焦炉煤气脱硫工艺
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焦炉煤气脱硫及硫回收工艺介绍及特点分析焦炉煤气脱硫是指将焦炉煤气中的硫化氢(H2S)等含硫化合物去除,以减少对环境的污染和提高能源利用效率的过程。
煤气脱硫工艺种类繁多,常见的有吸收法、吸附法、催化氧化法等。
下面将介绍吸收法和催化氧化法,并分析其特点。
吸收法是通过将焦炉煤气中的硫化氢溶于溶剂中,实现气体的物理吸收和化学吸收,从而达到脱硫的目的。
常用的溶剂有碱性溶液、有机溶剂等。
在吸收法中,气体与液体的接触方式有湿法和干法之分。
湿法吸收法是利用液体溶剂对焦炉煤气进行吸收脱硫。
具体工艺流程为:煤气首先通过一个喷淋器,将溶剂喷淋到煤气中,形成液滴;接着在吸收塔内,煤气通过液滴与溶剂的接触,硫化氢溶于溶剂中;最后,经过分离器将溶剂和硫化氢分离,溶剂再重新进入循环。
湿法吸收法具有脱硫效率高、气体处理量大、适应性广的特点。
干法吸收法是指利用固体吸附剂对焦炉煤气进行吸附脱硫。
常用的固体吸附剂有活性炭、分子筛等。
具体工艺流程为:煤气通过一个吸附器,固体吸附剂将煤气中的硫化氢吸附;当固体吸附剂饱和后,可以通过加热或换料的方式实现再生,从而循环使用。
干法吸附法具有烟气温度低、处理量大、不产生二次污染等特点。
催化氧化法是通过将焦炉煤气中的硫化氢氧化成硫酸气体,再进行后续处理。
具体工艺流程为:煤气先通过一个反应器,在催化剂的作用下,硫化氢氧化成硫酸气体;然后通过吸收塔对硫酸气体进行吸收,得到硫酸液;最后,通过蒸馏、结晶等方式使硫酸液再生。
催化氧化法具有氧化效率高、硫回收量大的特点。
总的来说,焦炉煤气脱硫及硫回收工艺的选择应根据实际情况,综合考虑效率、成本、环保等因素。
吸收法具有处理量大、脱硫效率高等特点,适用于大规模高硫煤气的处理;催化氧化法具有回收硫的优势,适用于硫回收要求较高的情况。
同时,还可以根据需求将多种脱硫工艺结合应用,以达到更好的脱硫效果。
焦化脱硫工艺流程
焦化脱硫是一种利用化学反应将焦炉煤气中的二氧化硫去除的工艺。
该工艺能够有效减少二氧化硫的排放量,降低大气污染。
下面将介绍焦化脱硫的工艺流程。
焦化脱硫的工艺流程主要包括抽气、除尘、脱硫、再尘、废气处理等步骤。
首先,通过抽气系统将焦炉煤气抽入脱硫设备。
抽气系统负责将煤气从焦炉中抽出,并将其送至脱硫设备中进行处理。
在除尘阶段,煤气中的粉尘通过除尘设备进行去除。
除尘设备能够有效捕捉煤气中的颗粒物,使排放气体达到排放标准。
然后,对脱硫设备进行处理。
脱硫设备主要采用湿法脱硫技术,利用石灰乳或碱液对煤气中的二氧化硫进行吸收和反应。
石灰乳可以与二氧化硫发生化学反应生成硫酸钙,从而除去煤气中的二氧化硫。
此反应过程需要注意控制温度和乳液浓度以提高反应效率。
随后,对已经脱硫的煤气进行再尘处理。
再尘设备一般采用静电除尘、布袋除尘等技术,对煤气中的残留颗粒物进行进一步的去除。
这一步骤可以保证排放煤气的粉尘浓度符合国家排放标准。
最后,对废气进行处理。
废气处理设备一般采用燃烧、吸收等技术,将产生的废气中的有害物质进行清除或转化。
这一步骤
能够有效降低排放废气对环境的污染。
综上所述,焦化脱硫工艺流程是一个通过化学反应将焦炉煤气中的二氧化硫去除的过程。
通过抽气、除尘、脱硫、再尘和废气处理等步骤,可以使焦炉煤气的排放达到国家标准,减少大气污染的程度。
该工艺流程具有高效、经济、环保等优点,被广泛应用于焦化行业中。
