北極星大氣網訊:1 焦爐氣脫硫的必要性
我國大氣汙染嚴重,汙染廢氣排放總量處於較高水平。目前,我國大氣汙染的防治取得重要進展。可以說我國目前還沒有掌握先進的設計和製造技術,治理手段也較落後,排放標準要求低,需要不斷學習、創新。因此我們要嚴格控制汙染排放,焦化廠的脫硫工段就是基於這個原因設立。煤中的硫在氣化過程中會以無機硫化物(H2S)或有機硫化物(COS)的形式轉化到氣相中。有機硫化物在較高的溫度下又幾乎可以全部轉化成硫化氫。因此,在通常情況下,粗煤氣中絕大部分的硫以硫化氫的形式存在,粗煤氣脫硫工藝的主要圍繞硫化氫的脫除問題進行。硫化氫在常溫下是一種帶刺鼻臭味的無色氣體,其密度為1.539kg/m3。硫化氫及其燃燒產物二氧化硫會對空氣造成汙染,對人體有毒害性,空氣中含有1% 硫化氫時就會危及人的生命。另外,硫化氫及其燃燒產物的危害性還在於對煤氣管道、煤氣相關設備有嚴重的腐蝕作用。煤氣的脫硫工藝不僅可以提高煤氣的質量, 達到工藝的使用標準,而且,對加強人類的環境保護也具有積極的意義。同時,經過脫硫以後的焦爐氣體,還可以作為後續工藝原料氣,如繼續生產甲醇和二甲醚。
2 脫硫的方法
煤氣的脫硫方法按物料形式可分成溼法脫硫工藝和幹法脫硫工藝。溼法脫硫工藝中的脫硫劑呈液體狀態,便於輸送,易構成一個連續循環的脫硫工藝流程。因此,一般溼法脫硫工藝適用於高效大容量地對煤氣進行脫硫處理。
溼法脫硫的工藝流程一般可以劃分成脫硫劑吸收煤氣中的硫化氫和脫硫劑析硫再生兩大階段。按吸收與再生方法的性質不同,又可將溼法脫硫工藝技術分成化學吸收法,物理吸收法以及物理、化學綜合吸收法等幾種類型。
化學吸收法中有氧化法、中和法。氧化法是藉助於脫硫劑中的載氧體的催化作用,吸收煤氣中的硫化氫將其形成單質硫並脫除,最後用空氣再生脫硫溶液,形成一個連續循環的脫硫工藝流程。城市煤氣工業中改良蒽醌二磺酸鈉法(即改良ADA法)、萘醌法、苦味酸法以及酞菁鈷磺酸鹽法、烷基醇胺法和鹼性鹽溶液法均屬此類。
物理吸收法的脫硫過程是一種純粹的物理溶解、釋放過程,例如,高壓氣化煤氣低溫甲醇脫硫法就屬於這一種。它是以有機溶劑-甲醇為吸收液,它在高壓低溫狀態下對煤氣中的硫化氫有良好的吸收能力,達到煤氣脫硫的效果。
國內大部分焦化廠都有氨為鹼源前置溼法脫硫工藝。
3 煤氣脫硫關鍵環節
目前焦化廠溼法煤氣氨法脫硫主要有三個環節:煤氣洗滌脫硫、脫硫液再生、硫泡沫熔硫。
3.1 煤氣洗滌脫硫
煤氣洗滌脫硫的目的是將煤氣中的H2S儘可能的脫除,從工藝的角度上主要考慮:(1)合適的噴淋密度和液氣比;(2)足夠的填料比表面積;(3)良好的氣液分布,也即保證煤氣和脫硫液良好的傳質效果。煤氣洗滌脫硫的關鍵設備是脫硫塔,脫硫塔效果的好壞主要取決於填料和氣液再分布器。)填料一般選用輕瓷填料氣液再分布器是脫硫塔傳質的重要部件,對於大型填料塔,在保證良好的液體初始分布外,要求填料高度一般不超過6米,每段之間必須設置氣液再分布器,其目的是為了保證較好的氣液分布和避免填料塔的壁流效應,同時保證較小的煤氣阻力。特別適合於大塔徑、大循環量的脫硫裝置,液體噴灑高度可調,可保證整個塔截面液體噴灑均勻。有些廠子無論更換何種催化劑,如何調整,脫硫效率仍然很低,我認為主要是脫硫塔氣液再分布器的效果不好。
3.2 脫硫液再生
煤氣中H2S在脫硫塔中脫除進入脫硫液中,必須在氧化再生槽或再生塔中儘量再生浮選出,脫硫貧液中懸浮硫含量越少(懸浮硫含量小於1.0g/L),越能發揮脫硫塔的洗滌脫除H2S效果。
隨著脫硫催化劑的發展,焦爐氣脫硫大都採用酞氰鈷系列催化劑,氧化反應速度快。在噴射氧化再生槽中主要是再生的硫泡沫的浮選,必須保證足夠的吸氣量和氣液在分布器內的充分混合接觸,要求氣液比至少大於3.0(液體噴灑壓力0.3MPa,插入深度4.0米時)。脫硫催化劑的選擇,也至關重要,好的催化劑既可保證脫硫效果,同時脫硫廢液產生量也小。
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