活性炭脱硫剂的脱硫机理及工艺条件对脱硫的影响
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文章编号:1000-4416(2002)04-0365-02活性炭脱硫剂使用寿命影响因素的分析X魏有福(陕西兴化集团有限责任公司,陕西兴平713100)摘要:探讨了活性炭脱硫剂适用的工艺条件,对活性炭脱硫的设计提出了建议。
关键词:燃气脱硫;活性炭;硫容;再生中图分类号:T U996.6 文献标识码:B1 引 言我公司采用重油制气制合成氨工艺,原料气脱硫先用ADA法将H2S体积分数降到25×10-6,然后用干法脱硫将H2S体积分数降到1×10-6以下。
原来干法脱硫用ZnO,由于成本高而改为活性炭,但使用情况不理想,使用寿命较短,差的仅几天,好的也不到一个月。
其硫容还不到5%,远低于活性炭的使用硫容,下面分析其原因。
2 使用工艺条件活性炭脱H2S是在氨的催化作用下,与吸附在活性炭上的氧反应生成硫磺而被脱除。
因此原料气中须含有一定量的氧、氨,并具有一定的湿度。
(1)氧和氨的含量在脱硫过程中,氧与氨都是直接参与化学反应的物质,对脱除H2S,工业生产中氧含量一般控制在超过理论需要量的50%~100%,或者使脱硫后气体中残余氧的体积分数小于0.1%。
若含H2S为1g P m3的工艺气体,活性炭脱硫时,要求氧的体积分数为0.05%,对含H2S为10g P m3的气体,含氧的体积分数达到0.53%;一般,高炉煤气、焦炉煤气、水煤气、半水煤气、发生炉煤气等气体中都含有一定量的氧,用活性炭脱硫不须用外加氧。
而天然气、重油制气等气体中不含氧,若用活性炭脱硫,须要外加氧,以保证氧含量。
氨易溶于水,使活性炭孔隙内表面的水膜呈碱性,增加了吸收H2S的能力,对脱硫有催化作用。
当净化H2S时,氨的用量很少,一般保持在0.1~0.25 g P m3即可。
一般来说,煤制气的气体用活性炭脱硫其中的氨含量足够,而重油制气、天然气等用活性炭脱硫就需外加氨。
我公司生产的重油制气中不含氧和氨,而用活性炭脱硫时,也没有外加氧和氨,这是活性炭使用寿命短的主要原因之一。
T102、T103精脱硫剂已广泛用于合成氨、甲醇、联醇、甲烷化、合成燃料、食品CO2、聚丙烯等生产工艺中精脱硫。
EAC-2或EAC-3型活性炭精脱硫剂97年元月已通过化化工部和湖北省联合主持的专家鉴定,分别被化工部化肥催化剂标准化技术归口单位正式命名为T102和T103型活性炭精脱硫剂,列为国家正式产品。
一、与普通脱硫剂相比,T102及T103精脱硫剂有下列特点:1.脱硫精度高。
普通脱硫剂脱硫精度为出口H2S≤1.0ppm,用于粗脱硫;而EAC精脱硫剂脱硫精度高为出口H2S≤0.03ppm。
2.反应速度快。
研究表明,EAC的穿透空速是普通脱硫剂的2~3倍。
工业使用时,普通脱硫剂的使用空速为200~500h-1,EAC的使用空速为1000~2000h-1左右。
3.精脱硫剂的工作(穿透)硫容高。
研究表明,EAC型精脱硫剂工作硫容为其它常温脱硫剂的3~5倍。
三、反应原理及质量检验标准1. 反应原理原料气中的H2S与残存的O2作用生成硫沉积在微孔中。
其反应式为:H2S+1/2O2=S+H2O △H=-434.0KJ/molDS-1精脱硫剂DS-1精脱硫剂是湖北省化学研究院采用全新配方及工艺研制开发出来的新型、高效耐缺氧型精脱硫剂,可在10~150℃的无氧条件下,用于天然气、油田气、液化气、炼厂气、合成气、变换气等多种气体及石脑油、汽油等液态烃的精脱硫,以保证各类气体及油品的总硫和铜片及银片腐蚀达标,保证蒸气转化、低变、甲烷化、甲醇、联醇、合成氨、聚丙烯和羰基合成等含镍、铜、铁及贵金属催化剂的正常使用和产品质量的提高。