焦炉煤气精脱硫工艺分析一、工艺原理:焦炉煤气中的H2S主要通过煤气中的Fegl肟羧酸盐、CaS等吸收剂进行吸收。
Fegl肟羧酸盐是一种高效的硫化物吸收剂,可在较低的温度下将煤气中的H2S和COS吸收。
而CaS则可以将煤气中的剩余H2S去除。
二、工艺流程:1.气体预处理:首先对焦炉煤气进行预处理,去除其中的悬浮颗粒物和水分,以净化煤气。
2.前骤吸收:采用Fegl肟羧酸盐作为吸收剂,通过吸收剂床将煤气中的H2S、COS等硫化物吸收。
床层中的吸收剂会与煤气中的硫化氢进行反应,生成硫化铁,并将其捕集。
3.普鲁士蓝阳极液循环:将废液中的硫化铁氧化为硫酸铁,通过循环泵送到反应床顶部,实现循环利用。
4.精脱硫:采用CaS作为吸收剂,通过床层吸收煤气中剩余的硫化氢,并将其转化为CaS。
此过程需要保持一定的温度和压力,以促使吸收反应的进行。
5.再复焦炉:将经过精脱硫的煤气送入焦炉进行再加热,以提高炉内温度。
三、工艺特点:1.高效: 采用Fegl肟羧酸盐和CaS作为吸收剂,可以高效地吸收煤气中的硫化物,使硫化氢的去除率达到90%以上,保证煤气的质量。
2.安全:精脱硫过程中对温度和压力的要求较高,可以有效地防止硫化氢的泄漏,保证了生产环境的安全。
3.循环利用:工艺中的废液通过循环泵送到反应床顶部,实现了废液中的硫化铁的循环利用,减少了废液的排放,具有较好的环保效益。
总结起来,焦炉煤气精脱硫工艺通过床层吸收剂的反应,有效地去除焦炉煤气中的硫化氢等硫化物,以保证煤气的质量达到环保要求。
该工艺具有高效、安全、循环利用等特点,在焦化行业得到广泛应用。
焦炉煤气干法脱硫工艺流程原理焦炉煤气干法脱硫工艺流程主要包括颗粒物分离、吸附剂喷淋、干法脱硫等步骤。
The process of dry desulfurization of coke oven gas mainly includes particle separation, adsorbent spraying, and dry desulfurization.在颗粒物分离阶段,通过除尘设备将颗粒物从煤气中分离出来,保证后续脱硫设备的正常运行。
In the particle separation stage, the dust particles are separated from the gas through the dust removal equipment to ensure the normal operation of the subsequent desulfurization equipment.吸附剂喷淋阶段,将吸附剂溶液喷洒到煤气中,吸附和固定二氧化硫,使之成为可被分离的固体。
In the adsorbent spraying stage, the adsorbent solution is sprayed into the gas to adsorb and fix the sulfur dioxide, making it a separable solid.干法脱硫阶段采用干法吸收剂直接与煤气接触,通过化学反应将二氧化硫转化为石膏颗粒,实现脱硫目的。
In the dry desulfurization stage, dry absorbent is directly contacted with the gas to chemically react and convert sulfur dioxide into gypsum particles, achieving the purpose of desulfurization.整个工艺流程实现了颗粒物的分离收集、硫化物的固定和脱除,达到了净化煤气的目的。
