净化脱硫

2024-08-06

净化脱硫（精选三篇）

净化脱硫篇1

1 HPF脱硫法

1.1 HPF脱硫法分析

HPF法脱硫工艺是以煤气中的氨为碱源, 脱硫液在吸收了煤气中硫化氢后, 在复合催化剂HPF的作用下氧化再生, 最终将硫化氢转化为元素硫得以除去, 脱硫液循环使用。HPF法具有设备简单、操作方便稳定和脱硫效率高等特点, 已在许多焦化企业得到推广应用。对规模比较大的煤气进行一次脱硫一般会选用湿法脱硫工艺, 同时该方法又分为湿式氧化法、物理吸收法、化学吸收法和物理-化学吸收法。根据煤气处理的先后顺序又分为前脱硫和后脱硫两个工艺。前脱硫主要是先进行脱硫工段, 该阶段完成后再进行氨和粗苯等化学产品的回收, 通常将煤气含有的氨作为碱的来源, 并以PDS作为催化剂, 这样做能够有效降低煤气中H2S气体对相关设备的腐蚀。该环节中的煤气H2S的浓度若超过20mg/m3以下, 则需要对煤气进行二次脱硫, 以保证煤气中硫的浓度符合要求。后脱硫主要是先采取措施对煤气中氨和粗苯等化学产品进行回收, 然后再进行脱硫处理, 这时的碱源主要来自于外加的碳酸钠, 选用ADA作为催化剂, 一次脱硫之后H2S的浓度就会降到标准以下, 因此, 可以直接供城市煤气。

1.2 HPF脱硫工艺的流程

HPF脱硫法在我国应用广泛, HPF脱硫指对传统脱硫技术的创新, 将HPF当做脱硫催化剂运用到煤气脱硫过程中去, 大大提高了我国煤气脱硫的质量, 并且保证了废气排放的清洁度。HPF脱硫工艺主要包括以下三个步骤:第一, 煤气降温。从焦炉中排放出的煤气一般都带有着一定的温度, 其不利于脱硫工作的展开, 因此在进行脱硫之前, 需要先对煤气进行降温。这一工作通常在预冷塔内完成, 通过对其进行一定的制冷处理, 降低煤气的温度, 从而满足脱硫的要求。第二, 煤气的脱硫。降温后的煤气, 开始进入正式的脱硫程序, 首先其要进入脱硫塔中, 在脱硫塔中借助化学制剂对其进行脱硫工作, 将其内部的H2S等硫化物以及氨化物置换出俩。在这一过程中会产生一定的化学反应, 因此一定要确保脱硫塔内的密闭性, 保障周围工作人员的人身安全。第三, 再生循环。煤气在进行完脱硫后进入脱氨、脱苯阶段。刚刚对煤气进行脱硫的化学液体中含有大量的硫化物, 这部分液体将进入再生塔中, 工作人员向其中加入HPF制剂与其产生化学反应, 并通过一系列的物理作用, 使得脱硫液体再生继续使用, 而存在于液体中的硫化物也被分离出来以泡沫的形态自流入泡沫槽中, 等待进一步的固化处理。

2 栲胶脱硫法

2.1 栲胶脱硫法概述

栲胶脱硫法是湿法脱硫工艺的一种, 在焦化厂的煤气脱硫中应用的比较广泛, 并且具有较好的脱硫效果。栲胶脱硫法主要是利用碱性栲胶的水溶液对来吸收煤气, 一般会在半水煤气或者焦炉气中的H2S使用, 以栲胶和矾为载体和催化剂, 将H2S转化为单质硫, 从而达到脱硫的目的。而反应后的栲胶溶液经过再生槽再生, 还能够重新循环使用。

2.2 栲胶脱硫方法的优缺点

栲胶脱硫法的优点是脱硫效率较高, 通常可以达到98%以上, 并且析出的硫易于浮选和分离, 在操作上比较简单;因为栲胶资源比较丰富, 所以对于使用量较大的脱硫工艺而言成本较低, 且没有毒性, 在气体的净化度以及硫回收率等方面都具有较高的效果;栲胶溶液的活性较好, 并且在性能上比较稳定, 不会发生硫磺堵塞脱硫塔的现象, 溶液的组成相对比较简单。

