常精脱硫剂新工艺在环保中的应用[1][1].doc

常温精脱硫新工艺在环保中的应用王国兴 张先茂 周则飞 陈家伟 王俊士 张传学 曾丹林国家C0变换催化剂与气体净化剂重点工业基地湖北省化学研究所气体净化中心 武汉 430074镇海炼化研究中心环保室 宁波镇海 315207摘 要本文开发出了由HB5-3串HB5-4型精脱硫剂组成的脱硫新工艺，实验室小试结果表明： HB5-3和HB5-4型精脱硫剂能将的含硫废气氧化吸收脱臭新工艺，以脱除来自炼油厂储罐的恶臭物质。净化后，硫化物含量小于1mg/m3。一 前言炼油厂污水罐，污油罐等各挥发性恶臭物贮罐在进料或由气温变化等引起的呼吸过程中，会有部分恶臭废气排出，严重污染环境，危害人体健康。经分析研究表明，该类废气中的恶臭物主要为H2S，RSSR、RSH、苯、甲苯等对人体有害的硫化物和烃类物质（见表1）。因此，对于贮罐呼吸废气中有害物的脱除非常必要.附表1 炼油厂部分恶臭贮罐一览表污染源名称H2S(mg/m3) CH3SH(mg/m3)CH3SSCH3(mg/m3)二联合含硫污水罐1万M3154.615.57.6二联合含硫污水罐602A92.613.34.2二联合含硫污水罐602B153.718.94.7一套含硫污水罐306.855.557.0焦化含硫污水罐容2103.80.55.9油品粗气油罐437.165.5303.6油品轻污油罐25610.612.112.5油品253# 罐53.70.526.5沥青原料罐G25359.321.379.2碱渣中和尾气罐1.65.73.2常用的恶臭物处理方法主要有燃烧法、生物脱臭法、溶液吸收法、固体吸附法等，但这些方法都有各自的局限性。燃烧法虽然能解决气味问题，但其硫化物燃烧生成SO2仍具有污染性，再加上考虑安全等因素，其用于呼吸废气处理难度较大。生物脱臭则只适用于气源稳定，污染物浓度较低，波动辐度小的废气治理。 普通的溶液吸收净化率不高，容量小，若采取吸收效率较高的喷淋吸收，则还需动力消、专人管理，投资运行成本高。一般的固体吸附剂虽然操作简便，但又存在吸附精度不高，容量小，寿命短等缺点。由于常用的恶臭物处理方法均不能很好解决贮罐呼吸废气脱臭问题，湖北省化学研究所特开发出了由HB53串HB54脱硫剂的含硫废气氧化吸收脱臭新工艺。并与镇海炼化研究院合作，进行了脱硫剂筛选和工业侧流试验。1脱硫剂筛选试验目前，许多脱硫剂已成功运用于甲醇、合成氨、食品CO2、H2O2等多种行业中。由于生产工艺、所用载体和助剂等不同，各种牌号的脱硫剂对硫化物的选择性和硫容等均存在很大差异。鉴于贮罐呼吸废气中硫化物含量高，成份复杂，镇海炼化研究中心特对部分有代表性的脱硫剂进行了筛选。1 1 筛选试验装置图1、3汽水分离器 2、4脱硫反应器 5吸附塔13 试验结果分析表2 脱硫剂筛选试验结果脱硫剂H2S硫容，CH3SH硫容，%产地A12.50.38昆山B0.50.3C1.30.3D185.3日本E8.73.4HB5328.73.1湖北HB54216.7由表2可以看出，国内昆山生产的A、B、C三种脱硫剂对CH3SH脱除效果较差，产自日本的D、E脱硫剂对H2S、CH3SH有一定脱除效果。湖北的HB53和HB54两种脱硫剂无论对H2S，还是对CH3SH的硫容都优于日本样品，其中HB53对H2S具有较强的脱除能力，HB54则对H2S、CH3SH均有较好脱除效果，而且价格相对较低。二 工业侧流试验为能使侧流试验在具有代表性的同时提高试验效率，气源选定为硫含量高、组份复杂的工贸化工车间的碱渣尾气。并将HB53和HB54两种脱硫剂串联运行。21 试验流程塔径：54mm 塔高：280mm 塔1：HB53 500ml（362 g）塔2：HB54 500ml(267 g) 空速：1000h-122 试验结果 表3 碱渣尾气脱硫侧流试验结果HB5-3 进样口 日期（2000.3）时间 苯 mg/m3甲苯 mg/m3二甲苯mg/m3烃103mg/m3H2S mg/m3CH3SH mg/m3CH3SSCH3 103mg/m32510:0032.932.39.31.1254.052.10.992514:4031.234.211.51.0367.548.90.922608:0070.292.632.41.0093.7325.70.922614:30 155.9114.532.81.15177.6544.61.042709:00 