“两气”脱硫装置脱除有机硫的溶剂配方研究
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脱有机硫的催化剂
脱有机硫的催化剂主要有以下几种:
1. 加氢还原法催化剂:在石化工业中较常见,主要用于将COS等有机硫化合物转化为H2S后加以脱除。
常用的加氢转化催化剂有Co—Mo系、Ni—Mo系和Ni—Co—Mo系等,其中以负载于γ—Al2O3载体上的Co—Mo系催化剂最为常用。
2. PDS系列高效脱硫剂:以双聚酞菁钴络合物为主要组分的新一代高效湿法脱硫催化剂,能在常温常压或加压条件下,碱性介质中高效催化氧化硫化物成单质硫。
其脱硫效率高,能同时脱有机硫和无机硫,H2S脱除率达97%以上,有机硫脱除率达50%左右。
3. 氧化铁脱硫剂:以氧化铁为主要活性成分,添加其它促进剂加工而成的高效气体催化剂。
在20℃~100℃之间,对硫化氢有很高的脱除性能,对硫醇类有机硫和大部分氮氧化物也有一定脱除效果。
4. 有机硫水解催化剂:如W505中温有机硫水解催化剂,可以在150~250℃的环境下,将COS、CS2等有机硫化物的水解反应,水解率达9
5.0%以上。
以上催化剂各有特点,请根据具体的反应条件和需求选择合适的催化剂。
北京大学科技成果——乙二醇或聚乙二醇脱除气体中SOx的方法成果简介本项目是利用乙二醇(EG)或聚乙二醇(PEG)-H2O二元混合物体系脱除烟道气、含SOx的废气或工业原料气中的SOx,即脱除烟道气、含SOx的废气或工业原料气中的SOx(x=2或3)。
乙二醇(EG)或聚乙二醇(PEG)具有良好的润滑性、热稳定性、低毒性、难挥发性,易溶于水和多数极性溶剂。
一方面其分子所带的羟基基团和其本身复杂的空间结构,使得其与SO2很容易形成弱结合物,便于提高对SO2的吸收能力,同时PEG复杂的空间结构也具有对SO2结合的能力;另一方面这种结合相对较弱,适当改变条件后该弱结合物很容易分解释放出SO2,提高了溶液的解吸性能,使得溶液较容易再生,再生后的有机溶剂可循环使用,分解释放出的SO2可以制成液态二氧化硫或进一步还原成硫磺等高附加值的产品,起到了真正变废为宝的作用。
这样既保证了烟气脱硫的环保性,又保证了烟气脱硫的经济性。
由于乙二醇或聚乙二醇粘度较大,对吸收不利,通过在体系中加入一定量的水形成EG或PEG-H2O二元混合物体系后脱硫效果仍然较理想。
生产研发设备该项目研发过程中所使用的主要设备有:气相色谱仪;气液平衡装置;连续化实验装置;紫外可见分光光度计(美国Varian公司);超导核磁共振波谱仪(瑞士Bruker公司);红外光谱仪(德国Bruker公司)。
应用范围本项目是利用聚乙二醇(PEG)-H2O二元混合物体系脱除烟道气、含SOx的废气或工业原料气中的SOx(x=2或3)。
主要应用于火电、钢铁、有色、石化、水泥、化工等行业。
技术特点在以往的一些脱硫方式中,吸收体系的再生与SO2的回收利用一直是一个具有挑战性的课题。
传统的钙法和碱液脱硫技术,虽然广泛用于烟道气脱硫,但吸收液很难再生,吸收的SO2与碳酸钙、氧化钙或碱反应生成硫酸钙或其它硫酸盐等价值低廉和难以再利用的副产物,而且还会造成二次污染。
氨脱硫技术虽然能够将SO2变废为宝,以硫酸铵化肥的形式重新利用,但其成本较高,硫酸铵的价值也较低,同时大量的氨气会随烟道气排入大气中产生二次污染现象。
关于硫回收尾气脱硫过程中亚硫酸铵氧化的研究摘要:氨法脱硫工艺应用于处理硫回收装置尾气时,由于硫回收装置尾气参数的特殊性,装置运行时与常规锅炉烟气脱硫相比会有明显区别。
本文对氨法脱硫工艺过程中的关键反应,亚硫酸铵氧化的影响因素:亚硫酸铵溶液浓度、pH、氧化空气流量、反应温度进行了实验研究,希望能够为氨法脱硫工艺在硫回收尾气处理的工程应用提供一点参考价值。
