成石膏晶体。
氧化铁常温脱硫研究综述贺恩云,樊惠玲*,王小玲,王龙江,李叶,黄冠【摘要】摘要:氧化铁脱硫剂具有廉价易得,硫容高,再生简单等优点,因而受到广大科研工作者广泛关注。
综述了氧化铁常温脱硫及再生原理,脱硫剂的制备,以及脱硫剂表面pH 值、水含量等工艺参数对氧化铁脱硫性能的影响。
并提出γ-Fe2O3是常温脱硫研究的新方向。
【期刊名称】天然气化工【年(卷),期】2014(000)005【总页数】5【关键词】氧化铁;常温;脱硫;硫容H2S 广泛存在于天然气,焦炉煤气,液化石油气,沼气等许多工业原料气或排放气之中。
H2S 会在原料气储存和运输过程中对输送管道和设备造成腐蚀,在工业生产中少量的H2S 就足以使催化剂中毒,且其氧化产物SO2排入大气中会造成严重的空气污染,影响人类健康。
故而,对工业气体中的H2S脱除是非常必要的[1],它是许多化工工艺过程的关键部分。
H2S 的脱除方法主要有干法和湿法两种。
湿法脱硫技术成熟,是目前工业生产中主要的脱硫方法,如氨法、醇氨法、热钾碱法等,但湿法脱硫存在着脱硫设备庞大、成本高、精度低、效率低、脱硫负荷大、传质阻力大以及塔内硫堵等问题[2]。
相比而言,干法脱硫具有操作方便、设备简单、成本低、净化度高等优点[3,4],尤其适于处理低含硫气体。
所以,精脱硫通常采用干法脱硫工艺。
常温干法精脱硫能耗低,在目前许多先进的工艺过程需求迫切,如燃料电池、气体精制等。
因而,开发廉价,易得,低温,高效的脱硫剂是目前脱硫研究的热点[5]。
氧化铁因其具有来源广、硫容大、再生容易等优点,是一种经典而有效的常温脱硫剂[3,6]。
氧化铁有多种存在的形态:α-Fe2O3·H2O,α-Fe2O3,γ-Fe2O3·H2O,γ-Fe2O3,β-Fe2O3·H2O,β-Fe2O3和无定形Fe2O3。
但并非每种氧化铁都具有脱硫活性。
另外,即使具有脱硫活性的氧化铁,其活性发挥的温区也不同。
浸渍活性炭脱除含硫气体研究进展赵朝成 常化振(中国石油大学(华东)化学与化工学院)摘要介绍了近年来国内外浸渍活性炭脱除含硫气体的研究进展。
讨论了活性炭表面特性对脱硫的影响,并从改变孔径分布、孔容积,引入杂原子,改变表面pH和增大硫容量等方面进行了探讨。
通过浸渍可以改善活性炭的孔径分布和表面化学环境,增大硫容量,提高催化性能和转化效率。
目前研究的热点是新的制备活性炭的原料和新浸渍剂,指出目前该领域存在的问题是活性炭再生困难,再生后脱硫能力恢复较少。
关键词活性炭 改性浸渍含硫气体脱硫0 引言含硫气体(含H2S、SO2、硫醚、硫醇等)毒性大,普遍有恶臭气味,可造成酸雨危害,一直是脱臭、酸雨的主要控制对象。
我国政府一直在加强制定规范,限制含硫气体排放到空气中。
《恶臭污染物排放标准》(GB 14554—1993)规定了8种恶臭污染物质,其中有5种是含硫气体[1]。
由于其沸点低和易挥发的性质,脱硫成为含硫气体污染治理的难点。
活性炭孔径分布广,比表面积大,对许多污染物都有吸附作用。
活性炭本身有催化氧化作用,在脱硫方面的应用已有几十年的历史。
利用一定的溶液浸渍活性炭,可以大大改善其脱硫性能。
浸渍碱(NaOH,KOH,Na2CO3,K2CO3,氨)等可提高对H2S和甲硫醇的吸附能力;浸渍Ca、V、Cu等的盐溶液有利于去除SO2。
通过浸渍可以改善活性炭的孔径分布和表面化学环境,增大硫容量,提高催化性能和转化效率[2~14]。
目前,浸渍活性炭(Impregnated Activated Carbon,IAC)脱硫在天然气脱硫、污水厂尾气处理、烟气脱硫领域已有广泛的应用[3]。
本文介绍了近年来国内外IAC处理含硫气体的研究进展。
总结了不同来源活性炭及炭表面特性对脱硫效率和硫容量的影响,重点对不同浸渍剂及浸渍剂浓度改性效果进行了讨论,分析了目前该领域存在的问题及发展趋势。
