LOA湿式氧化吸收联合脱硫脱硝工艺及成套装备(技术鉴定)

湿式氧化法脱硫工艺设备选择及操作管理的优化 2010年02月02日 12:54:16【大中小】1前言液相催化氧化法脱硫技术是一种历史悠久,发展迅速的气体净化方法。

虽说该方法工作硫容较低,但工艺流程简单，操作弹性大，处理硫负荷能力强，具有连续运行的特点，较为节能环保。

而且随着一些新型催化剂的研究、开发、应用，净化度越来越高，使用范围日益扩大。

因此也推动了脱硫技术的创新进步。

脱除气体中的硫化氢和有机硫化物是气体净化工艺中的一部分，是合成氨工艺过程的重要环节。

脱硫效率的高低，对节能降耗，安全稳定生产，降低化肥运行成本起着至关重要的作用。

虽说各厂脱硫工艺流程都大同小异，但设备配置则几乎一个厂一个样。

许多扩改后形成生产规模的“小氮肥”，尽管年产合成氨达到十几万乃至几十万吨，但脱硫设备只是简单的放大、扩展，均不同程度的存在工艺布局不合理，设备不配套，结构不规范，甚至重要设备，工艺环节缺失等现象。

致使有些工艺条件无法调控到位，造成生产不稳定，副盐高、消耗高，腐蚀严重等问题。

然而有些厂明知设备生产能力有限，硬件不硬。

却寄希望于频繁更换催化剂来解决所有难题或以高消耗去换取高效率，应付生产。

这些治标不治本，其结果便可想而知。

因此要全面审视，以科学发展观来认真对待。

除从严格操作管理，选用优质催化剂外，还应该在工艺设备配置上进行结构调整，优化整合。

通过多年从事技术服务工作，对脱硫技术的感悟，结合一些运行稳定，安全经济的厂家的经验，对湿法粗脱工艺设备的选择及操作管理的优化作一些探讨交流。

2化肥企业工艺设备的选择优化2.1选择适宜的工艺条件目前化肥行业使用的催化剂大约有上十种，因使用不同的催化剂形成不同的方法。

应根据不同类别选择适宜的工艺。

从整体上看，脱硫分吸收、再生、回收三大环节。

无论是气相流程，液相流程还是冷却水流程，都应该从系统工程角度出发，科学合理设计安排，方能达到预期效果。

虽说各厂工艺流程各有千秋，但有些厂布局不合理，工艺不完整。

脱硝LOA湿式氧化吸收联合脱硫脱硝工艺技术原理:LOA湿式氧化吸收联合脱硫脱硝工艺以湿式脱硫、液相氧化-还原吸收脱硝为基本原理，在一个吸收塔内实现锅炉烟气的联合脱硫脱硝。

技术原理如下：（1）湿法脱硫（钙法或镁法）将氧化钙或者氧化镁制浆作为脱硫剂，与烟气中SO2混合接触反应去除SO2。

钙法产生的亚硫酸钙可强制氧化生成硫酸钙（石膏），镁法产生的亚硫酸镁、硫酸镁可经浓缩、过滤或结晶制备镁肥。

主要反应如下：钙法：Ca(OH)2+SO2→CaSO3+H2OCa(OH)2+H2SO3→CaSO3+2H2OCaSO3+0.5O2→CaSO4镁法：Mg(OH)2+SO2→MgSO3+H2OMg(OH)2+H2SO3→MgSO3+2H2OMgSO3+0.5O2→MgSO4（2）液相氧化以NaClO3（99%）和浓盐酸（31%）为原料制备高浓度ClO2，稀释高浓度ClO2配成一定浓度的氧化剂溶液，与烟气中的NO反应将其氧化为高价态的NOx（主要是NO2）。

主要反应如下：2ClO2+5NO+H2O→2HCl+5NO2Cl2+NO+H2O→2HCl+NO2（3）还原脱硝利用脱硫生成的亚硫酸盐浆液（根据工艺可添加助剂R）作为还原剂与烟气中NOx反应，将NO2还原为N2和部分亚硝酸盐、硝酸盐去除。

反应机理如下：2SO32-+NO2→2SO42-+0.5N22SO32-+2NO2+2OH-→2SO42-+NO2-亚硝酸盐通过曝气，强制氧化为硝酸盐：NO2-+0.5O2→NO3-工艺流程:锅炉烟气经除尘后进入吸收塔，塔内设置集液升气装置，将吸收塔从下到上依次分为脱硫段、氧化段和脱硝段，每段各自成为独立的循环系统。