一、性能特点(1)特别适用于无O2的气体或液体,在使用过程中不需向脱硫系统补充空气或氧气。
目前,国内各种活性炭与氧化铁(精)脱硫剂的硫容在无O2工况下急聚下降,ZnO虽然可以使用,但在低常温下硫容低、价格高。
对比试验表明在低常温无O2工况中,DS-1精脱硫剂的硫容比国内最好的脱硫剂产品要高3倍。
脱硫方法大全(1)吸附剂载体以偏硅酸钠、硫酸铝为基本原料,采用凝胶法按偏硅酸钠、硫酸铝、导向剂、黏结剂顺序加料,在90℃晶化条件下制备;吸附剂以M2为活性组分,在浸渍温度为70o C,浸渍时间为4 h,焙烧温度为350℃,焙烧时问为6 h的条件下制备。
按此条件所制备的吸附剂吸附效率达99%-100%,吸附容量达76~83g/kg,烟气经过吸附处理后硫体积分数降低到0.O1%以下,达到GB13271—91的最高要求。
经过5个循环稳定性实验,吸附剂的吸附率仍保持在99.O%以上,吸附容量在76 g/kg以上。
(吸附再生干法烟气脱硫吸附剂的制备)(2)利用粉煤灰、CaO及添加剂在一定条件下反应而生成水合硅酸钙,从而合成脱硫剂,并通过对所制得的脱硫剂进行脱硫性能试验,研究高效脱硫剂的制备工艺,包括配比、添加剂的种类、添加量、反应温度、反应时间等参数.粉煤灰(简称FA) 是电厂的副产品,是煤经高温燃烧后的产品,主要化学成分是Al2O3 ,SiO2 ,Fe2O3 ,CaO 等,CaO 本身是脱硫剂,而Al2O3 ,SiO2 ,Fe2O3具有催化作用.利用粉煤灰、CaO与水发生消化作用,由于粉煤灰可以发生火山灰效应生成水合硅酸钙和水化铝酸钙,其反应如下:mCa(OH)2 + SiO2 +(n-1)H2O = mCa·SiO2·nH2OmCa(OH)2 + Al2O3+(n-1)H2O = mCa·Al2O3·nH2O这一系列水化产物以不化硅酸钙为主,其产物孔隙率高,比表面积也大,因而在反应中活性比Ca(OH)2高,与此同时,飞灰在碱性环境中溶出物可增加钙对SO2的吸附活性,从而提高了钙的利用率和对SO2的吸收效率.(高效干法脱硫剂的研究与开发)(3)有机脱硫剂:单乙醇胺(MEA)在醇胺中碱性最强。
它与酸性组分反应迅速, 能很容易地使H2S含量降至5mg/m3以下。
它既可脱除H2S,也可脱除CO2。
工业脱硫方法引言工业脱硫是指通过各种技术手段,将工业废气中的二氧化硫(SO2)等硫化物去除,以减少对环境的污染和人体健康的影响的过程。
随着环境保护意识的增强和相关法规的推行,工业脱硫技术不断发展和改进,本文将对常用的工业脱硫方法进行全面、详细、完整的探讨。
常见的工业脱硫方法1. 石灰石/石膏法1.1 原理利用石灰石(CaCO3)或石膏(CaSO4)与二氧化硫反应生成钙亚硫酸钙(CaSO3)或钙硫酸钙(CaSO4)的反应,从而达到去除二氧化硫的目的。
1.2 优缺点•优点:原料易得,成本较低;脱硫效率高,在适当条件下可以达到90%以上;反应产物可用于其他工业。
•缺点:反应过程产生大量废水,需要进行处理;脱硫剂的利用效率不高。
2. 活性炭法2.1 原理活性炭具有高度的吸附性能,能够吸附工业废气中的二氧化硫。
2.2 优缺点•优点:吸附效率高,可达到90%以上;吸附剂可再生,使用寿命较长;对其他污染物也有一定的吸附效果。
•缺点:活性炭成本较高;吸附过程会产生大量的二氧化碳等温室气体。
3. 生物脱硫法3.1 原理利用硫氧化细菌等微生物,通过氧化还原反应将二氧化硫还原为硫酸等化合物,从而去除二氧化硫。
3.2 优缺点•优点:对废气中的二氧化硫去除效果好,可达到90%以上;过程中不产生二氧化碳等温室气体;副反应较少。
•缺点:菌种培养和维持需要耗费一定的成本;操作条件较为苛刻,需要控制温度、湿度等因素。