143.5105.912.43.77608.6455.80.302715:00 101.489.36.61.25177.63544.51.042808:30 117.8103.612.91.37285.1270.60.292815:3095.972.323.02.441679.4128.80.262909:3060.255.28.01.71147.958.70.242912:10 111.385.89.71.621693954600.36HB5-3 出样口 日期（2000.3）时间 苯 mg/m3甲苯 mg/m3二甲苯mg/m3烃103mg/m3H2S mg/m3CH3SH mg/m3CH3SSCH3 103mg/m32510:0029.813.70.10.890.10.10.132514:4027.516.50.10.880.10.10.782608:0057.584.827.90.970.1 2.70.842614:30156.7123.337.81.130.1 5.51.402709:00142.4125.235.52.370.1 5.00.532715:00104.0 89.2 6.11.880.123.70.822808:30129.6116.612.91.150.130.10.342815:30 98.7 83.721.81.910.14.52.422909:30 59.354.1 7.51.370.16.70.252912:10122.879.48.11.080.113350.35HB5-4 出样口 日期（2000.3）时间 苯 mg/m3甲苯 mg/m3二甲苯mg/m3烃103mg/m3H2S mg/m3CH3SH mg/m3CH3SSCH3 mg/m32510:000.10.10.10.10.10.10.12514:400.10.10.10.10.10.10.12608:000.10.10.10.10.10.10.12614:300.10.10.10.10.10.10.32709:000.10.10.10.10.10.10.42715:000.10.10.10.30.10.10.22808:300.10.10.10.10.10.10.12815:300.10.10.10.20.10.10.12909:300.10.10.10.20.10.10. 52912:100.10.10.10.10.10.10.3表4 脱除各种污染物的容量名称苯 甲苯 二甲苯烃 H2S CH3SH CH3SSCH3 吸附总量(g)53.942.680.513.5365.7617.6822.15吸附wt%1.068.614.1从表3和表4可以看出，由HB53串HB54的脱硫工艺，即使在有较高烃类、苯系物等各种废气混合物存在的工况下，对脱除H2S 、CH3SH 、 CSSC各种硫化物仍有较好效果，其出口H2S0.1mg/m3，RSH0.1mg/m3，CSSC1.0mg/m3。与此同时，HB54对苯系物，烃类物质也有很好的净化功能。三 贮罐尾气吸附塔设计由于炼油厂贮罐较多，现仅以气量较大的二联合10000m3污水罐为设计对象。31 试验脱硫剂用量正常生产情况下，贮罐液位约80，空气部分体积约2000m3，其每日液位和温度变化引起的气体日逸出总量一般不超过1100m3。椐测定结果，H2S、CH3SH含量约154mg/m3和19mg/m3，则硫化物年逸出总量分别为：H2S：110015410636061.0KgCH3SH：110019.01063607.52Kg考虑工业放大效应等其它不定因素，脱硫剂对H2S、CH3SH平均硫容分别按12、4计算，则共需脱硫剂696Kg。为保证脱硫系统能高效持久运行，两脱硫剂用量可增加2倍，各装1.5m3。3 2 系统安全性若按吸附塔高径比3：1，脱硫剂孔隙率0.41计算，则椐Ergun固定床压降半经验公式：=P/L: =0.181m/s =235.6Pa/m=63.69Pa/m =0.64m V=V2-V1 V2 =200 V=125.8m3正常生产时气体流过床层压降不大于25mmH2O在夏季暴雨等不利情况下，设最大温差变化40h，则此时床层最大流量为250m3/h，椐式1可得，压力降不大于83.9mmH2O。由于污水罐设计耐压为260 mmH2O，因此即使在夏季最不利情况下也不会造成污水罐吸瘪问题。此外，贮罐所设安全水封也可防止压降过大而影响贮罐安全问题发生。四 小结