工艺流程示意如下：LOA湿式氧化吸收联合脱硫脱硝工艺流程示意图采用钙法脱硫时，除尘后烟气先在烟道进口段与喷入的NaOH溶液反应进行预脱硫生成脱硝剂（Na2SO3），接着在脱硫段与石灰浆液反应进一步去除SO2，然后在氧化区经ClO2溶液喷淋氧化NO为NO2，最后在脱硝段与预脱硫形成的Na2SO3溶液反应去除NO X后排放。

液相氧化吸收法同时脱硫脱硝技术的研究进展林杉帆;杨岚;张博浩;卫泽华;马晓迅【期刊名称】《煤化工》【年(卷),期】2015(0)5【摘要】煤燃烧过程中排放的SO2、NOx等是环境污染的主要因素.目前,湿法脱硫技术在我国已广泛应用,在此基础上开发的湿法脱硫协同脱硝技术具有重要意义.重点介绍了国内外几种典型的液相氧化吸收一体化脱硫脱硝技术,包括NaClO2法、H2O2法、KMnO4法、Na2S2O8法等.综述了各种方法的研究进展,评述了其各自的特点,并指出上述方法在能耗、污染、成本等方面的问题,有待工业试验的进一步验证.【总页数】5页(P24-27,37)【作者】林杉帆;杨岚;张博浩;卫泽华;马晓迅【作者单位】西北大学,陕西西安710069;西北大学,陕西西安710069;陕北能源化工产业发展协同创新中心,陕西西安710069;陕北能源先进化工利用技术教育部工程研究中心,陕西西安710069;陕西省洁净煤转化工程技术研究中心,陕西西安710069;西北大学,陕西西安710069;西北大学,陕西西安710069;西北大学,陕西西安710069;陕北能源化工产业发展协同创新中心,陕西西安710069;陕北能源先进化工利用技术教育部工程研究中心,陕西西安710069;陕西省洁净煤转化工程技术研究中心,陕西西安710069【正文语种】中文【中图分类】TQ546【相关文献】1.TiO2-SiO2复合氧化物的制备及在液相氧化中应用的研究进展 [J], 李坤; 姚楠2.钴盐催化甲苯液相选择氧化反应研究进展 [J], 宋志3.液相直接沉淀法制备纳米氧化锌研究进展 [J], 徐素鹏4.国内液相均匀沉淀法制备纳米氧化锌研究进展 [J], 徐素鹏5.液相催化氧化法脱除燃煤烟气中多污染物研究进展 [J], 赵毅;惠尉添因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

专利名称：用含氯强氧化剂增强尿素的湿法联合脱硫脱硝工艺专利类型：发明专利
发明人：吴忠标,黄艺,赵伟荣,莫建松,程常杰
申请号：CN200510062185.X
申请日：20051223
公开号：CN1986033A
公开日：
20070627
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种用含氯强氧化剂增强尿素的湿法联合脱硫脱硝工艺，待处理的烟气进入吸收反应器，与含有尿素和含氯强氧化剂的混合吸收液充分接触，烟气中的NOx、SO被吸收后净化排放，含氯强氧化剂为亚氯酸钠、次氯酸钠、漂白粉或者其混合物。

本发明工艺提高了尿素法脱硝效率，只需一套吸收装置即可达到较好的净化效果，结构简单，操作方便，占地小。

采用本发明工艺处理烟气，可达到75－98％的氮氧化物去除效率和95％以上的脱硫效率。

申请人：浙江大学,浙江天蓝脱硫除尘有限公司,吴忠标
地址：310027 浙江省杭州市浙大路38号
国籍：CN
代理机构：杭州天勤知识产权代理有限公司
代理人：胡红娟
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湿式氧化法脱一、湿式氧化法脱硫工艺技术特点：H2S是一种酸性气体，在溶液中可以电离出氢离子，H2S=H++HS-;Na2CO3+H2S==NaHCO3+NaHS而HS-有较强的还原能力，易失去电子而被氧化HS-+1/2O2==S↓+OH-，这种性质被巧妙地运用于湿式氧化法脱硫工艺。