不同方法的比较和选择1. 脱硫效率比较通过实验和应用,可以对不同的工业脱硫方法进行脱硫效率的比较。
根据实际情况选择合适的脱硫方法,以达到环境保护要求。
2. 能耗比较不同的工业脱硫方法在处理工业废气时,消耗的能量也各不相同。
从能耗的角度考虑,选择能耗较低的脱硫方法对于企业的经济效益更加有利。
3. 设备投资比较工业脱硫方法的实施需要相应的设备,各种脱硫方法所需的设备成本也不同。
根据企业的经济状况和实际情况,选择相对经济合理的工业脱硫方法。
活性焦物质对于脱硫脱硝的影响摘要:通过研究烟气在活性焦的脱硫脱硝机理,研究了不同情况下的烟气使用活性焦对SO2和NO的吸附能力的影响,并分别用SEM、FT-IR、XPS和BET等方法对其孔结构和表面性质进行了分析。
通过研究表明,活性焦的脱硫和脱氮性能与其孔结构与活性焦表面化学性质相关,孔隙体积是决定污染物脱除率的关键因素,表面官能团则在污染物的化学吸附上发挥着重要作用。
此外二氧化硫对活性焦的吸附量大于NO,烟气中的氧或蒸汽的存在对脱硫和脱氮效果并未产生明显影响。
当烟气中存在氧和蒸汽时,活性炭的脱硫脱氮效果明显提高,氨不仅能将一氧化氮还原成氮,而且提升了活性焦去除SO2的效果。
关键词:活性焦;脱硫脱硝;效率;工作机制1引言SO2和NOx是燃煤烟气中最主要的污染物质,这也是个造成大气环境恶化的原因。
烟气中的SO2和NO被去除需要一套脱硫脱硝的集成装置,高度集成化的设备可以有效的节约运行成本,是烟气净化研究的热点。
国内外许多学者对其进行了探索和研究,并开发了多种净化方法和工艺。
一般来说,它可以有两种方式,一种是湿法净化,另一种是干法。
湿法烟气脱硫技术的代表是湿法烟气脱硫脱硝,干法如高能辐射化学法和固体吸附法。
比较而言,以活性焦作为吸附剂的干式吸附不仅可以回收硫资源,大大降低生产成本,而且不会产生二次污染。
由于该工艺在净化过程中不需要水,特别适合于缺水地区的烟气净化,因此对于这种方式的研究使用越来越多。
然而,活性焦去除污染物的机理尚不确定,制约了该技术的发展。
因此,活性焦脱硫脱硝理论还需要更多的研究。
2活性焦的特性研究活性焦表面粗糙、凹凸不平,有明显的棱角和缺陷,包括一些狭缝(如表1所示)。
通过活性焦孔隙体积参数,活性焦的孔径较小,与中孔的孔体积较低。
活性焦的表面还含有许多官能团,特别是含氧官能团。
活性焦本身的特性会影响其去除性能,特别是对极性污染物的吸附和催化反应。
表1 活性焦的孔容特性3 SO2 和 NO 的脱除机制研究在石英固定床反应器中,对活性焦对于SO2和NO的去除进行了评价。
合成气脱硫脱碳脱硫的LI的:硫化物是各种催化剂的毒物,对甲烷转化和中烷化催化剂、中温变换催化剂、低温变换催化剂、屮醋合成催化剂、氨合成催化剂的活性有显著影响。
硫化物还会腐蚀设备和管道,给后面工段的生产带来许多危害。
因此,对原料气中硫化物进行清除是十分必要的。
1.1干法脱硫中国五环化学工程公司(原化工部第四设计院)推荐使用RS - II型(或RS - III)活性炭脱除变换气中的H2S。
实际使用中,为提高活性炭的工作硫容,常向变换气中补入一定量的空气,这给后续工序的安全生产留下了一定的隐患。
山于原料煤来源的多样化、劣质化,使得脱硫槽出口的H2S波动大,脱硫剂更换频繁,工人劳动强度大,亦不经济。
对于甲醇厂,变换气脱硫后,还需精脱硫,干法脱硫净化度不高,将大大提高精脱硫成本。
1. 2湿法脱硫山于采用干法变换气脱硫存在硫容低、更换频繁和净化度不高等缺点,越来越多的厂家采用湿式氧化还原法脱除变换气中的H2S,湿法主要有ADA法、楮胶法、MSQ 法和PDS法。
1.2. 1. W胶法楮胶法是我国特有的脱硫技术,是使用最多的变换气脱硫技术。