焦炉煤气脱硫及硫回收工艺分析焦炉煤气脱硫工艺中常用的方法有吸收法、催化氧化法和膜法等。
其中,吸收法是一种较常用的脱硫技术,其主要原理是通过将煤气经过吸收液(如碱液或氨液)进行接触,使H2S被吸收并转化为硫化物,从而达到脱硫的目的。
催化氧化法则是利用催化剂将H2S氧化为硫,达到脱硫的效果。
膜法则是通过膜的选择性透过性,将H2S从煤气中分离出来,实现脱硫。
吸收法中较为常用的是碱液吸收法。
碱液吸收法的优点是操作简单、脱硫效果较好,但对于含有高浓度的H2S的煤气来说,在吸收液中可能会生成大量的硫化物,导致液氨浴中硫化物过多,降低硫吸收效果。
为解决这一问题,可以通过加入硝酸铁和硝酸铝等添加剂,改善液氨浴的性质,提高脱硫效果。
催化氧化法主要是通过催化剂(如氧化铁、氧化锌等)将H2S氧化为硫,其中反应产物为SO2、在焦炉煤气中,SO2含量较高,通过反应器中催化剂的作用,可以将H2S和SO2相互转化,使SO2被还原为硫,并回收利用。
这种方法适用于H2S含量较高的煤气,可以有效地将H2S转化为有价值的硫。
膜法则是利用特定的膜材料,通过选择性透过性将煤气中的H2S分离出来。
膜法具有操作简单、能耗低、脱硫效果好等优点,但因为膜材料对不同的气体有不同的透过性,所以需要选择合适的膜材料来实现脱硫。
在焦炉煤气脱硫的基础上,硫回收技术可以有效地利用焦炉煤气中的硫资源。
目前常用的硫回收技术有硫磺回收、硫纵向深度利用和硫脱硫液回收等。
硫磺回收是将焦化炉煤气中的SO2和氢气反应生成硫磺,然后收集硫磺进行回收利用。
硫纵向深度利用是将硫经过高温和高压加工,制成硫酸、硫酸铵和硫化铵等化工产品。
硫脱硫液回收则是利用含氢气的溶液将气中的硫含量吸收,生成硫酸铵和硫化铵等化学品。
综上所述,焦炉煤气脱硫及硫回收工艺分析主要包括吸收法、催化氧化法和膜法等不同的脱硫工艺。
根据不同的情况,可以选择适合的工艺来降低煤气中的硫含量,并对焦炉煤气中的硫进行回收利用,以实现资源的可持续利用。
焦炉煤气脱硫技术路线、现状及五种工艺对比焦炉煤气中的硫化物是一种有害物质,若不对其进行脱除,不仅会腐蚀生产设备,而且会带来环境污染,因此焦炉煤气在使用前必须进行脱硫处理。
本文对目前国内应用较多的焦炉煤气脱硫技术方案进行介绍,包括PDS法、HPF法、改良ADA法等。
通过对这些脱硫工艺在脱硫效果、碱源、成本等方面进行比较,发现PDS法和HPF法因其脱硫效率高、不需要外加碱源、生产流程简洁,被大多数企业所青睐,综合效益最佳。
引言煤在炼焦生产时一般72%~78%转化为焦炭,22%~28%转化为荒煤气,干煤中含有质量分数为0.5%~1.2%的硫,其中有20%~30%的硫转到荒煤气中,形成有机和无机硫化物。
而焦炉煤气中,硫化氢的含硫量占总含硫量的90%以上。
焦炉煤气中的硫化氢是一种有害物质,它会对化学产品回收设备和煤气输送管道产生腐蚀。
硫化氢含量高的焦炉煤气用于炼钢,会导致钢的质量下降; 用于合成氨生产,会导致催化剂中毒失效和管道设备等腐蚀;用于工业和民用燃料,其燃烧所排放废气中的硫化物会污染环境,对人体健康造成危害。
因此,焦炉煤气不论是用作工业原料还是城市燃气都需要对其进行脱硫净化。
煤气脱硫不仅可以改善煤气质量,减轻设备腐蚀,还可以提高经济效益。