湿式氧化法其实质上就是一种伴有氧化反应的湿式酸碱中和的过程，通过催化氧化，使负二价的硫转化成单质硫分离出去。

其工艺技术有如下特点。

1、选择优质脱硫催化剂至关重要：在湿式氧化法脱硫中，将H2S氧化成单质硫是借助于脱硫液中的载氧体催化剂来实现的。

催化剂在很大程度上决定着湿式氧化法的脱硫效率，单质硫生产率、碱耗、再生效率，副反应产率等一系列重要指标。

因此，选择一种高性能催化剂作为氧化还原剂，就成为决定这种工艺操作的关键。

2、不管采用何种催化剂，其化学反应过程的共同特点是要分三步走：第一步用氨水或纯碱液吸收气体中的H2S进行中和反应。

第二步采用载氧体催化剂进行催化氧化反应把HS-、S-2氧化成单质硫。

第三步加入或喷射自吸空气氧化失活的催化剂，使其得到再生，恢复活性、循环使用。

同时将单质硫浮选出来分离出去，熔炼硫磺。

而且从工艺上看，第一步吸收反应肯定在脱硫塔中进行。

气液两相逆流接触，通过传质(填料)H2S从气相介面向液相介面转移，进入液相主体。

酸碱中和反应，生成相应的盐转化为富液。

此过程中受气膜控制属扩散式吸收。

然而催化、氧化、析硫的第二步化学反应，也主要在脱硫塔内进行。

因而，也形成了这种复杂相系共存格局。

故此，传质面积、喷淋密度、液气比、碱度、PH 值、催化剂浓度、反应温度等都会影响吸收的选择性及析硫再生和气体净化度。

二、正常生产操作中值得**的问题脱硫溶液碱度：溶液吸收H2S为酸碱中和反应。

因此溶液的总碱度和Na2CO3浓度是影响吸收过程的主要因素。

气体净化度、溶液的硫容量、总传质系数，随Na2CO3浓度的增加而增大，总碱度越高、PH值越大。

湿式氧化法脱硫技术是国内化工行业广泛使用的脱硫方法之一，故名思义它是用稀碱液吸收气相中的H2S，在吸收H2S的液相中由于氧化催化剂的作用，将H2S氧化为元素硫并分离回收。

因此该技术包括H2S吸收，氧化和硫回收。

和其它的化学和物理方法相比：(1)该法适用原料气中H2S含量低(＜20g／Nm3)，CO2含量较高工况，即适用于煤气和焦炉气等的脱硫。

国内目前已有几百套生产装置在运行。

(2)本技术的特点是可将H2S直接氧化为单质硫，不需要专门设置诸为克劳斯硫回收装置，流程短，操作简便。

(3)该技术总的硫回收率(80％～85％)，高于其它配套克劳斯硫回收的方法。

(4)溶液的硫容量低和付产少量副盐是该技术的弊病。

硫容量低使公用工程费用在脱硫成本中占50％以上，少量副盐使碱的耗量上升，增加了操作的复杂性。

这些局限性也正是该技术面临的攻关课题。

20世纪70～80年代是我国化肥工业蓬勃发展时期，也是国内湿式氧化法脱硫技术快速工业化的年代，近千套的小合成氨厂是方便开发新技术的生产试验基地，那时除对传统的ADA和醇胺法进行深入研究外，当时有代表性的方法有，栲胶法，FD法，茶酚法和EDFA法等均在工业生产中得到了应用。

经过近30年的发展，伴随市场经济和环保法规的建立，到目前为止，优胜劣汰，现存的有明显技术特色，市场占有率高的典型代表有络合催化和酚醌催化两大类。

随着时间的迁移，占据市场主导地位的方法，20世纪80年代是改良ADA和氨水液相法，80年代末至90年代为栲胶法和PDS，最近几年，888异军突起，市场占据率顿然上升。

以往湿式氧化法脱硫技术主要运用于煤气粗脱硫，近几年来，他的运用范围不断扩展，目前已推广到变换气和焦炉气脱硫，尿素生产中CO2，低温甲醇洗尾气，变压吸附脱碳尾气等高浓度CO2气体的脱硫。

随着我国化肥、甲醇等化学工业的迅速发展，该领域中市场竞争日趋激烈化，为了降低成本，大量高硫煤进入了化工原料市场，使煤气中H2S含量由原先(1～3)g／Nm3)，上升到(3～5)g／Nm3或更高。