楮胶是山植物的果皮、叶和干的水淬液熬制而成,主要成分是丹宇。
山于来源不同,丹F组分也不同,但都是山化学结构十分复杂的多疑基芳坯化合物组成,具有酚式或醍式结构。
其脱硫原理如下:碱性水溶液吸收H2S、C02 :Na2C03 + H2S NaHC03 + NaHSNa2C03 + C02 + H20 2NaHC03五价饥氧化HS-析出硫磺,五价帆被还原成价饥:2V5 + + HS- 2V4 + + S + H+同时覘态楮胶氧化HS-析出硫磺,酿态楮胶被还原成酚态楮胶:TQ + HS- THQ + S覘态楮胶氧化四价饥离子,使帆获得再生:TQ + V4 + + H20 V5 + + THQ + 0H-空气中的氧氧化酚态楮胶,使楮胶获得再生,同时生成H202 :2THQ + 02 2TQ + H202德州化肥厂是合成氨联醇厂,原采用干法脱硫,使用过程中,发现干法脱硫硫容低, 使用寿命短,更换频繁,流程长,压差大,能耗高。
煤炭脱硫原理介绍煤炭脱硫是一种常用的污染物削减技术,用于降低燃烧过程中产生的硫氧化物排放量。
本文将深入探讨煤炭脱硫的原理,解释不同的脱硫方法以及其适用性。
二氧化硫(SO2)的排放问题煤炭燃烧是主要的二氧化硫(SO2)排放源之一。
SO2是一种有害气体,对人类健康和环境都有潜在风险。
通过减少煤炭中的硫含量,或在燃烧过程中捕捉和转化SO2,可以有效降低其排放量。
煤炭脱硫方法以下是常见的煤炭脱硫方法:1. 燃烧前脱硫燃烧前脱硫是通过减少煤炭中的硫含量来降低SO2排放的一种方法。
这可以通过煤炭的选矿、洗淘或降矸等物理方法实现。
这种脱硫方法对于所使用的煤炭有一定的限制,不适用于无法进行物理处理的煤炭。
2. 燃烧时脱硫燃烧时脱硫是一种将SO2捕捉转化为无害物质的方法。
常用的燃烧时脱硫技术包括湿法烟气脱硫和干法烟气脱硫。
2.1 湿法烟气脱硫湿法烟气脱硫是通过将燃烧后的烟气与脱硫剂接触来捕捉和转化SO2。
常见的湿法脱硫方法有石灰石-石膏法和海水脱硫法。
2.1.1 石灰石-石膏法石灰石-石膏法是一种常见的湿法脱硫方法,通过将石灰石(CaCO3)喷入烟气中,与SO2反应形成石膏(CaSO4·2H2O),进而捕捉和去除SO2。
石膏可以作为一种有用的副产品进行回收利用。
2.1.2 海水脱硫法海水脱硫法是一种新兴的湿法脱硫技术,相对于传统的石灰石-石膏法具有较低的运行成本和较高的脱硫效率。
海水中的镁离子能够与SO2反应生成硫酸镁,从而从烟气中去除SO2。
这种方法还可以产生高纯度的氯化钠作为副产物。
2.2 干法烟气脱硫干法烟气脱硫是通过将燃烧后的烟气与固体脱硫剂接触来捕捉SO2。
常见的干法脱硫方法有喷雾床脱硫法和流化床脱硫法。
2.2.1 喷雾床脱硫法喷雾床脱硫法使用水作为脱硫剂,在干燥的床料上通过喷雾的形式来捕捉SO2。
脱硫后的气体与床料中的水蒸气反应生成硫酸,再与床料中的固定碱反应形成盐。
2.2.2 流化床脱硫法流化床脱硫法是一种将固体脱硫剂喷入流化床燃烧器中的方法,通过与SO2接触来捕捉SO2。
脱硫剂的介绍一、常温氧化铁脱硫剂1.常温氧化铁脱硫剂主要活性组份是水含氧化铁Fe2O3·H2O,它是一种高分数散活性物质,对H2S 有很高的反响活性和吸收能力;常温下就能有效地脱除H2S,且精度也高,硫容可达25%以上。
工厂使用脱 H2S 情况见表 1、表 2。
表1年产3万吨合成氨厂CNJT-01脱硫情况[1]时间天然气流量天然气含经常温氧化铁脱(Nm 3/h)H2S(PPm)硫剂 H2S (PPm)30003000300030003000300030003000表 2氧化铁进出口H2S 测试情况 [2]时间进口 (mg/m3)出口 (mg/m3)测试方法0碘量法0碘量法0碘量法0碘量法硫色谱仪硫色谱仪0碘量法硫色谱仪常温氧化铁脱硫剂型脱硫剂由于活性组份高的分散度和大的比外表积,对有机硫也有一定的脱除能力,见表 3。