本文对目前企业中常用的焦炉煤气脱硫方法进行分类介绍,主要对常用的一些湿式氧化脱硫法,包括PDS法、HPF法、改良ADA法等进行分析对比,说明各种工艺的优缺点。
1 焦炉煤气脱硫方法焦炉煤气脱硫工艺发展至今已经有50余种。
虽然工艺数量众多,但是根据反应的接触条件以及催化剂的种类的不同,总体上可以分为两大类: 一类是干法脱硫; 另一类是湿法脱硫。
1.1 干法脱硫干法脱硫是利用固体吸附剂,例如活性炭、氢氧化铁等脱除煤气中的硫化氢,使煤气中硫化氢的含量达到1~2mg/m3。
该工艺在脱硫反应中无液体存在,脱硫环境完全干燥。
一般适用于量不大的煤气脱硫或者精度要求较高的焦炉煤气二次脱硫( 即为在一次脱硫的基础上根据煤气的使用需要来进行第二次精脱硫)。
焦炉煤气干法脱硫工艺引言:焦炉煤气干法脱硫工艺是一种常用的脱硫方法,通过使用适当的吸收剂将焦炉煤气中的硫化氢等硫化物去除,以提高煤气的洁净度和环境友好性。
本文将介绍焦炉煤气干法脱硫工艺的原理、工艺流程和关键技术。
一、原理:焦炉煤气中的硫化氢是一种有毒有害气体,其会对环境和人体健康造成严重危害。
干法脱硫工艺利用吸收剂吸附硫化氢,达到脱硫的目的。
常用的吸收剂有氧化锌、活性炭等。
二、工艺流程:焦炉煤气干法脱硫工艺一般包括吸收剂喷射系统、脱硫吸附系统和再生系统三个部分。
1. 吸收剂喷射系统:焦炉煤气进入脱硫设备前,通过喷嘴将氧化锌或活性炭等吸收剂喷射到煤气中。
吸收剂与硫化氢发生化学反应,形成硫化锌或被吸附在活性炭上,使煤气中的硫化氢被去除。
2. 脱硫吸附系统:脱硫吸附系统是焦炉煤气干法脱硫的核心部分。
在吸附器中,煤气与吸收剂接触,硫化氢被吸附剂吸附,从而减少了煤气中的硫化氢含量。
吸附剂饱和后,需要进行再生。
3. 再生系统:吸附剂饱和后,需要进行再生。
再生系统通过加热吸附剂,使其释放吸附的硫化氢,再生后的吸收剂可以继续用于脱硫过程。
再生后的焦炉煤气中硫化氢含量降低,达到环保要求。
三、关键技术:焦炉煤气干法脱硫工艺中的关键技术主要包括吸收剂的选择、喷射系统的设计和脱硫吸附系统的操作控制。
1. 吸收剂的选择:吸收剂的选择应根据焦炉煤气的特性和脱硫要求来确定。
常用的吸收剂有氧化锌、活性炭等。
氧化锌具有较高的脱硫效率,但易受水分影响;活性炭具有较好的抗水性和吸附性能,但需要定期更换。
2. 喷射系统的设计:喷射系统的设计应考虑煤气流量、压力和温度等参数,以保证吸收剂充分喷洒在煤气中,提高脱硫效果。
喷嘴的选择和布置也是设计中的重要考虑因素。
3. 脱硫吸附系统的操作控制:脱硫吸附系统的操作控制需要根据吸附剂的饱和度和脱硫效果来进行调整。
定期检测吸附剂的饱和度,并根据检测结果进行再生操作,以保证脱硫效果和吸附剂的利用率。
工艺方法——焦炉煤气脱硫技术工艺简介焦炉煤气常用的脱硫方法从脱硫剂的形态上来分包括干法脱硫技术和湿法脱硫技术。
一、干法脱硫技术干法脱硫工艺是利用固体吸收剂脱除煤气中的硫化氢,同时脱除氰化物及焦油雾等杂质。
干法脱硫又分为中温脱硫、低温脱硫和高温脱硫。
常用脱硫剂有铁系和锌系,氧化铁脱硫剂是一种传统的气体净化材料,适宜于对天然气、油气伴生气、城市煤气以及废气中硫化氢含量高的气体。
常温氧化铁脱硫原理是用水合氧化铁(Fe2O3·H2O)脱除H2S,其反应包括脱硫反应与再生反应。
干法脱硫工艺多采用固定床原理,工艺简单,净化率高,操作简单可靠,脱硫精度高,但处理量小,适用于低含硫气体的处理,一般多用于二次精脱硫。
