广东增城荣阳铝业公司使用888法脱硫规程第一章脱硫原理及工艺、设备筒述1.脱硫的意义与原理以煤气发生炉生产的水煤气作燃料气,如不将煤气中H2S等有毒害气体清除,会严重地腐蚀设备、管道、阀门,还会影响产品质量和环保中硫的指标控制……。
故此采用纯碱作吸收剂加888脱硫催化剂的湿式氧化法来脱硫,不但提高了燃气质量,且较为经济。
湿式氧化法脱硫原理:以碱性物质(如纯碱或氨水)去吸收酸性气体H2S,同时选择高性能催化剂(载氧体)将中和反应被吸收的H2S氧化成元素硫,并分离出系统。
因而使脱硫溶液得到再生。
此后还原态的催化剂可由空气氧化成氧化态,再循环使用。
整个过程是以中和反应,氧化还原反应等化学理论为基础。
2.工艺过程水煤气湿式氧化法脱硫是用含有碳酸钠的碱性脱硫溶液在脱硫塔内,喷洒吸收煤气中的H2S等酸性气体并生成相应的盐类。
在脱硫液吸收H2S的同时,盐也在液相中解离生成HS-,借助溶液中的888催化剂所释放的活性极高的氧,将HS-氧化成元素硫,从而完成从煤气中脱除H2S的目的。
该法脱硫过程中由于碱也与HCN. CO2,部分有机硫发生化学反应,使这些酸性气体组份从气相转入液相,并生成相应的副盐,所以也有一定的脱氰、脱二氧化碳和部分有机硫的作用。
脱硫过程中H2S的吸收与HS-氧化,在脱硫塔中几乎同时进行,既增大了吸收推动力,也消除了分子状态的H2S在脱硫液中富集,故具有较高的脱硫效率,完全能满足生产要求。
由于HS-被氧化,脱硫液中888所载的氧消耗(失氧态),为保持较高的脱硫效率,需要及时向888补氧再生(载氧态)。
其氧源来自再生槽喷射器自吸空气供给,在再生槽内空气中的氧溶解到溶液中被888所俘获(活性吸附)从而通过888在再生槽吸氧、载氧和在脱硫过程中释放出原子态的活性氧,使脱硫液中的HS-几乎完全被催化、氧化,不仅保持极高的效率,同时具有降低副反应,减少脱硫废液的产生和排放,节能降耗。
3.工艺流程气相:从气柜来的水煤气经鼓风机加压,由脱硫塔底部进入,与从塔顶部喷洒下来的脱硫液在填料表面逆向接触发生中和反应,H2S被脱硫液吸收,净化煤气从塔顶部进入气水分离器将硫沫、水雾滴分离后干煤气去煤气总管,供后工序之需。
液相:脱硫液从脱硫塔底部经液封流入富液槽(与塔连体),经富液泵加压送往再生氧化槽喷射器,通过喷咀时形成射流,并产生局部负压,自动将空气吸入,此时气、液两相被高速均匀分布,处于高度湍动状态,经收缩区、喉管、扩散管、尾管强化反应后,进入再生槽内进行氧化再生。
通过多孔板分布器均匀分布(亦有切割气泡作用)上浮,进行元素硫浮选。
即溶液在空气的吹搅下,硫颗粒互相碰撞增大结成小硫团,聚集形成泡沫层,溢流至硫泡沫槽送往硫回收熔硫岗位(得到副产品硫磺)。
清液则进入清液环槽进行二次浮选,经液位调节器去贫液槽。
同时在空气的气提作用下,可将富液中解析的CO2驰放出去,降低溶液中悬浮硫,提高碱度等,使各组分得到调整恢复。
以及催化剂吸氧再生,恢复活性,以提高脱硫溶液质量。
贫液泵将贫液送往脱硫塔顶部液体分布器向下均匀喷淋洒,进行脱硫净化气体,周而复始,循环使用。
4.主要设备①脱硫塔:Ф2800 H20000;填料Ф76×76聚丙烯阶梯环三层H10500F6.15㎡;底部作富液槽。
②再生槽:Ф4000~4400 H6000;F12.56 ㎡ V液60.28m3;多孔板分布器三层;配置喷射器8支,喷咀Ф25。
③贫液槽:Ф4000 H5000 V30 m3。
④贫、富液泵:Q373 m3 /h H45m 两开一备。