虽然栲胶脱硫法的优势比较明显, 但是在实际应用中也存在一些局限性的问题。栲胶脱硫溶液在使用过程中具有较强的选择性, 在条件适宜的情况下, 能够将CO2原料气中的H2S降至很低, 但是因为溶液吸收了CO2, 所以溶液的PH值会有所降低, 从而影响脱硫效率, 且脱硫的精度较低。此外, 使用栲胶脱硫法的设备较大, 可以处理的气量较小, 脱硫后所得的硫磺纯度不高, 不利于加工。

3 环丁砜脱硫法

3.1 环丁砜脱硫法概述

环丁砜法是一种理化吸收法。溶液由化学吸收溶剂烷基醇胺、物理吸收溶剂环丁砜和水混合而成。可使用的烷基醇胺包括MEA、MDEA及DIPA。一般采用浓度较高的醇胺溶液, 而环丁砜与水的比例按其用途确定。此法可以用于煤气工艺气体的净化。

3.2 环丁砜脱硫法的优缺点

环丁砜脱硫法对于吸收的溶液可以降低表面的张力, 从而能够有效抑制溶液起泡;环丁砜是一种缓蚀剂, 能够缓解吸收溶液的腐蚀性, 从而减少对设备的腐蚀;溶液在受热后性能上比较稳定, 所以可以长久保持质量。但是在实际使用时, 此种方法也存在一定的缺点。因为环丁砜吸收芳烃的能力较强, 所以在原料气中的重烃和芳烃的含量较高时, 在进行脱硫工艺之前, 应该将重烃或者芳烃去除。

结束语

对煤气进行脱硫处理, 是我国工业发展的需求, 是社会发展的必然趋势。随着科学技术的发展, 对煤气进行的脱硫工艺也在不断的发展, 脱硫效率逐渐提升, 在促进工业生产, 减少空气污染方面发挥了重要的作用。在煤气脱硫处理工艺中, 应该根据实际生产情况, 结合费用、生产流程以及脱硫目标而有针对性的选择适宜的脱硫工艺, 从而保证煤气脱硫效果。在科学技术快速发展的形势下, 煤气湿法脱硫工艺会不断的改善, 为促进工业生产发展创造有利的条件。

参考文献

[1]邓以凯, 何日柳, 陆剑彬.煤气净化湿法脱硫的化学工艺探析[J].化工设计通讯, 2016-1-28.

[2]史航.煤气净化湿法脱硫的化学工艺分析[J].辽宁化工, 2016-5-20.

净化脱硫篇2

关键词：循环流化床脱硫工艺；烧结烟气净化；应用

我国经济得到了飞速发展，人民的生活水平得到了日益提高，但是随之而来一个不容忽视的问题是环境污染现象日益严重。环境污染主要包括固体污染、水污染以及大气污染三个方面。其中，因为空气循环流动的特点，大气污染的受灾面更为广泛，而后果也更为严重。我国刚刚由工业社会转向信息社会，前几年的粗放型工业生产，对大气的污染极为严重。

我国针对这种现象，提出工业的集约型发展，并大力地打击了废弃排放严重的重型工厂。虽然我国已经步入了信息化社会，但是我国的国民经济中，仍然有工业的很大一个分量。在大气污染中，SO2污染是比较严重的一种，而钢铁工业进行烧结时，极易产生SO2气体。为了降低SO2气体的排放量，应该在工业中实施脱硫工艺。

1 脱硫工艺的发展简述

钢铁烧结过程中产生的烟气中SO2的含量比较波动、含水量比较大，同时烟气中有许多具有强腐蚀性的气体，例如HF。这种特点对脱硫技术的要求比较高。20世纪70年代，日本出现了第一套烧结烟气脱硫装置，之后世界各国进行了引入与改进。如今，主要使用的脱硫技术有硫酸铵法、旋转喷雾干法以及循环流化床法等。我国的脱硫技术水平比较低，所采用的烧结烟气脱硫装置，有许多问题的出现，例如运转成本高、维护工作多、故障发生频繁等。基于这个背景，本文对循环流化床脱硫工艺做了一些介绍。