但由于气固吸附反应速度较慢,工艺运行所需设备一般比较庞大,而且脱硫剂不易再生,运行费用增高,劳动强度大,不能回收成品硫,废脱硫剂、废气、废水严重污染环境。
二、焦炉煤气湿法脱硫技术湿法工艺是利用液体脱硫剂脱除煤气中的硫化氢和氰化氢。
常用的方法有氨水法、VASC法、单乙醇胺法、砷碱法、改良ADA法、TH 法、苦味酸法、对苯二酚法、HPF法以及一些新兴的工艺方法等。
(1)氨水法(AS法)氨水法脱硫是利用焦炉煤气中的氨,在脱硫塔顶喷洒氨水溶液(利用洗氨溶液)吸收煤气中H2S,富含H2S和NH3的液体经脱酸蒸氨后再循环洗氨脱硫。
在脱硫塔内发生的氨水与硫化氢的反应是:H2S+2NH3·H2O→(NH4)2S+2H2O。
AS循环脱硫工艺为粗脱硫,操作费用低,脱硫效率在90%以上,脱硫后煤气中的H2S在200-500mg·m-3。
(2)VASC法VASC法脱硫过程是洗苯塔后的煤气进入脱硫塔,塔内填充聚丙烯填料,煤气自下而上流经各填料段与碳酸钾溶液逆流接触,再经塔顶捕雾器出塔。
煤气中的大部分H2S和HCN和部分CO2被碱液吸收,碱液一般主要是Na2CO3或K2CO3溶液。
吸收了酸性气体的脱硫富液与来自再生塔底的热贫液换热后,由顶部进入再生塔再生,吸收塔、再生塔及大部分设备材质为碳钢,富液与再生塔底上升的水蒸汽接触使酸性气体解吸。
焦炉煤气脱硫制酸技术1、技术原理:焦炉煤气脱硫制酸技术分两部分: 一部分是脱除焦炉煤气中H2S气体, 其关键技术是采取单乙醇胺溶液(MEA)喷洒焦炉煤气, 将焦炉煤气中所含H2S气体脱除出来, 而吸收了H2S气体单乙醇胺溶液再经过加热分解, 将单乙醇胺溶液中H2S气体解析出来, 解析出H2S气体单乙醇胺溶液再去吸收煤气中H2S气体, 循环利用。
另一部分是将脱除出H2S气体转化为98%浓硫酸。
由脱硫来H2S气体经过燃烧后生成SO2, SO2气体经过装有专用催化剂反应器转化为SO3气体, 再与水蒸汽接触, 冷却后生成浓度为98%浓硫酸。
使用该工艺可将焦炉煤气中H2S脱除到50mg/m3以下, 整个过程中产生废液为小于130Kg/h, 而利用制酸技术直接生产出浓硫酸, 抛弃了传统生产硫磺生产工艺, 既降低了环境污染, 又增加了经济效益。
所以脱硫制酸工艺是一套最大发挥经济效益环境保护项目, 在焦炉煤气脱硫工艺中应大力推广。
2、工艺步骤3、 关键设备脱硫部分: 吸收塔、 解析塔、 换热器制酸部分: 燃烧室、 SO 2反应器、 WSA 冷凝器 4、 关键技术经济指标MEA 脱硫技术可将煤气中H2S 含量脱除到小于50 mg/m3,不用再增加深脱硫装置, 就可使焦炉煤气达成冶炼不锈钢要求标准, 可节省工艺配置资金, 制酸工艺直接生成98%H 2SO 4, 不用生产硫磺产生二次污染, 且浓H 2SO 4可在焦化硫铵项目使用。
5、 投资分析本项目为根本环境保护项目, 经济效益不是很大, 但环境保护效益巨大, 项目投资估算以下:脱硫工艺 制酸工艺6、技术应用情况MEA脱硫技术最初是乌克兰国家焦化耐火设计院研究发明, 最早使用在前苏联, 中国最早使用是宝钢二期脱硫工程, 多年使用表明: 该工艺脱硫效率高, 产生二次废液少, 且技术成熟, 环境保护效果好。
制酸技术是丹麦托普索企业专利技术, 在欧洲使用较多, 但近几年来中国石化行业相继引进投产使用, 如株州石化、柳州化肥厂、上海焦化厂、南京石化等已投产使用。
