湿式催化氧化脱硫法PPT课件.ppt

1 湿式催化氧化脱硫法 净化车间系列培训课件 2020 2 6 一 湿式催化氧化脱硫法定义二 湿式催化氧化脱硫法工艺流程二 湿式催化氧化脱硫法原理三 湿式催化氧化脱硫法指标控制 目录 净化车间系列培训课件 2 2020 2 6 净化车间系列培训课件 煤气脱硫 冷煤气脱硫 热煤气脱硫 干法脱硫 湿法脱硫 氧化铁脱硫 脱硫过程 Fe2O3 H2O 3H2S Fe2S3 H2O 3H2OFe2O3 H2O 3H2S 2FeS 1 8S8 4H2O再生过程 2Fe2S3 3O2 6H2O 4Fe OH 3 6S4FeS 3O2 6H2O 4Fe OH 2 4S 活性炭脱硫 脱硫过程 活性炭脱硫主要是利用活性炭的催化和吸附作用 活性炭的催化活性很强 煤气中的H2S在活性炭的催化作用下 与煤气中少量的O2发生氧化反应 再生过程 一般利用450 500 左右的过热蒸汽对活性炭脱硫剂进行再生 干法脱硫大多属于间歇再生 氧化铁法必须在塔外 活性炭法需要过热蒸汽 再生较困难 物理吸收法脱硫 高压气化煤气低温甲醇脱硫法就属于这一种它是以有机溶剂 甲醇为吸收液 它在高压低温状态下对煤气中的硫化氢有良好的吸收能力 达到煤气脱硫的效果 当吸收液降压升温时 被吸收的硫化氢放出 溶液再生 继续参加脱硫循环 化学吸收法脱硫 以稀碱液为脱硫剂 与硫化氢反应形成化合物 从而脱除煤气中的硫化氢 当吸收富液温度升高 压力降低时 前面形成的化合物分解 释放出硫化氢 溶液得到了再生 催化氧化法脱硫 3 2020 2 6 湿式催化氧化脱硫法定义 定义 以碱性溶液吸收酸性气体硫化氢 同时选择适当的氧化催化剂 将溶液中被吸收的硫化氢氧化成单体硫 因而使脱硫溶液得到再生 并获得副产品硫磺 还原态的催化剂可用空气氧化成氧化态再循环使用 这种方法被称为湿式催化氧化法脱硫 目前应用较多的有 栲胶法 PDS法 DDS法 888法 络合铁法等 净化车间系列培训课件 4 2020 2 6 888脱硫催化剂主要成分是酞菁钴金属有机催化剂 其游离基具有较强的吸氧能力 从而降低了化学反应的活化能 加快了化学反应速度 888法反应原理 1 吸收 在脱硫塔内气液逆流接触 硫化氢与溶液中碱作用 被吸收 H2S Na2CO3 NaHS NaHCO3NaHS Na2CO3 Na2S NaHCO3Na2S 2Na S 2 催化氧化的化学反应 由于888特殊的化学结构 具有很强的携氧能力 因而有很强的氧化能力 将体系中S 的氧化为单质硫或多硫化合物 888 O X XS XH2O 888 SX 2X OH 888 O NaHS NaHCO3 S X 1 Na2SX CO2 H2O3 催化剂再生的化学反应 当888的氧化能力降低时 在再生槽内依靠空气再生 2888 O2 2888 O 2888 O O2 2888 O 2以上各反应按顺序连续进行 湿式催化氧化脱硫法反应原理 净化车间系列培训课件 5 2020 2 6 湿式催化氧化脱硫法工艺流程 净化车间系列培训课件 氧化吸收 浮选再生 循环回收 6 2020 2 6 故此整个脱硫工艺包括氧化吸收 浮选再生 循环回收三大环节 他们之间相互依存 相互影响 第一步氧化吸收 气液逆流接触 通过传质 填料 H2S从气相界面向液相界面转移 进入液相主体 酸碱中和反应生成相应的盐 NaHS 转化为富液 同时盐在催化剂作用下转化成单质硫 第二步浮选再生 富液中的催化剂在再生塔内在空气作用下由还原态转化成氧化态 使其再次具备氧化硫氢根的能力循环使用 同时使脱硫液中的单质硫聚合成硫泡沫并浮选出来 第三步循环回收 此过程指催化剂循环使用和压滤机后残液处理及硫磺加工回收 小结 脱硫 再生 压滤 废液回收相互影响 四者中再生尤为重要 再生状况差 其它三者都会受到影响 具体表现在 脱硫后H2S超标 硫泡沫异常 溶液比例失调 副盐增长快等 设备 管道腐蚀严重等现象 当然脱硫 熔硫 废液回收操作不当也会影响再生状况 具体表现在 脱硫负荷大 溶液中HS 含量高 催化剂氧化能力下降 导致溶液中HS 含量居高不下 高浓度的HS 在喷射再生过程中与O2接触生成硫代硫酸盐和硫酸盐 久而久之 副盐含量达到一定的程度就会影响再生状况 且会导致整个脱硫工艺恶性循环 同理 