《安全环境-环保技术》之原料气湿法脱硫技术 VIP专享VIP免费

原料气湿法脱硫技术不论是煤制煤气、炼焦副产品的焦炉煤气、炼厂气还是天然气,通常总含有一些无机硫和有机硫化物。硫的含量和形态则取决于所用的煤种和不同产地的油、气。就中国的情况而言,以焦煤为原料制成的水煤气和半水煤气中,H2S含量一般为1～2g/m3(标),少数高达5～10g/m3(标),其中有机硫化物占10%左右,其形态以COS为主,还有少量的CS2及其他有机硫化物。焦炉煤气中H2S含量比较高,一般为8～15g/m3(标),其形态有COS、硫醇、硫醚以及难以脱除的噻吩等。焦炉煤气中除含硫化物外,还含有氰化氢以及氨和矸性氮化物。这将给后续的净化工艺过程造成技术上的困难。1湿式氧化法湿式氧化法是将被溶液吸收的H2S,在液相中氧化成元素硫并分离出去的工艺。它可将H2S直接转化为元素硫,无二次污染;既可常压操作,也可加压操作,剂可以循环使用,运行成本低。目前国内外湿法脱硫的方法有很多种。1.1醌二磺酸钠法(ADA)近年来,ADA法的主要改进在脱硫气体的预处理、硫、处理等方面。该法以钒作为脱硫的基本催化剂,并用蒽醌2.7-二磺酸钠(ADA)作为还原态钒的载氧体,用碳酸盐作为吸收介质。目前这种方法存在的问题有:一是悬浮液的硫颗粒小,困难,易造成堵塞;二是有副产物,导致化学药剂耗量大;三是脱有机硫和氰化物的效率差;四是有害处理困难,可能会造成二次污染;五是有细菌积累;六是腐蚀较严重。针对这些问题,主要的改进方法:一是加入一种有机氮化物以防止溶液中盐类生成;二是在溶液中加入硫氰酸盐、羧酸(通常是柠檬酸)和芳香组磺酸盐螯合剂,以避免副产物盐类的生成,抑制微生物的生长;三是在溶液中加入酒石酸钾钠,阻止钒酸盐的沉淀生成;四是加入少量三氯化铁及乙二胺四乙酸,使螯合剂起稳定作用。这种方法即所谓的改良ADA法。1.2栲胶法(TV法)栲胶法是我国特有的脱硫技术,是目前国内使用较多的脱硫方法之一。该法主要有矸性栲胶脱硫(用橡碗胶和偏钒酸钠作催化剂)和氨法栲胶(以氨代替矸)两种。栲胶由植物的果皮、叶和干的水淬液熬制而成。主要成分是母宁,由于来源不同,宁丹组分也不同,但都是由化学结构十分复杂的多羟基芳香烃化合物组成,具有酚式或醌式结构。栲胶法有如下特点:(1)栲胶资源丰富,价廉易得,运行费用比改良ADA法低。(2)基本上无硫堵塔的问题。(3)栲胶脱硫既是氧化剂又是钒的配合剂,溶液组成比改良ADA法简单。(4)栲胶脱硫液腐蚀性小。(5)栲胶需要熟化预处理,栲胶质量及配制方法得当与否是决定栲胶法使用效果的主要因素。广西化工研究院还研制出改良栲胶脱硫剂KCA,它除了采用制备栲胶原料外,还增加少量助剂进行降解、复配、改性。KCA与栲胶相比,使用简单,活性更好,性能更稳定。1.3酞菁钴磺酸盐法由催化剂双核酞菁钴磺酸盐、助催化剂和矸性物质组成。这种催化剂目前在工业上一般与ADA、栲胶等配合使用,只需要在原脱硫液中加入微量催化剂即可。活性好,用量小,无毒。生成的单质硫,结晶颗粒大,易分离,同时还能脱除部分有机硫。这种催化剂也可以单独使用。这种脱硫方法经过不断改进和完善,催化剂已由当初的原型,改进到目前P-400和888型。888型脱硫催化剂由华北师范大学实验化工厂开发成功,适用范围广,并有以下特点:一是不加其他助催化剂;二是脱硫贫液中悬浮硫含量低,不堵塔;三是时浮出来的硫磺颗粒大,溶液黏度低,硫磺易分离;四是脱除有机硫的效率比其他方法高,可达80%;五是在同样的工况和负荷下,催化剂的消耗比同类产品低20%以上;六是适用于各种低硫和高硫气体的脱硫和脱氰;七是对硫堵塔有清洗作用;八是该催化剂目前在国内应用最广泛。