焦炉煤气脱硫工艺(总19页)本页仅作为文档封面,使用时可以删除This document is for reference only-rar21year.March煤化工工艺大作业焦炉煤气脱硫工艺的探讨院系:资源与环境学院班级:化工09—4班姓名:荆智鹏学号: 14指导老师:徐秀梅焦炉煤气脱硫工艺的探讨作者:荆智鹏摘要:煤化工是以煤为原料经化学加工使煤转化为其他化学产品的过程。
从煤气化工段的工艺气中发现,除了含有生产甲醇和其他下游产品所需的CO, H2 和CO2 外,还含有大量多余的CO2 及少量H2S, COS,SO2 等成分,这些碳的氧化物和硫化物是生产甲醇或其他化学品所不需要的,必须将这些杂质除去。
另外,硫化物通过克劳斯工艺生产硫磺,CO2 可以回收送往尿素厂合成尿素,提高经济效益变废为宝。
以天然气或石脑油为原料,采用蒸汽转化法造气,变换气中CO2 的含量约在15-23mol%左右。
以重油或煤原料,采用部分氧化法制气时,变换气中 CO2 的含量高达35mol%以上。
H2S 及有机硫的含量则与原料含硫量有关,约在1000ppm 和10000ppm 之间。
通过净化,使硫化物含量小于0.2-0.5ppm, CO2 小于10ppm。
关键词:煤气脱硫湿法干法催化剂科学的讲,在湿式氧化法脱硫中,副盐的生成是无法回避的,它是化学反应的副产物,是客观存在的。
但是,我们通过多年实际生产状况总结发现,同等规模条件下,不同的工况条件、不同的工艺技术、不同的设备配置以及使用不同的催化剂,副盐生成量的多少却大不一样,而且差别很大。
这一现象引起我们高度的重视,也再次促使我们进一步探讨和研究脱硫中副盐形成的机理,因为只有清楚的了解副盐产生的机理,我们才能有效的找到解决和处理它的措施。
虽然我们不能避免它的形成,但我们可以采取一系列有效措施来减少或抑制它的生成。
从而减少脱硫液中由于副盐的存在而影响企业的正常生产。
特别在大规模的生产中(气量大、H2S含量高),这种现象尤为突出,副盐的生成不仅严重影响了脱硫效率、增加了辅料消耗而且也影响了环保。
虽然好多企业也相应采取种种措施,但收效甚微(主要是副盐提取和外排两种方法,其实这两种方法都不是我们想要的,也是很被动的,只是到目前为止,还没有更好的办法来代替它)。
因此,在这里我们着重加以深层次的探讨在湿式氧化法脱硫中,副盐生成机理。
一、脱硫反应机理脱除H2S的主要化学反应:1)、碱性水溶液吸收H2SNa2CO3+H2S==NaHS+NaHCO3----(1)NaHCO3+H2S==NaHS+H2CO3------(2)2)、液相HS-被氧化生成元素硫2NaHS+O2(888) == 2S+2NaOH ---(3) 3)、催化剂的再生[888]R+O2=[888]OX+ R ------(4) 4)、主要副反应是:NaHS+2O2== Na2S2O3+H2O ------(5)2S+CO32- +O2==S2O32-+CO2---(6)2S+2CO32- +3O2==SO42-+CO2---(7)2HCN+Na2CO3==NaCN+CO2+H2O ---(8)HCN+Na2CO3==NaCN+NaHCO3---(9)NaNC+Na2Sx==NaCNS+Na2S(x-1) --(10)NaNC+Na2S2O3==NaCNS+Na2SO3--(11)从以上化学反应式中可以看出,脱硫液中副反应所产生的副盐主要有三种:Na2S2O3、Na2SO4、NaCNS。
2. 副盐的形成2.1 副盐NaCNS的生成要想了解NaCNS的生成,我们就必须了解煤气中HCN是如何产生的。