表 3常温氧化铁脱硫剂脱除有机硫情况[3]工程有机硫 (mg/m3)总有机硫脱机效率COS RSH R-S-R气源(mg/m3)(%) ZDE-01 送口管网气出口进口地方气 ZDE-01出口从表 1、表 2 和表 3 可见,常温氧化铁脱硫剂脱硫剂在空速~300H-1可将高达~ 200PPm H2S 脱至~ 1PPm;而脱有机硫效果差、波动大,且脱除量很小,主要为吸附。
2.常温氧化铁脱硫剂的特性活性氧化铁 Fe2O3·H2O3脱 H2S 的有效性与使用的环境有关。
在处于碱性条件下发生如下反响。
3H2S+Fe2O3·H 2O3 = Fe2O3·H2(1)(红褐 )(黑)该反响是 H2S 分子在碱性液膜中溶解及离解而进行的。
除脱硫剂本身具有一定碱度外,气氛为碱性环境也是有利的(如含一定的氨);水份含量对脱硫剂也是至关重要,以~10%为宜,使用中气体中水汽含量以接近或到达饱和状态为好,如在20~40℃水汽车含量为~4%即可。
这有助于抑制气流将脱硫剂中水份带走;但应防止大量水蒸气在床层中冷凝或带水而造成微孔堵塞和损坏强度。
脱硫的原理
脱硫是指将含硫化合物(如硫酸氢钠、硫化氢等)从物质中去除的过程。
脱硫的原理主要有物理吸附法、化学吸收法和生物脱硫法等。
物理吸附法是指利用吸附剂将气体或液体中的硫化合物吸附到表面上,从而实现脱硫的方法。
常用的吸附剂有活性炭、沸石、分子筛等。
这些吸附剂具有较大的表面积和孔隙结构,能够有效地吸附硫化合物,并通过再生操作使吸附剂重复使用。
化学吸收法是指利用化学反应将气体或液体中的硫化合物转化为相对稳定的化合物,从而实现脱硫的方法。
常用的化学吸收剂有氧化铁、氧化锌、氧化钙等。
这些化学吸收剂与硫化合物发生反应生成相对稳定的硫酸盐或硫化物,通过分离和再处理,最终实现脱硫。
生物脱硫法是指利用特定的微生物将气体或液体中的硫化合物转化为无害的化合物,从而实现脱硫的方法。
常见的微生物有嗜热菌、嗜酸菌等。
这些微生物具有特殊的代谢能力,能够将硫化合物氧化为硫酸盐或硫,最终实现脱硫。
以上是脱硫的主要原理,具体应用时需要根据不同的情况选择适合的脱硫方法。
脱硫工作原理脱硫是指通过一系列的化学反应和物理过程,将燃煤等含硫燃料中的硫化物去除的过程。
脱硫工作原理可以分为物理吸收法、化学吸收法和生物脱硫法三种主要方式。
物理吸收法是利用物理吸收剂吸收硫化物的过程。
一般采用的吸收剂是石灰石(CaCO3)。
石灰石经过破碎、烧结等处理后,形成石灰石浆液。
燃煤中的硫化物经过燃烧后生成SO2,SO2与石灰浆液中的氢氧化钙(Ca(OH)2)反应生成硫酸钙(CaSO4·2H2O)。
这个反应产生的硫酸钙是一种固体物质,可以从烟气中分离出来,从而达到脱硫的目的。
化学吸收法是利用化学吸收剂吸收硫化物的过程。
常用的化学吸收剂包括氨、胺等。
化学吸收剂在吸收硫化物的过程中,发生复杂的化学反应,生成可溶于水的硫化物。
这样,燃煤中的硫化物就可以通过溶液被分离出来,达到脱硫的目的。
生物脱硫法是利用微生物去除燃煤中的硫化物的过程。
生物脱硫法主要利用到一种特殊的细菌,称为硫氧化细菌。
这种细菌可以将硫化物氧化成硫酸盐,从而达到脱硫的目的。
生物脱硫法具有环保性能好、脱硫效果持久等优点,但是生物脱硫过程中的微生物培养和维护较为复杂,所以在实际应用中还需要进一步完善。
脱硫工作原理的实施需要配套的设备和工艺流程。
一般来说,脱硫设备包括除尘器、吸收塔、反应器等。
燃煤烟气首先进入除尘器,除去烟尘和颗粒物。
然后进入吸收塔,与吸收剂进行接触反应。