2 循环流化床脱硫工艺的运行原理

循环流化床脱硫工艺是在电场脱硫的基础上进行改进而得的。

这套工艺的主要流程为：

第一步，将生石灰制成消石灰，涉及到的化学反应方程式为CaO+H2O=Ca（OH）2。

第二步，利用Ca（OH）2即消石灰，将以SO2以及SO3为主要成分的烟气进行吸收。

第三步，烟气在装置中进行循环吸收。第二步和第三步主要涉及到的化学反应方程式为：

2Ca（OH）2+2SO2=（CaSO3）2·H2O+H2O；

Ca（OH）2+CO2=CaCO3+H2O；

2Ca（OH）2+2SO3=（CaSO4）2·H2O+H2O；

（CaSO3）2·H2O+O2=（CaSO4）2·H2O；

2HF+Ca（OH）2=2H2O+CaF2；

当温度大于120 ℃，一般会有这个反应发生：

2HCl+2Ca（OH）2=CaCl2·Ca（OH）2·2H2O。

3 循环流化床脱硫工艺的系统构成

一个典型的脱硫系统包括了烟道系统（含脱硫引风机、进出口风挡及清洁烟气循环系统）、脱硫塔系统（吸收塔系统）、布袋除尘器系统、工艺水系统、吸收剂系统（消石灰制备系统与消石灰加入系统）、物料循环及外排系统（气力输送系统与脱硫灰库系统）、流化风、压缩空气系统、控制系统，如图1所示。

3.1 烟道系统

这个系统由四部分组成，分别是进口、出口、循环烟气烟道，还有相对应的风挡，还包括增压风机。当工艺系统正常运行时，进口以及出口的烟气风挡都要设置为开启状态，烟气通过进口烟气烟道进入到吸收塔之中，然后在吸收塔之内发生上文中所提到的各种化学反应；之后，烟气经过后端的除尘器后通过烟囱排放。当烧结的风量处于稳定状态时，应该将烟气的循环烟道风挡进行关闭；而所处的状态极不稳定时，则应该将循环烟道风挡适度打开，保持烟气的流量，以防止烟气量不足致使“塌床”等严重后果，对整个工艺系统造成破坏。脱硫增压风机主要是对脱硫除尘系统引起的阻力损失进行补偿。脱硫增压风机一般采用离心风机，其压力和流量主要通过入口调节风挡的开度进行调节，能在脱硫除尘系统正常运行可能发生的最大流量、最大压力、最高温度下正常运行，且无过量的振动和波动。

3.2 吸收塔系统

该系统是SO2与SO3气体的主要反应场所，主要是将气体进行脱硫。吸收塔内部为空塔，下部为文丘里孔，一般文丘里的流速控制在30～50 m/s（以防塌床）。吸收剂、循环脱硫灰在文丘里以上的塔内进行第二步的充分反应，生成副产物CaSO3·1/2H2O，此外还有与SO3、HF和HCl反应生成相应的副产物CaSO4·1/2H2O、CaF2、CaCl2·Ca（OH）2·2H2O等。吸收塔的结构应该要设置简单，并能够很方便地对它进行操作与维修，同时应该控制制作成本。另外，吸收塔的内部必须要保持空阔，对反应后沉积的物料应该做到及时清理，以防止吸收塔空间被占用，影响到吸收效率。

3.3 脱硫后除尘系统

烟气中不仅含有有害气体，而且存在着大量的粉尘，吸收塔出口烟气粉尘浓度高达5 00～1 000 g/Nm3，当烟气经过脱硫之后，有害气体得到了有效的吸收，但是，烟气中的粉尘并没有被吸收掉，如果直接排除，也会对大气造成污染。因此在吸收塔后面，设置了除尘器，将粉尘进行有效吸收。一般来讲，除尘系统应设置为布袋式。布袋除尘具有较大的优势，经布袋除尘后的烟气粉尘浓度可降到≤30 mg/Nm3。

3.4 工艺水系统

一般有工艺水箱、水泵以及喷枪等设备。利用工艺水系统，在吸收塔文丘里孔上方喷入水，将烟气温度保持到烟气露点温度以上约15 ℃，从而使得SO2与Ca（OH）2的反应转化为可以瞬间完成的离子型反应。使烟气中的SO2与消石灰充分反应而脱除。