关键词:硫回收;氨法;脱硫;亚硫酸铵;氧化随着克劳斯工艺在以H2S为原料的硫回收应用越来越广泛,对克劳斯工艺的改进也日渐深入,但由于Claus反应化学平衡的限制,在采用三级Claus反应器的情况下,装置的整体硫回收率也只能达到95%~98%[1]。
为提高硫回收率,最常见的做法是在Claus装置后设置SCOT 尾气处理系统,可以将硫回收率提高至99.8%,但仍然无法满足国内最新的SO2排放指标。
近年来,氨法脱硫工艺更多的应用在新建的硫回收装置中,与传统SCOT工艺相比,氨法脱硫工艺二氧化硫脱除率高,净烟气中SO2浓度可控制在35mg/Nm3以下;装置总投资低20%;运行费用低30%;无三废排放;工艺流程简单,易操作。
氨法脱硫工艺采用氨作为吸收剂,可以将克劳斯尾气中的SO2吸收生成亚硫酸铵,亚硫酸铵氧化成硫酸铵,硫酸铵溶液经过蒸发结晶、离心分离、干燥后可以得到产品硫酸铵。
硫酸铵化学性质稳定,含硫和氮两种有效元素,可以直接用作化肥,也可以用于制造复合肥,在农业生产中有着广泛的应用。
整个工艺过程无废水、废渣排放,是一种绿色环保的脱硫工艺。
硫回收尾气跟锅炉烟气有着明显的差别,硫回收尾气中水含量接近30%,SO2浓度可达30000mg/Nm3,锅炉烟气中水含量通常不超过10%,SO2浓度不超过5000mg/Nm3,为保证使用氨法脱硫工艺处理硫回收尾气时达标排放,有必要对影响脱硫的效果的一些参数进行实验研究。
1.试验方法本实验包括以下主要设备:燃煤锅炉、缓冲容器、旋风分离器、增压风机、湿度调解室、脱硫塔等,系统组成如下图所示。
氨法脱硫过程中气溶胶的形成机理及控制研究以氨法脱硫过程中气溶胶的形成机理及控制研究氨法脱硫是一种常用的烟气脱硫方法,通过将烟气中的二氧化硫(SO2)与氨气(NH3)反应,生成硫酸铵(NH4HSO4)或硫酸氨((NH4)2SO4),从而达到去除烟气中二氧化硫的目的。
然而,在氨法脱硫过程中,气溶胶的形成是一个重要的问题,它不仅会降低脱硫效率,还会对环境和人体健康造成潜在的危害。
气溶胶是由气体中的微小颗粒物质和液滴组成的悬浮物质,它的形成主要与氨法脱硫过程中的几个关键因素密切相关。
首先,烟气中的湿度是影响气溶胶形成的重要因素之一。
较高的湿度会促使硫酸铵或硫酸氨溶液中的水分蒸发,生成微小颗粒物质。
其次,烟气中的温度也会对气溶胶的形成产生影响。
较低的温度会导致氨气与二氧化硫反应速度较慢,从而增加气溶胶的生成。
此外,氨气的浓度和烟气中的颗粒物质也会对气溶胶的形成起到重要作用。
为了控制气溶胶的形成,需要从多个方面进行研究和控制。
首先,调节氨气的投加量是控制气溶胶形成的关键之一。
适当增加氨气的投加量可以提高脱硫效率,但过量的氨气投加会导致气溶胶的过量生成。
因此,需要根据烟气中的二氧化硫浓度和其他相关因素合理控制氨气的投加量。
其次,控制烟气中的湿度和温度也是减少气溶胶形成的重要手段。
通过合理调节烟气的湿度和温度,可以减缓硫酸铵或硫酸氨溶液中的水分蒸发速度,从而减少气溶胶的生成。
此外,还可以采用一些物理方法如降低烟气中的颗粒物质浓度,通过增加过滤器的使用或优化燃烧设备等方式来控制气溶胶形成。
总结起来,氨法脱硫过程中气溶胶的形成机理涉及烟气中的湿度、温度、氨气浓度和颗粒物质等多个因素。
为了控制气溶胶的形成,需要合理调节氨气的投加量,控制烟气的湿度和温度,并采取物理方法降低烟气中的颗粒物质浓度。
这些控制措施的实施可以提高氨法脱硫的效率,减少气溶胶对环境和人体健康的潜在危害。
未来的研究还可以进一步探索气溶胶形成的机理,优化控制方法,提高脱硫效率,减少气溶胶的生成,从而进一步改善氨法脱硫技术的应用效果。