⑤气水分离器:Ф2800 H4500 V20 m3 。
第二章888法脱硫技术1.888脱硫催化剂简介888脱硫催化剂为酞菁钴磺酸盐金属有机化合物为主体的脱硫催化剂。
由于其特殊的化学结构而具有极强的吸氧载氧能力,在脱硫过程中不断地释放出具有很强活性的原子态氧,能迅速将系统中H2S和部分有机硫转化为元素硫,从而大大的提高了脱硫效率。
氧化再生解析的硫结晶颗粒大,易分离回收,使副反应减少,脱硫溶液粘度降低,悬浮硫减少,溶液清亮,自清洗功能强,不堵塔。
该催化剂活性强,用量少,运行经济,使用方便,属环保型产品(物化指标及性能特点,请参阅产品说明书)。
2.催化机理:888作用于液相反应可分为四步1)在溶液中将溶解的O2吸附而活化;2)当遇到H2S等含硫化合物时,将硫化物吸附与活性氧起反应而形成新的化合物和解析出元素硫;3)新产物从活性大离子的微观表面上解析离去;4)888大离子重新吸氧携氧而获得再生。
888作为催化介质,工作平台,只要888活性大离子保留在吸收液中不被其它物质俘获或溢出系统外,其使用寿命相当长久,使用频率高,其催化反应为自由基反应。
是一种多功能双催化剂。
3.888法脱硫的化学反应方程式1)脱H2S的化学吸收反应H2S+Na2CO3==NaHS+NaHCO3 (1)NaHS+(x-1)S+NaHCO3==Na2S x+CO2+H2O (2)2)催化氧化析硫反应2NaHS+O22NaOH+2S↓ (3)Na2Sx+H2O+1/2O22NaOH+Sx (4)3)脱有机硫的化学吸收反应COS+2Na2CO3+H2O==Na2CO2S+2NaHCO3 (5)RSH+Na2CO3==RSNa+NaHCO3 (6)4)有机硫化物的催化氧化反应2Na2CO2S+O22Na2CO3+2S↓ (7)4RSNa+O2+2H2O2RSSR+4NaOH (8)5)副反应Na2CO3+CO2+H2S==2NaHCO3 (9)Na2CO3+H2O==NaOH+NaHCO3 (10)2NaHS+2O2==Na2S2O3+H2O (11)2Na2S2O3+O2==2Na2SO4+2S↓ (12)若气体中含有HCN,则存在如下反应Na2CO3+2HCN==2NaCN+CO2+H2O (13)Na2CO3+HCN==NaCN+NaHCO3 (14)NaCN+Na2Sx==NaCNS+Na2S(x-1) (15)NaCN+Na2S2O3==NaCNS+Na2SO3 (16)6)溶液再生反应:NaHCO3 +NaOH== Na2CO3+H2O (17)7)催化剂氧化再生(888吸附氧恢复活性不存在价数得失,只是由还原态变为氧化态)888(O)n+ O2====888(O)n+2 (18)综述说明:反应〈1〉为可逆反应,若尽快将反应生成物NaHS进一步氧化可以加快反应向右进行,提高脱硫效率。
此外,析硫反应〈3〉每析出一个S原子就相应地生成一个OH-即相应地提高了吸收H2S的吸收剂Na2CO3的浓度。
反应速度与反应物浓度积成正比,催化活性强,析S越多就越有利于提高脱硫率。
反应(2)、(4)形成多硫离子是888催化剂的一大特点,由于溶液中硫离子在888催化下,多硫离子大量形成,从而提高了硫容、降低了溶液中悬浮硫的含量,并能活化硫,加速沉积硫团互解,故还对清洗系统内积硫具有较强作用。
4.对工艺设备的要求1)填料塔空间线速度0.5m/s-0.8m/s;填料塔喷淋密度40m3/m2·h~50m3/m2·h2)液气比≥12L/m33)再生氧化槽溶液停留时间15分-30分;吹风强度50m3/m2·h-80m3/m2·h。