在吸收塔中,SO2与吸收剂发生反应,生成硫酸盐。
最后,烟气经过反应器,其中的硫酸盐被分离出来,得到低硫燃气。
脱硫工作原理的实施需要注意一些问题。
首先,吸收剂的选择要合理,根据不同的硫含量和燃料类型选择合适的吸收剂。
其次,脱硫设备的设计要合理,考虑到各种因素如烟气流速、温度、压力等。
此外,脱硫后产生的废水和废渣要进行处理和处置,以确保环境的安全。
脱硫工作原理是通过物理吸收、化学吸收和生物脱硫等方式将燃煤中的硫化物去除的过程。
不同的脱硫方式有各自的优缺点,需要根据实际情况进行选择。
空气脱硫的作用和原理空气脱硫的作用和原理概括如下:
一、脱硫的作用
1. 从空气中去除SO2、SO3等硫化物污染气体。
2. 减少酸雨的形成,保护森林、土壤、水体。
3. 防治呼吸系统疾病,减少雾霾天气。
4. 保护建筑材料和文物免受腐蚀侵蚀。
二、湿法脱硫原理
1. 以CaCO3悬浮液为吸收液,喷入洗涤塔。
2. SO2气体与悬浮液反应生成CaSO3。
3. 反应后排出CaSO3 悬浮液。
4. 在氧化池氧化生成CaSO4 沉淀,回收制备石膏。
三、干法脱硫原理
1. 使活性炭或氧化钙吸附空气中的SO2。
2. 饱和后以水蒸汽重新活化吸附剂。
3. 重复使用吸附剂,SO2被转化成硫酸钙。
4. 也有采用膜分离法脱除SO2。
四、脱硫效果
典型脱硫系统可去除入口SO2的80%以上,满足排放标准要求。
通过对含硫废气的处理,空气脱硫技术减轻了酸雨与雾霾污染,减少了对人体和环境的危害作用。
本实验旨在通过油脱硫技术,对含硫油品进行脱硫处理,研究不同脱硫剂对油品脱硫效果的影响,并分析脱硫过程中的最佳条件,以期为实际工业生产中的油品脱硫提供理论依据和技术支持。
二、实验原理油品中的硫化物主要包括硫醇、硫醚、噻吩等,这些硫化物会对环境和设备造成腐蚀和污染。
油脱硫技术主要是通过化学反应将油品中的硫化物转化为无害或低害物质,从而实现油品的净化。
常用的油脱硫方法有物理吸附法、化学吸附法、催化法等。
本实验采用化学吸附法,以活性炭为脱硫剂,通过活性炭与油品中的硫化物发生化学反应,实现油品的脱硫。
三、实验材料与仪器1. 实验材料:- 含硫油品:工业重油,硫含量约为0.5%- 活性炭:粒度0.5-1.0mm,表面积大于1000m²/g- 硫化氢气体:纯度99%2. 实验仪器:- 恒温水浴锅- 搅拌器- 滴定仪- 烧杯- 试管- 秒表- 烧瓶- 真空泵- 热分析仪1. 配制实验溶液:将活性炭按照一定比例加入含硫油品中,充分搅拌均匀,制备实验溶液。
2. 脱硫反应:将制备好的实验溶液放入恒温水浴锅中,在一定温度下搅拌,进行脱硫反应。
3. 反应时间控制:记录不同时间点下的脱硫效果,分析脱硫反应速率。
4. 脱硫效果测定:采用滴定法测定油品中硫化物的含量,计算脱硫率。
5. 分析脱硫剂用量、反应时间、温度等因素对脱硫效果的影响。
五、实验结果与分析1. 脱硫率与脱硫剂用量的关系实验结果表明,脱硫率随着脱硫剂用量的增加而逐渐提高。
当脱硫剂用量达到一定值后,脱硫率提高幅度逐渐减小,趋于稳定。
这说明在一定范围内,增加脱硫剂用量可以提高脱硫效果。
2. 脱硫率与反应时间的关系实验结果表明,脱硫率随着反应时间的延长而逐渐提高。
当反应时间达到一定值后,脱硫率提高幅度逐渐减小,趋于稳定。
这说明在一定范围内,延长反应时间可以提高脱硫效果。
3. 脱硫率与反应温度的关系实验结果表明,脱硫率随着反应温度的升高而逐渐提高。
当反应温度达到一定值后,脱硫率提高幅度逐渐减小,趋于稳定。
脱硫增效剂的原理和应用效果1. 脱硫增效剂的原理脱硫增效剂是一种用于煤炭燃烧过程中的脱硫技术的辅助剂。