烟气湿法脱硫实验报告1. 引言烟气中的二氧化硫(SO2)是由燃烧过程中的硫分子氧化形成的,它是一种强烈的大气污染物,对人体健康和环境造成严重威胁。
烟气湿法脱硫是一种常用的减少烟气中SO2排放的方法,通过将烟气与一定质量分数的乙醇胺水溶液接触,来实现SO2的吸收和去除。
本实验旨在通过模拟烟气中SO2的浓度,探究SO2在不同条件下的吸收效果,并评估该湿法脱硫方法的可行性。
2. 实验原理烟气湿法脱硫主要依赖于SO2的溶解性,乙醇胺作为溶剂被广泛使用。
乙醇胺的主要反应:SO2 + H2O + 2 C2H5OH (NH2CH2CH2OH)2SO4该反应是一个可逆反应,当烟气中SO2浓度较高时,乙醇胺会与SO2迅速反应生成硫酸氢乙醇胺,并从烟气中吸收SO2,达到脱硫效果。
3. 实验装置和药品- 实验装置:烟气模拟装置(包括送风机、加热炉、温控仪等)、乙醇胺水溶液、SO2气源- 药品:乙醇胺(C2H7NO)、蒸馏水(H2O)、硫酸4. 实验步骤4.1 准备工作- 搭建烟气模拟装置,调整好送风机的风量和加热炉的温度;- 配制乙醇胺水溶液,浓度为10%。
4.2 吸收实验- 连接烟气模拟装置的出口和乙醇胺水溶液的入口;- 开启烟气模拟装置,将SO2气体通过装置中并调整浓度至1000ppm;- 开始记录时间和SO2浓度,并定期取样分析。
4.3 分析实验- 取样品分析SO2浓度,常用的分析方法有重碳酸钠法、脱硝液滴管法等;- 计算每个时间点的SO2去除率。
5. 实验结果与讨论5.1 SO2去除率随时间的变化曲线5.2 影响SO2去除率的因素- 乙醇胺浓度:实验中采用了10%浓度的乙醇胺水溶液,若浓度过低,溶解SO2的能力将下降,从而影响去除效果;- 温度:实验中加热炉的温度保持在70摄氏度,较高的温度可以促进SO2的吸收,但过高的温度可能影响乙醇胺水溶液的稳定性;- 烟气流速和接触时间:足够的接触时间可以增加SO2的吸收和去除。
22 广州化工 2001年29卷第3期
“两气"脱硫装置脱除有机硫的溶剂配方研究
许辉宗
(广州石化总厂510726)
摘要针对MDEA水溶液脱除有机硫效率低的问题,本文研究了物理溶剂类、醇胺类舔加剂对脱除有机奠的影响,
筛选出复合璺配方溶剂.其对有机硫脱出率比MDEA水溶液高30%以上。该研究结果对现有装置的挖潜改造、提高现有装
置的脱硫能力具有指导意义。
关键词脱除,有机硫.溶剂配方
目前许多炼油企业为了追求经济效益,逐渐混
炼一定比例的高硫油,导致炼油厂干气、液化石油气
(简称“两气”)中含硫量不断增多,组分也变得复杂。 另一方面,随着环保要求的日益提高,作为燃料的 “两气”含硫量不能超标。近年来许多炼油厂不仅把 炼油厂干气作为燃料使用,更作为重要的制氢原料 加以利用。这样,如何把“两气”中的硫尽可能脱得 彻底些变得越来越重要。然而,对于目前“两气”脱 硫所采用的醇胺法脱硫技术,尽管许多炼油厂采用 了选择性比较好的MDEA(N一甲基二乙醇胺)溶 剂,MDEA溶剂脱除无机硫可以达到99%,但脱除 有机硫效果却不理想,经测试大约只有2O%多。广 州石化总厂也采用了以MDEA为主体的复配型高 效脱硫剂,但经现场测试有机硫的脱除率也只有20 %~3O%。目前许多炼油厂处理液态烃中的有机 硫的方法一般是醇胺法脱硫后再经二级碱洗、硫醇 抽提。抽提法虽然能使总硫含量降低,但它是一种 比较费钱而又复杂的加工方法;二级碱洗能保证产 品质量,但碱液消耗量大,水用量多,并且换碱次数 多及连续水洗给安全平稳生产带来很多不利因素。 因此,目前的生产迫切需要一种既能选择性脱除无 机硫同时又能高教脱除有机硫的溶剂,以尽可能地 脱除“两气”中的硫含量,为后续低成本进一步净化 创造条件。 目前,国外TEXACZ)化学公司、UCC公司、 DOW化学公司等已推出MDEA溶剂的第二代产品 (以MDEA为主体,添加活化剂),其配方均为专利 配方。因此,如何在现有装置上克服第一代MDEA 溶剂的缺点,提高脱硫效率尤其是脱有机硫的效率, 成为我们当前脱硫方面的重要研究课题。 1 MDEA水溶液加添加剂的研究 1.1国外 EA水溶液加添加剂的情况