压滤机和废液回收若操作不当会有大量副盐生成和返回系统 同样会影响再生状况 因此可以说四者任何环节出现问题都可能导致工艺状况恶化 净化车间系列培训课件 湿式催化氧化脱硫法工艺流程 7 2020 2 6 湿式氧化脱硫法工艺指标 净化车间系列培训课件 8 2020 2 6 1 总碱度 溶液吸收H2S为酸碱中和反应 因此 溶液的总碱度是影响吸收过程的主要因素 气体净化度 溶液的硫容量 气相总传质系数 随总碱度的增加而增大 吸收硫化氢主要靠溶液中的碱性吸收剂 氨水或碳酸钠 总碱度越高 越有利于H2S的吸收 在碱法脱硫工艺中还需保持溶液中的NaHCO3和Na2CO3的浓度比 一般控制 5 形成缓冲液更具稳定性 湿式氧化脱硫法指标控制 净化车间系列培训课件 9 2020 2 6 2 pH值 pH值是脱硫液的基本组份 随总碱度的增高而上升 pH 8 0时对设备腐蚀严重 而pH值大于9 3 副反应迅速上升 故pH值最好控制在8 0 9 0之间 正常指标为8 4 8 6 pH值高利于吸收而不利于析硫 提高溶液中的碱度和pH值 能增强吸收推动力 利于平衡转移 提高脱硫效率 但只要能达标 维持较低碱度对生产长期稳定能起积极作用 其控制高低是以工艺设备状况 生产负荷和入口煤气中H2S含量及净化度要求而定 湿式氧化脱硫法指标控制 净化车间系列培训课件 10 2020 2 6 3 溶液循环量 对于填料塔而言 选择液气比应大于保证填料所需的最小湿润流量的液气比 确保脱硫效率 保持足够的循环量和喷淋密度能提高吸收频率及碱的利用率 而且能将反应生成的元素硫迅速转移 即解析的硫与随溶液带出的硫要成正比 预防堵塔 因此溶液循环量的确定 不单是以溶液工作硫容计算出来的 还应兼顾液气比 20L Nm3 喷淋密度 40 50m3 m2 h 和溶液在再生塔内的停留时间等因素来综合考虑 不能顾此失彼 适当提高循环量对生产是有利的 湿式氧化脱硫法指标控制 净化车间系列培训课件 11 2020 2 6 循环量低造成塔内积硫 循环量低造成塔内积硫 压篦子丝网太密造成塔内积硫 净化车间系列培训课件 12 2020 2 6 4 操作温度 提高温度可以加速化学反应速度 但脱硫吸收是放热反应 降低温度对H2S的吸收有利 而在再生中溶液温度稍高对解析再生 副盐分解等有利 再生反应随着温度升高而加快 但温度过高对硫颗粒聚合不利 影响溶液粘度和表面张力 不利于硫泡沫的浮选 还会使副反应急剧上升 再者溶液温度过高 也会使溶液解O2能力下降 不利催化剂吸氧再生 而且 以自产氨为碱源的工艺 只有控制好温度才能控制好碱度 并且溶液对设备的腐蚀也是随温度的升高而加剧 湿式氧化脱硫法指标控制 净化车间系列培训课件 13 2020 2 6 5 再生空气量 每氧化一公斤的H2S理论空气量需1 57Nm3 实际操作中空气用量是理论量的8 15倍 气体量太高硫代硫酸钠将被氧化成硫酸钠 气量太低 再生不完全 单质硫析出太少 可通过调整喷射器个数来调节再生空气量 湿式氧化脱硫法指标控制 净化车间系列培训课件 14 2020 2 6 6 副反应物 硫代硫酸盐 硫氰酸盐 硫酸盐 不但影响H2S的平衡分压 增大溶液粘度影响传质 而且由于它们在溶液中积累降低了有效组份浓度 影响脱硫效率 且易从溶液中析出 破坏正常工艺条件 其生成率高低与富液中HS 含量 析硫再生 总碱度相关联 另外再生温度过高会使其反应更为剧烈 一般碱法再生温度在45 以上副反应加剧 48 以后便急剧上升 而氨法不宜超过35 而且氨挥发也相当严重 副盐的增高会增加碱耗 减少硫磺产量 增加阻力 不利于节能降耗环保 硫酸盐结晶还是造成设备腐蚀的主要原因 一般应控制两盐总量 250g L 超过300g L则应适当排放稀释或提盐 湿式催化氧化脱硫法指标控制 净化车间系列培训课件 15 2020 2 6 7 碱液制备及加催化剂操作对生产的影响 碱液制备看起来很简单 若新配的碱液投加操作不当 会导致局部脱硫液的pH值过高 碱度波动大 引起副盐增长快 消耗高 冬季制备碱液要加温搅拌 加速溶解 分班均量补加 最好用脱盐水 补加量要根据生产变化作预见性调控 不可突击加减 催化剂对硫泡沫生成起非常重要的作用 其浓度高低直接影响催化剂的氧化能力和硫泡沫的生成数量 因此为了保证脱硫工艺稳定 一般采取定量均匀补加方式 有利于维持其在溶液中