1 活性炭浸渍改性活性炭改性可以通过浸渍和热处理(氧化和炭材料的加热处理)等方法实现。
高效塔板在油田伴生气脱硫中的应用摘要:油田伴生气脱硫塔容易出现拦液发泡、脱硫效率低、产品气中硫含量超标、运行不平稳等问题,分析了产生这些问题的原因,提出了解决方案:将CJST塔板代替脱硫塔原来的浮阀塔板,并付诸实施。
技术改造后的实际开车结果表明,脱硫系统运行效果良好,前述问题均得到有效解决。
关键词:油田伴生气脱硫;CJST塔板;技术改造1、前言油田伴生气又称油田气,俗称瓦斯,是一种伴随石油从油井中逸出的天然气。
主要成分是甲烷、乙烷等低分子烷烃,还含有相当数量的丙烷、丁烷、戊烷等,可用于制取液化气,也可用作燃料或化工原料,属于易燃易爆有毒有害气体。
由于以前中国的环保要求比较低,油田伴生气都是直接燃烧排放,这样既造成大量能源浪费,又排放大量的温室气体污染环境。
面对环境保护政策的日趋严格,以及能源日益紧张的情况,油田伴生气回收利用越来越受到人们的重视,也成为了一个研究热点[1]。
油田伴生气中不同程度的含有以H2S为主的酸性气体,严重影响了伴生气集输和处理,尤其H2S 气体对设备、管线等造成严重腐蚀,如果不能够妥善处理,严重时会影响生命安全。
脱除伴生气中H2S的方法较多,一般分为湿法脱硫和干法脱硫,其中湿法脱硫中较常见的是采用有机胺液进行脱硫,有机胺液一般是有机碱,以醇胺类较多,常用的有一乙醇胺(MEA),二乙醇胺(DEA),二异丙醇胺(DIPA),N-甲基二乙醇胺(MDEA)[2]。
有机胺液脱硫工艺是非常成熟应用较广的工艺,对H2S有较好的选择性吸收特性,具有良好的应用效果, 且该工艺腐蚀轻微、溶剂稳定性好、运行过程中几乎无废液产生[3]。
但是有机胺液属于易发泡物系,随着设备运行时间的增加,有机胺溶液中杂质含量逐渐累积,改变了溶液的表面张力、弹性和粘度等,再加上环境温度变化的影响,使得脱硫塔内不定期出现发泡严重、拦液、夹带等不正常现象。
拦液又称为带液或者液泛,在气液接触过程中产生大量的气泡,这些气泡的稳定存在使得气液混合物体积成倍增加,液体流动严重受阻,导致塔板和降液系统液体大量累积、气液传质效率大大降低、雾沫夹带严重,从而导致脱硫效率低、产品气中硫含量超标、脱硫塔运行不平稳等问题[4]。
羟基氧化铁脱除低浓度h2s的研究
近年来,空气污染和工业废气排放问题日益严重,其中硫化氢(H2S)作为一种常见的有毒气体,对人类健康和环境造成了严重的危害。
因此,研究如何高效地去除低浓度H2S的方法成为了一个热门的课题。
在众多的脱硫方法中,羟基氧化铁(FeOOH)因其高效、环保和可再生的特点,受到了广泛关注。
羟基氧化铁是一种典型的氧化剂,可以与H2S反应生成硫磺,并且其具有较高的吸附能力,被认为是一种潜在的理想脱硫材料。
研究表明,羟基氧化铁的脱硫效率受到多种因素的影响。
首先,反应温度是影响脱硫效率的关键因素之一。
在低温下,羟基氧化铁的吸附能力会大大降低,因此需要提高反应温度以增加反应速率。
其次,羟基氧化铁的粒径大小也会影响脱硫效率。
较小的粒径大小可以增加反应表面积,提高接触效率。
此外,羟基氧化铁的负载量和反应时间也会对脱硫效率产生影响。
除了这些因素外,还有一些新兴的研究方向也值得关注。
例如,探索催化剂的添加对羟基氧化铁脱硫性能的影响,可以提高脱硫效率并降低反应温度。
此外,近年来有学者提出利用纳米材料改进羟基氧化铁的吸附性能,进一步提高其脱硫效率。
总之,羟基氧化铁作为一种潜在的脱硫材料,在去除低浓度H2S方面具有巨大的应用潜力。
未来的研究可以进一步探索影响羟基氧化铁脱硫性能的各种因素,并
寻找新的改进方法,以提高其脱硫效率,从而为改善空气质量和减少环境污染做出贡献。