3.5 吸收剂制备系统

该系统的主要功能是对Ca（OH）2即消石灰的吸收剂的制备，并将制备好的吸收剂传输到吸收塔中。

3.6 物料循环及外排系统

在吸收塔的各种反应后，因为设备烟气吸收率的限制以及反应时间等的影响，吸收剂会有很大一部分残留，如果直接排出，会对物料造成极大的浪费。因此，通过该系统，将未反应完全的物料通过除尘器进行收集，并重新反送到吸收塔之中。这样会对脱硫效率以及物料的利用率进行提高，但循环量受烟气量限制。

3.7 控制系统

主要是对设备的用电、照明以及物料等进行控制，过程中采用的测量仪器主要有料位计以及压力计等。

4 循环流化床脱硫工艺的应用特点

①工艺的整个流程比较简单，设备的占地面积也比较小，系统的布局比较合理，有助于对工艺进行集中的操控、管理以及维护，增加系统运行的效率，增加企业的经济效益。

②脱硫系统可以采用一机一塔，增加脱硫的效率，同时减轻酸性气体对设备的腐蚀，使得企业不需要对设备增加方法措施，从而降低了设备的维护成本，促进了技术成本的有效控制。

③将脱硫系统与除尘系统设置为独立运行的存在，避免两个系统的运行过程的干扰。同时，脱硫系统可以对尘粒进行预处理，减轻了除尘系统的工作量，增加了除尘效率。

④脱硫剂也可以选用生石灰，能够对一些碱金属以及重金属进行吸收。

⑤整个系统最终将烟气吸收，而排除的产物主要为CaSO4以及CaSO3，没有废水产生，不会对环境造成污染。另外，脱硫产物能够经过一系列的化学反应，制作为混凝土的缓凝剂等有用物质，通过与钢渣的综合处理，不仅将污染的情况进行了有效地减少，还有效的增加了脱硫产物的附加值。

⑥系统具有极高的脱硫效率，能够对烧结烟气变化进行有效的应对。吸收塔的烟气量太小，会对反应造成影响，威胁到设备的安全管理。当烟气的风量较大时，可以通过对进口风挡进行调节，来控制烟气的进气量，并进而确定系统能够正常运行。

⑦系统的运行比较稳定，吸收塔的简单结构能够有效地避免“粘壁”等状况的发生，以及能够对系统的损耗率进行有效地降低，有利于吸收塔内的各种化学反应的有效进行。

⑧在工艺水系统中，可以采用“多重增湿法”，增加吸收塔内的水含量，加快化学反应的反应速率。多重增湿技术的运用是对传统增湿技术的改进。

⑨整个系统的运行成本比较低，物料循环系统的存在使得物料能够进行循环利用，有效地提高了物料的利用率，降低了投资成本，同时，物料的循环利用，能够避免增加废物的量，对环境造成负担。

5 结语

循环流化床脱硫工艺能够对烟气中的SO2与SO3进行有效地吸收，其中脱硫的效率可以高达到95%，同时整个工艺所使用的设备不容易发生故障，能够对整体的工作效益进行提高。本工艺的自动化程度比较高，操作比较简单。而脱硫吸收后的产物也不具备腐蚀性，同时没有另外污染物的产生。再者，循环流化床脱硫工艺的系统中有除尘系统，有效地降低了烟气中的粉尘浓度，不仅符合工厂的工艺需求，而且符合环保理念。

参考文献：

[1] 宫国卓，杨文芬，陈倬为.循环流化床技术在烟气脱硫中的应用[J].煤炭加工与综合利用，2011，（1）.

[2] 汪波.循环流化床脱硫工艺运行中常见问题浅析[J].中国环保产业，2011，（8）.

[3] 卞京凤.循环流化床烧结烟气脱硫灰改性工艺研究[D].石家庄：河北科技大学，2009.

[4] 刘岩.基于DCS的循环流化床炉内喷钙脱硫系统的设计与实现[D].哈尔滨：哈尔滨理工大学，2009.