我们知道在煤气中含有少量的NH3和HCN,那它们是怎么形成的呢它们含量多少与什么因素有关呢我们知道,在高温燃煤过程中,原料煤中有一部分有机物,在高温下它的氨基很容易裂解成氮化物,进而生成氨。
煤气中氨与炽热的碳发生反应就生成HCN:NH3 + C === HCN + H2煤气中HCN的含量大约在0.01-~0.1 g/Nm3。
焦炉煤气中HCN的来源也是如此,但相应的说它的含量较高,一般在0.5-1.5 g/Nm3。
不同的煤质,不同的气化工艺,煤气中HCN的含量都不一样的,而且差别也很大,总体上看越是高硫煤的煤质,燃烧后煤气中HCN含量就偏高(主要是有机物含量高造成的)。
而HCN是酸性气体,碱溶液在吸收硫化氢的同时,必然要吸收HCN,这是不可以避免的,从而要消耗一些碱。
2HCN+NaHCO3==NaCN+ CO2+H2O ---(7)HCN+Na2CO3==NaCN+NaHCO3---- (8)NaNC+Na2Sx==NaCNS+Na2S(x-1) --(9)Na2CO3+CO2+H2O==2NaHCO3-- (10)NaNC+Na2S2O3==NaCNS+Na2SO3----(11)NaCNS这种物质的溶解度很大,很难结晶析出,脱硫液中由于NaCNS的存在,严重影响了脱硫液的质量,使脱硫效率下降,碱耗增加(从理论上讲,脱硫液中NaCNS的含量每升高1Kg,就要消耗Na2CO3的量为0.65Kg),而且这种现象近年来在实际生产中表现越来越明显。
在焦化行业,大家都比较关注这种物质的存在,这也许因为在焦炉气脱硫中HCN这种物质含量较高的缘故吧。
而在化肥行业,很少有企业关注这种物质的存在,而恰恰因为这种忽视,使好多企业在脱硫出现碱耗增加时,无法找出事故的原因。
2.2 Na2S2O3副盐的产生从表面上看副盐Na2S2O3的产生,主要是由于溶液中HS-离子与氧接触而发生的氧化还原反应形成的产物.这是多年以来行业普遍认可的机理,从化学反应方程式上看也是如此。
然而我们对此更深层次的探讨发现,这仅仅是表面现象,Na2S2O3副盐产生的机理远远不是我们想象的那样简单,大量的理论研究和生产实践证明了原有理论的偏离性,没有彻底找出该副反应产生的主要原因(比如从宏观上看温度、碱度、PH值)。
因为我们利用原有理论去解决问题时,却发现原有理论指导意义不大,没有我们想象那么有力度,有效果。
因此今天我们不得不回过头来,从新探讨、深层次的研究该副反应形成机理。
如果说NaCNS这种盐类物质我们在生产中无法控制(必须从煤源以及气化工艺着手解决),那么Na2S2O3这种副盐我们完全可以采取一系列措施来控制它的生成。
从化学反应上看,我们不否认HS-在富氧的情况下会转化成硫代硫酸盐,这也是客观存在的。
2NaHS+2O2== Na2S2O3+H2O ---(5)然而我们通过实验室分析和工业化生产的实际情况看,这种转化率相当低,也就是说硫代硫酸盐的来源不完全是这里,它连10%都不到。
我们做了大量的对比研究发现,假如Na2S2O3主要是从NaHS与O2直接氧化而来的,我们对国内目前比较流行的两种催化剂进行研究,我们在生产实践中通过测定脱硫塔出口富液中HS-含量,我们发现用酞箐钴类催化剂的富液中其HS-含量要远远低于栲胶类,而且有时相差很大。
但从副盐生成几率上看,酞箐钴类要高于栲胶类。