其原理主要有以下几点:1.1 化学反应脱硫增效剂通过与煤炭中的硫化物发生化学反应,将其转化为易于去除的形式,从而提高脱硫效果。
常见的脱硫增效剂有氧化铁、矿渣、活性炭等,在脱硫过程中与硫化物发生反应生成硫酸盐或其他化合物,使硫化物得到转化和转移。
1.2 平衡调节脱硫增效剂还可以通过调节煤炭中碱金属和硫的比例,使其达到最佳脱硫反应条件。
增加脱硫剂的添加量可以提高碱金属与硫之间的反应,从而提高脱硫效率。
1.3 物理吸附脱硫增效剂可以通过物理吸附硫化物,将其从煤炭燃烧过程中去除。
脱硫增效剂具有较大的比表面积和孔隙结构,能够将硫化物吸附到表面,有效地降低煤炭中的硫含量。
2. 应用效果脱硫增效剂在煤炭燃烧过程中的应用可以带来以下效果:2.1 提高脱硫效率脱硫增效剂的添加能够提高脱硫反应的速率和转化率,从而提高脱硫效率。
通过选择合适的脱硫增效剂和调节添加剂的配比,可以实现对炉内煤炭中硫达到更高的去除效果。
2.2 降低脱硫剂的用量脱硫增效剂的应用可以减少脱硫剂的使用量,降低脱硫成本。
通过增加脱硫增效剂的添加量,可以达到相同的脱硫效果,减少对昂贵脱硫剂的依赖。
2.3 提高燃烧效率脱硫增效剂的添加可以降低煤炭中的硫含量,减少硫对燃烧过程的影响,进而提高燃烧效率。
降低煤炭中的硫含量可以减少炉膛内的硫化物生成,降低炉膛温度,从而提高燃烧效率。
2.4 降低环境污染脱硫增效剂的应用可以有效地降低煤炭燃烧过程中的硫排放量,从而减少环境污染。
通过提高脱硫效率和转化率,可以大幅降低炉膛中的硫化物产量,减少大气中二氧化硫的排放,对改善空气质量具有积极的影响。
3. 使用注意事项在脱硫增效剂的应用过程中,还需要注意以下事项:•选择合适的脱硫增效剂,根据煤炭成分和脱硫要求进行选择。
•合理调节脱硫增效剂的添加量,避免过量或不足造成脱硫效果下降。
干法脱硫主要工艺原理及脱硫后废弃物回收处理问题浅析干法脱硫工艺原理及废脱硫剂回收处理问题浅析干法脱硫采用固体作为脱硫剂,它以能耗低、再生操作简单、占地面积小等优点成为沼气脱硫研究的热点,其中氧化铁与活性炭作为可再生的经济性脱硫剂,在干法沼气脱硫中应用最为广泛。
1、干法脱硫主要方法干法脱硫的具体反应过程是首先通过物流吸附将H2S吸附在吸附剂的表面,然后是吸附剂与H2S发生化学反应生成单质硫的过程。
因为干法脱硫所使用的脱硫剂大多数是粉末状或颗粒状,其整个过程是在完全干燥的环境下进行的,所以脱硫过程不会对设备和管道等产生腐蚀和结垢的影响。
干法脱硫的适用范围是含较低浓度的H2S的气体,其优点在于脱硫工艺设备比较简单及工艺技术方面比较成熟。
目前,最常用的干法脱硫方法有氧化铁法、氧化锌法、活性炭吸附法和膜分离法等。
这四种脱硫方法中只有氧化铁与活性炭是可以再生的,而参与脱硫失去活性并不可再生废氧化铁和活性炭已被列为国家危废名录,因此,采用氧化铁法与活性炭法的企业单位还会碰到到后续脱硫废弃物的回收处理问题。
下面小沼就对氧化铁法与活性炭法脱硫的工艺原理,以及后续脱硫废弃物的回收处理问题进行简要阐述,希望对采用干法脱硫工艺的企业有所裨益。
2、氧化铁法脱硫(1)脱硫及再生原理氧化铁法脱硫是以氧化铁为基本脱硫剂,脱除沼气中的硫化物,氧化铁法由脱硫和再生两个过程组,成其反应式为:脱硫:Fe2O3.H2O+3H2S→2FeS+4H2O (1)再生:4FeS+3O2→2Fe2O3+4S (2)氧化铁存在着多种形式,而只有α-Fe2O3·H2O和γ-Fe2O3·H2O 这两种形态能作为脱硫剂。
氧化铁吸收H2S的反应速度视其与氧化铁表面的接触程度而变化,要求脱硫剂的空隙率应不少于50%。
氧化铁脱硫时,沼气中的H2S在固定氧化铁(Fe2O3·H2O)的表面进行反应,沼气在脱硫器内的流速越小,接触时间越长,反应进行得越充分,脱硫效果也就越好。