铁基系脱硫剂在含硫伴生气中的实验评价摘要:由于铁基系脱硫剂对硫化氢具有吸附性和氧化性,能将其氧化为硫磺而脱除,因此本文针对含硫油田伴生气中处理中,水相络合铁脱硫剂和非水相有机铁基离子液体脱硫剂的脱硫效率、脱硫能力、产品硫磺及运行能耗等性能进行试验评价。
评价得出非水相有机铁基离子液体脱硫效率优于水相络合铁脱硫剂,生成的硫磺品质可以满足工业级需求,不仅避免了二次污染,还带来了一定的经济效益。
关键词:铁基脱硫剂硫磺水相络合铁非水相离子液体一、铁基系脱硫剂简述现有工业化应用常用脱硫剂是基于铁系离子循环转化进行脱硫,主要是铁系成本较低,且重复使用性优良。
目前国内外基于铁基形成的脱硫剂有水相铁基脱硫剂、非水相铁基脱硫剂。
络合铁脱硫剂是水相铁基脱硫剂的代表。
络合铁脱硫方法是一种以碱性水溶液作为吸收液,以铁作为催化剂并添加了铁离子络合剂的一类脱硫方法。
非水相铁基离子液体将铁基离子液体与有机溶剂复合,构成有机铁基离子液S在该体系中体的脱硫体系,以此来改善铁基离子液体的酸碱性与黏度,增强H2的气液传质,进而强化铁基离子液体的脱硫过程。
并且在反应结束后通过在再生塔中通入空气将脱硫后的Fe(II)重新还原为Fe(III),以实现铁基离子液体的再生,从而达到脱硫剂循环使用的目的。
二、应用评价装置1.工艺流程铁基系脱硫采用的工艺流程简图如图2.2-1所示。
整个工艺主要由三个设备组成,吸收塔、再生器和过滤器组成。
S气体装置工艺流程原理图图2.2-1 脱除H22.装置参数主要参数为:脱硫剂用量0-100 L,伴生气0-10 Nm3/h(可调),运行温度为常温-60℃(可调),压缩空气0-10Nm3/h(可调),压力为0.2-0.7 MPa。
三、应用评价1.实验条件吸收塔温度为40℃,运行压力为0.1MPa,伴生气和再生空气流量均为4m3/h,水相络合铁脱硫剂循环量为0.18m3/h,非水相离子液体脱硫剂循环量为0.06~0.07m3/h。
气体脱硫富液再生综合塔及其运行效果前言喷射氧化再生技术是上世纪70年代由广西大学同协作单位研发的湿法脱硫再生技术。
该技术以其生产能力高,投资费用低,操作简便等特点而得以在煤化工、制药、天然气、沼气、光气化工等湿法脱硫系统逐步推广应用。
但在应用过程中,大多数企业都遇到过氧化再生槽浮选的硫泡沫呈虚泡、皂泡、无泡等较异常的现象,而且这一现象发生后,处理起来难度较大。
不仅造成化工物料消耗上升,还严重地影响了化工生产。
在湿法脱硫系统中,硫化氢的吸收、脱硫液及催化剂的再生和硫回收是三个不可分割的整体,任何一个环节出问题都将会影响到整个脱硫系统的正常运行。
我们知道,氧化再生槽不仅担负着脱硫后的富液及催化剂的氧化再生任务,还兼有硫泡沫的浮选与分离和气提释放溶液中部分CO2的作用。
下面笔者根据多年从事化工脱硫技术服务经验,从氧化再生设备及其工艺操作管理方面来探讨硫泡沫异常现象的产生原因及处理措施,以此抛砖引玉,希望从根本上解决氧化再生槽硫泡沫浮选不正常问题。
1 氧化再生设备的优化1.1 关于氧化再生槽设计氧化再生槽是湿法脱硫系统关键设备之一。
在设计上首先要计算出槽的直径、槽的有效高度、喷嘴的个数三个关键参数。
在计算槽的直径时,要涉及到吹风强度和喷射器的抽吸系数;在计算再生槽的有效高度时,要涉及到溶液在再生槽内停留时间;在计算自吸式喷射器个数时,要涉及到其每小时所喷射的溶液量;在计算溶液停留时间时,要涉及到再生槽的有效容积及溶液循环量等参数。
我们知道,理论上每脱1kg H2S氧化再生所需的空气量为1.57m3,而实际中却是理论计算的10-15倍,因此,氧化再生槽在设计上首先要满足其足够的吸气量,即吹风强度。
吹风强度是每小时通过氧化再生槽截面积的空气量,吹风强度一般控制在50-80m3/m2.h。
溶液在氧化再生槽停留时间一般以12-20分钟为宜。
氧化再生槽内应设置2-3层分布板,且孔径一般为下层大上层小。
孔径过小易被垢物堵塞,孔径过大则液面翻滚地厉害。