(这也是我们在长期技术服务中发现的现象),这种副盐主要来源于那里呢,我们通过学术交流、资料查询以及大量的实验室跟踪分析,再次对栲胶、酞箐钴两类催化剂进行研究,通过电极电位的测定来进一步研究。
这两者催化剂的氧化电极电位不一样。
我们发现栲胶类催化剂电极电位较低,酞箐钴类催化剂的电极电位较高,两者混合催化剂的电极电位则介于两者之间。
2.3 溶液中Na2SO4的产生从表面上,它只是Na2S2O3进一步氧化的结果。
但从化学反应的机理上看,这种说法不是完全正确,HS-是否能转化成Na2SO4,与溶液中富氧程度有关,理论上讲,消耗1molO2就能把2molS2-完全氧化成单质硫,两者之间物质的量的比值为0.5,但如果他们之间的比值过大(2以上),在这种过度富氧状态下, S2-氧化成单质硫,单质硫直接被氧化成硫酸盐.在实际生产中好多企业的操作工感觉到当脱硫液中Na2SO4含量较高时,减少喷射器吸气量时效果很明显,(当然,这只是一种调节手段),但这也充分说明了我们的喷射器的吸气量,即不能小,但也不能过大,过大的气量它不仅容易促成副盐的生成,而且容易影响硫泡沫的浮选.图为溶解氧和硫化物的摩尔比值与硫生成率的关系上图说明:脱硫液中的氧含量与溶液中的硫氢根有关系,氧的含量不能太大,也不能太小,而是要在一个合适的范围内。
即再生空气量不能太大,也不能太小,而是要控制在一个合适的范围内。
3. 结论3.1 Na2S2O3含量的增加,降低了催化剂的脱硫效率,使出口H2S含量升高,并阻碍了O2在脱硫液中的传质,同时其自身的氧化反应也耗用一定量的催化剂,使催化剂的再生速度减慢,也不利于硫颗粒的浮选,使硫颗粒在再生槽的停留时间加长,也同时增加了副盐的生成几率。
3.2 Na2SO4含量的增加降低了催化剂的脱硫效率,使出口H2S含量升高,并阻碍了O2在脱硫液中的传质,但对催化剂的再生速度影响不像Na2S2O3那样明显,同时也不利于硫颗粒的浮选,使硫颗粒在再生槽的停留时间加长,也同时增加了副盐的生成机率。
3.3 副盐含量达到一定量时,必然要影响催化剂在脱硫过程中的应用效果,所以建议在副盐含量升高时,适当的调整催化剂的浓度,以便于维持正常的脱硫效率;但当副盐含量超过200g/L时,此时催化剂浓度的改变对脱硫效果已不明显,建议采取适当方法处理副盐,以便维持正常的脱硫二、湿法煤气脱硫(栲胶法)(一)栲胶的化学性质栲胶是由植物的秆、叶、皮及果的水萃取液熬制而成,其主要成分为丹宁。
由于来源不同,丹宁的成分也不一样,大体上可分为水解型和缩合型两种,它们大都是具有酚式结构的多羟基化合物,有的还含有醌式结构。
大多数栲胶都可用来配制脱硫液,而以橡碗栲胶最好,其主要成分是多种水解型丹宁。
脱硫过程中,酚类物质经空气再生氧化成醌态,因其具有较高电位,故能将低价钒氧化成高价钒,进而使吸收在溶液中的硫氢根氧化、析出单质硫。
同时丹宁能与多种金属离子(如钒、铬、铝等)形成水溶性络合物;在碱性溶液中丹宁能与铁、铜反应并在其材料表面形成丹宁酸盐薄膜,因而具有防腐蚀作用。
由于栲胶水溶液是胶体溶液,在将其配制成脱硫液之前,必须对其进行预处理,以消除共胶体性和发泡性,并使其由酚态结构氧化成醌态结构,这样脱硫溶液才具有活性。
在栲胶溶液氧化过程中,伴随着吸光性能的变化。
当溶液充分氧化后,其消光值则会稳定在某一数值附近,这种溶液就能满足脱硫要求。
将纯碱溶液用蒸汽加热,通入空气氧化,并维持温度80~90℃,让丹宁物质发生降解反应,大分子变小,表面活性物质变成为非表面活性物质,达到预处理目的。
NaOH与Na2CO3相比,它能够提供更高的pH值溶液。