活性炭脱硫剂的脱硫机理及工艺条件对脱硫的影响
1、活性炭脱硫剂的脱硫机理
(1)活性炭脱除H2S的机理和主要化学反应
首先,硫化氢(H2S)被选择地吸附在活性炭表面,之后被离解,H2S与O2反应生成单质硫和水(S沉积在微孔中),水分子解吸后随气体带入后工序;如此循环往复,直至大量微孔被单质硫占据,活性炭脱硫剂的脱硫能力逐渐下降面报废。
H2S+O2=H2O+S
(2)活性炭脱除有机硫的机理和主要化学反应
首先,有机硫化物(COS、CS2等)被选择性地吸附在活性炭的表面;之后,在活性炭表面及催化剂的作用下有机硫被水解转化为H2S,主要化学反应为:
COS+H2O=H2S+CO2
CS2+2H2O=2H2S+CO2
H2S与O2进一步反应生成单质硫和水(S沉积在微孔中),气态水随气体带入后工序,如此循环往复,直至大量微孔被单质硫占据,活性炭脱硫剂的脱硫能力下降面报废。
H2S+O2=H2O+S
所有能够脱除有机硫的高档活性炭脱硫剂都能很好地脱除硫化氢。
因此,当转化吸收型活性炭脱硫剂达到一定周期,脱硫精度明显下降之后将这些脱硫剂降级使用,继续用于脱除硫化氢或精度要求较低的场合。
2、工艺条件对脱硫的影响
(1)操作温度
操作温度低有利于硫化物的吸附,但化学反应速度减慢;温度高则不利于吸附,脱硫精度下降。
最适宜的温度为15~50℃
(2)操作压力
一般认为压力对活性炭脱硫剂的脱硫能力影响不大,在常压~3.0MPa范围内都有成功应用的实例。
需要注意的是,当操作压力较高时应尽量减小压力波动,减少对脱硫剂的机械破坏。
当操作压力较高时,由于气体体积的减小,可适当提高空速(适当减少脱硫剂的装填量)。
(3)空速
空速实际上是接触时间的倒数。
空速越高,催化剂装填量越少,接触时间越短,脱硫精度越差;反之亦然。
对脱碳净化气,一般认为适宜的空速为1000~1500h-1;对变换气,适宜的空速为800~1200;对二氧化碳气,适宜的空速为500~800。
当操作压力较高时,气体实际流速减小,可以适当提高空速。
(4)气体湿度(水份)
原料气中有适量的水份可在脱硫剂形成吸附膜,对吸附有利;但水份过高时容易在活性炭上
形成液态水,堵塞活性炭的微孔,使有效表面迅速下降,最终导致脱硫效率严重下降甚至基本丧失。
活性炭脱硫剂长时间在较高水汽含量气氛下运行,还会造成其中的水溶性组分流失而降低脱硫能力。
最适宜的气体湿度是在操作条件下无冷凝水产生(水汽浓度接近饱和)。
温度和压力的变化都会改变气体的相对湿度。
(5)气体组成
对活性炭脱硫剂面言,气体组分的影响主要反映在与H2S的竞争吸附上。
酸性气体组分(如CO2)分压越高,对硫化氢的吸附影响越大。
例如同一种活性炭脱硫剂在半水煤气、变换气和CO2气中的脱硫精度和硫容量就有很大的差别。
此外,硫化物的种类越多,反应机理越复杂,脱硫精度和硫容量就有所降低。
只有通过调变改性物质的成份和添加量来适应不同气体组分的脱硫要求。
必须指出,原料气中的O2含量对活性炭脱硫的作用至关重要。
由于O2在脱硫过程中起催化氧化作用,因此在无氧的环境下脱硫必须补充适量的O2。
补O2最好以加入压缩空气的形式补给,一般控制O2/S(摩尔比)5~10为宜。
当活性炭用于PSA后精脱硫时,如果不设补氧装置,有的厂在一个月甚至更短的时间内就会出现出口硫化物超标的现象。
(6)脱硫剂床层高径比
高径比是指单一品种脱硫剂的装填高度与脱硫塔内径之比。
脱硫塔直径大则高径比小,气体线速低,传质动力小,阻力小,但容易发生偏流现象而导致泄流。
脱硫直径小则高径比大,气体线速高,阻力增大,可较好地预防因装填不匀造成的偏流现象。
为兼顾阻力和传质的优化,脱硫塔高径比应在3.0左右,最低应在2.0以上。