由于MDEA水溶液选择性脱硫工艺对有机硫
化物的脱除效率低。并有发泡倾向,而且水本身的比
热较高,因此希望通过物理溶剂和化学溶剂结合组
成混合溶剂来克服MDEA水溶液脱硫存在的局限
性。化学溶剂可提供处理气体的高纯度;物理溶剂
可满足低能量的需求,尽可能减小其中的水含量。
混合溶剂的缺点是对烃类溶解度较高.但与纯物理
溶剂相比仍然还是低得多。
近年来,国外报道涉及具有选吸能力的化学物
理溶液体系有Sulfinol、Selfirfing及Optisol等法。
(1)Sulfinol T艺:SHELL公司把醇胺溶剂和物
理溶剂环丁砜相结台开发了Sulfinol工艺,推出了
Sulfinol—M溶剂,其中胺组分采用甲基二乙醇胺。
该体系具有下列优点:①对有机硫化物具有较好的
溶解性;②容易再生;③较低起泡倾向;④处理后的
气体中水蒸汽较少;⑤在O 存在下,对H2S具有
更大的选择性。由于0 脱除率大幅度降低,溶液
循环和重沸器蒸汽耗量也大大降低,溶剂耗量也相
应减少。su睢no]一M溶剂在美国已投人工业应用。
(2)Selefining工艺:采用叔醇胺和有机溶剂组
成的脱硫混合溶剂,该工艺能在原料气中C ̄/H2S
比值很高的情况下保持良好的选吸性能。
(3)Optisol工艺:由醇胺、有机溶剂和水组成,
特点是几乎全部脱除H2S的同时,能基本脱除有机
硫化物,而部分脱除0 。 1
2.2单纯1VEFA水溶液脱除液化气中有机硫的效果
在未加添加剂之前,试验首先考察了用作比较
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2001年29卷第3期 广州化工 ・∞・
基准的MDEA水溶液(30%)脱除液化气中有机硫 的能力,试验结果见表1:
襄1单纯MDEA水溶液脱除液化气中有机硫的效果
从表1可以看出,MDEA水溶液对液化气中的
有机硫脱除率较低,只有20%--25%左右。 2.3以MDEA为基础配方溶剂脱除有机硫的效果 我们在MDEA水溶液中加入一定量的其他胺 类溶剂、脱有机硫效果较好、烃溶解量较低的物理溶 剂和消泡剂组成复合型配方溶剂,并考察了这些配 方溶剂脱除有机硫的效果。经过筛选、评选出了四
种脱有机硫效果较好的配方溶剂。其脱除效果见表
2。
襄2配方溶剂脱除有机硫的效果
从表2中可以看出,4种配方溶剂有机硫脱除 率均比MDEA水溶液有明显提高,其中A3的有机 硫脱除效果最为显著,其有机硫脱除率比MDEA水 溶液高30%以上。配方溶剂再生情况良好,ig生后 贫液中r-I2S<0.3 g/L.COz<0.3 g/L。 3结论 (1)实验结果表明,在MDEA水溶液中加入某 些醇胺类、物理溶剂类添加剂可以有效提高MDEA 水溶液脱除有机硫的效率; (2)复合型添加剂比单一型添加剂脱除有机硫 效率更高。本研究筛选出4种脱硫溶剂配方,其中
配方A3有机硫脱除效果最为显著,脱除率达到61
%,比单纯MDEA水溶液提高30%以上。这些配
方溶剂既保持了MDEA低能耗、不易降解、酸气负
荷高等优点,又提高了溶液对有机硫的脱除能力。
研究结果对现有装置的挖潜改造,提高现有装置的
脱硫能力具有指导意义。
参考文献
1杨林森.炼油.1998.(2):63
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