4)操作温度30-45℃,最好控制吸收温度在30-38℃,再生温度35-42℃5)溶液组分:溶液PH值8.2-9.0;总碱度(以碳酸钠计)20-30g/L或0.35~0.6mol/L;碳酸钠5-10g/L;悬浮硫≤0.5 g/L;副盐总含量≤250 g/L。
6)“888”浓度 10×10-6-30×10-6;日耗量0.7-1.2g/Kg·H2S.5.使用888催化剂投料配液1)投料前需估算好全系统溶液总量,准确推算出初次投放量。
一般浓度控制在15~20ppm即可。
若装置状况较差,进口H2S含量高,要求脱有机硫和洗塔降阻时,888浓度应控制在25~35ppm,并辅以工艺调整方能达到最佳效果。
2)888的每天消耗的确定:888本身不参加化学反应,只充当催化介质,故补充量不是化学量,但因888在溶液中浓度极低(ppm级)密度0.96g/cm3。
极易随泡沫和气体夹带及“跑、冒、滴、漏”流失。
同时与工艺设备条件,操作管理水平等密切相关。
因此应当首先通过理论计算参考值,按工艺指标要求酌情加减,摸索出适宜量或根据分析数据控制调节。
3)配制溶液要加强预活化处理。
必须用空气吹搅活化4小时,使888充分溶解并增大活化面,一般从再生槽液位调节器或贫液槽人孔补入为佳。
要特别注意按时定量细流量缓慢补入,最好能细水长流滴加,以免间隔时间过长,造成脱硫效率不稳定。
第三章操作管理要求1.操作工艺指标(暂行)1)入脱硫塔煤气H2S<3g/m3;出塔H2S<0.2 g/m3。
(设计标准)2)进脱硫塔煤气温度要求<30℃;吸收温度30~40℃;再生35~42℃;不得超过45℃。
3)脱硫液总碱度20~30g/L或0.3~0.6N,其中Na2CO3 5~8g/L;PH值8.2~8.8。
4)脱硫液中888浓度15-25mg/L。
5)脱硫液循环量应保持在250 m3/h左右。
6)脱硫液悬浮硫≤0.5g/L。
7)脱硫液中副盐Na2S2O3 + Na2SO4 + NaCN S≤250g/L。
8)脱硫塔阻力﹤3KPa。
9)各泵、电机轴承温度≯65℃,电机温升﹤85℃。
10)贫液槽液位控制在1/2~2/3处。
11)配碱槽温度40-60℃;碱液浓度20-30g/L。
12)消耗指标:纯碱0.6-0.7㎏/㎏. H2S;8880.7~0.9g/㎏. H2S。
2.操作管理要点脱硫生产正常与否,主要表现在脱硫效率的高低及安全经济运行。
要想做到高效低耗、长周期,稳定运行就在于生产过程中严格的操作管理,控制最佳的工况条件。
因此,必须注意如下几点:1)经常调整溶液中总碱度,催化剂浓度等,保持各组份要在规定的指标内。
根据生产负荷的变化及进出口H2S含量,适当调整溶液循环量。
2)加强再生槽操作,关注氧化、浮选、分离情况,维护调整好喷射器气、液相压力和再生温度及溢流量的适度控制。
使再生完全,浮选回收到位,提高贫液的质量。
3)加强硫泡沫的分离回收,过滤后的泡沫液要求温度不高、清亮、无杂质,方能返回系统。
最好能回收硫磺或硫膏滤饼,使脱硫副产品有价值和考核硫回收率及环境的保护。
4)维持运转设备的正常运行,注意液位控制和安全生产等,需根椐自身设备工艺特点,认真操作,不断优化工艺条件和操作管理水平。
3.一般故障及处理1)脱硫效率突然下降,脱硫塔出口H2S含量偏高,常见原因如下:①脱硫泵抽空,致使打液量减少或中断原因:a.富液槽或贫液槽液位太低。