净化脱硫篇3

丙烯中的含硫化合物主要有COS、H2S、甲硫醇、甲硫醚等[3], 由于其结构各有不同, 很难用一种吸附剂将其全部脱除。目前, 工业上采用的脱硫方式分为湿法和干法两种。湿法脱硫的特点是采用脱硫催化剂在液相的条件下进行氧化还原反应, 使被弱碱性溶液吸收的硫化氢氧化还原为单质硫脱除出来, 同时吸收液得到再生[4]。湿法脱硫具有硫容高、处理量大、操作简便, 但难以将硫化物脱至较低水平的特点, 常用于粗脱硫工段。而干法脱硫具有工艺流程简单、操作简单、脱硫精度高、可将原料硫化物脱除至较低水平的优点, 常被用于精脱硫工段[5]。

本净化脱硫工艺针对含硫量较低的丙烯原料 (小于20ppm) 设计, 采用一塔式多级物理吸附与化学吸附相结合的方法脱除丙烯原料中的COS、H2S、硫醇、硫醚等含硫化合物, 可将原料丙烯中的硫化物脱除至0.5ppm甚至更低水平, 具有流程简单、操作方便、脱硫率高等特点, 适于丁辛醇、聚丙烯、丙烯腈生产装置丙烯原料超深度净化脱硫。

1 工艺流程设计

针对含硫量较低的工业丙烯原料, 采用一塔式净化脱硫工艺可将原料总硫 (小于20ppm) 降低至0.5ppm以下, 实现对丙烯原料的超深度脱硫, 保护下游的催化剂和设备。一塔式的净化脱硫工艺属于干法脱硫, 具有投资较少、流程简单、操作方便、维护容易等优势, 能够在保证脱硫效果的前提下大大减少装置的占地面积及运行成本, 提高企业的经济效益。

一塔式净化脱硫工艺中脱硫塔分三个床层。自下而上第一床层装填COS水解剂, 主要作用是通过水解反应脱除原料中的COS;第二床层装填氧化锌脱硫剂, 主要作用是脱除原料中H2S及部分硫醇、硫醚;第三床层为多功能脱硫剂, 主要作用为深度脱除前两个床层中的COS、H2S及硫醇、硫醚等含硫化合物。所装填的脱硫剂规格如表1所示。通过三种脱硫剂的组合可有效脱除原料所含的COS、H2S、硫醇及硫醚等含硫化合物, 达到深度净化原料的目的。

2 工业应用实例

一塔式净化脱硫工艺已成功应用于淄博齐鲁第一化肥厂丁辛醇生产装置丙烯净化工段, 装置于2010年3月开车成功, 至今已平稳运行55个月。

脱硫塔设计规格Φ1800x10200mm, 容积26m3, 装置建成后丙烯原料处理能力10t/h, 操作压力3.2Mpa。常温运行, 设计指标为将原料丙烯 (不大于5ppm) 脱除至0.05ppm以下。

脱硫剂按上述顺序装填, 装填前将塔内清扫干净, 安装就位栅板, 铺设2mm左右的不锈钢丝网和10cm厚度的Φ10mm瓷球, 吸附剂下落高度小于50cnm, 依次装入吸附剂后将其推平, 重复铺设不锈钢丝网及栅板。栅板及丝网使用寿命不小于2年。

3 装置运行状况

表2为齐鲁第一化肥厂丁辛醇生产车间丙烯净化工段一塔式净化脱硫装置的运行数据。由表可知, 在进料满足设计要求的前提下, 设计的一塔式净化脱硫工艺能够完全满足淄博齐鲁第一化肥厂丁辛醇生产装置对丙烯原料的净化要求, 保证了丁辛醇装置催化剂的活性, 避免了催化剂的中毒。

4 总结

(1) 针对硫化物含量较低的丙烯, 设计了多种脱硫剂复合装填的一塔式净化脱硫工艺流程。净化塔中依次装填COS水解剂、Zn O脱硫剂和多功能脱硫剂用于脱除COS、H2S、硫醇及硫醚等含硫化合物, 具有流程简单、占地面积小等优点。

(2) 淄博齐鲁第一化肥厂丁辛醇生产车间丙烯净化工段一塔式净化脱硫装置的运行数据表明, 一塔式净化脱硫工艺完全能够满足丁辛醇生产过程中对丙烯原料的硫含量要求。脱硫塔运行稳定, 证明设计较为合理, 具有推广应用的价值。

参考文献

[1]李大鹏.丙烯生产技术进展.应用化工, 2012, 41 (6) :1051-1055.

[2]周广林, 薛惠杰.丙烯常温精脱硫剂的性能.山东化工, 2000, 29 (2) :32-34.