脱硫方法大全(1)吸附剂载体以偏硅酸钠、硫酸铝为基本原料,采用凝胶法按偏硅酸钠、硫酸铝、导向剂、黏结剂顺序加料,在90℃晶化条件下制备;吸附剂以M2为活性组分,在浸渍温度为70o C,浸渍时间为4 h,焙烧温度为350℃,焙烧时问为6 h的条件下制备。
按此条件所制备的吸附剂吸附效率达99%-100%,吸附容量达76~83g/kg,烟气经过吸附处理后硫体积分数降低到0.O1%以下,达到GB13271—91的最高要求。
经过5个循环稳定性实验,吸附剂的吸附率仍保持在99.O%以上,吸附容量在76 g/kg以上。
(吸附再生干法烟气脱硫吸附剂的制备)(2)利用粉煤灰、CaO及添加剂在一定条件下反应而生成水合硅酸钙,从而合成脱硫剂,并通过对所制得的脱硫剂进行脱硫性能试验,研究高效脱硫剂的制备工艺,包括配比、添加剂的种类、添加量、反应温度、反应时间等参数.粉煤灰(简称FA) 是电厂的副产品,是煤经高温燃烧后的产品,主要化学成分是Al2O3 ,SiO2 ,Fe2O3 ,CaO 等,CaO 本身是脱硫剂,而Al2O3 ,SiO2 ,Fe2O3具有催化作用.利用粉煤灰、CaO与水发生消化作用,由于粉煤灰可以发生火山灰效应生成水合硅酸钙和水化铝酸钙,其反应如下:mCa(OH)2 + SiO2 +(n-1)H2O = mCa·SiO2·nH2OmCa(OH)2 + Al2O3+(n-1)H2O = mCa·Al2O3·nH2O这一系列水化产物以不化硅酸钙为主,其产物孔隙率高,比表面积也大,因而在反应中活性比Ca(OH)2高,与此同时,飞灰在碱性环境中溶出物可增加钙对SO2的吸附活性,从而提高了钙的利用率和对SO2的吸收效率.(高效干法脱硫剂的研究与开发)(3)有机脱硫剂:单乙醇胺(MEA)在醇胺中碱性最强。
它与酸性组分反应迅速, 能很容易地使H2S含量降至5mg/m3以下。
它既可脱除H2S,也可脱除CO2。
一般情况下, 对两者无选择性。
因分子量相对较小, 故具有最大的酸气负荷。
化学性质较稳定, 但在脱硫过程中能和CO2发生副反应, 使溶剂部分丧失脱硫能力。
还可与COS或CS2发生不可逆反应, 造成溶剂损失和某种固体副产物在溶液中的积累。
二乙醇胺(DEA)是仲醇胺,它和MEA的主要差别是它COS及CS2的反应速度比MEA 慢, 因而由与有机硫化物反应而造成的溶剂损失可降低。
用于炼厂气及人造煤气脱硫较为有利。
DEA对H2S和CO2也没有选择性。
甲基二乙醇胺(MDEA)是一种叔胺, 虽然它和H2S的反应能力稍差, 但在H2S和CO2共存时, 对H2S的选择性优越于其它烷醇胺类。
因而自80年代以来在气体脱硫工业上应用日益广泛, 成为当前最受重视的一种醇胺。
YXS-93,CT8-5,以及HA-9510脱硫溶剂都是一种多组分复合型高效脱硫剂, 以甲基二乙醇胺为主要组分, 加有消泡剂、缓蚀剂、抗氧剂、稳定剂等助剂而制成。
具有对H2S选择性好、脱除率高, 性质稳定, 不易降解, 不易发泡, 使用浓度高而不腐蚀设备, 硫容量大, 可降低循环量, 从而降低能耗等优点。
YXS-93的特点:1.溶剂凝固点低, 便于配制, 加入方便, 装置运转平稳, 易于操作, 溶剂无发泡现象,溶剂降解少, 腐蚀轻。
2.净化效果好, 炼厂气经脱硫后, 含量小于, ,符合指标要求。
3.溶剂选择性好, 吸收的〔大量减少, 再生酸气中含量或浓度大大提高, 可提高一,为硫回收装置降低操作费用及提高硫回收率创造了条件。
4.由于该溶剂使用浓度高及选择性好, 能大幅度降低溶液循环量, 从工业应用看可降低一, 由于溶剂循量小, 艾毛吸收量少, 气体脱硫装置能耗大大降低, 节约了再生蒸汽、冷却水和电能。
节能效果可达一。
经济效益相当可观。
转化吸收型脱硫剂:转化吸收型脱硫剂属于一种新型催化剂, 它主要是由金属氧化物组成。
含H2S低的气体(含量高时可用惰性气体稀释),与适量的含氧气体(如空气或富氧气体)与催化剂接触, 将H2S直接氧化成硫,沉积在催化剂上。
目前,这种脱硫剂的问题尚未很好解决。
今后要努力寻求易再生的金属氧化物,或者寻找工业上可行的再生方法,如用非氧化性气体定期清洗载硫的脱硫剂,使脱硫剂再生。
分子筛脱硫剂:分子筛是碱金属铝硅酸盐晶体。
由于它对有机硫化物,同对硫化氢一样具有很大的化学亲合力,因此分子筛不仅可以除去H2S,尤其是对有机硫及COS等其它含硫化合物有较好的去除效率,分子筛脱硫剂将在有机硫脱除方面起重要作用。
生物脱硫:近年来,由于生物工程技术发展迅速,预计未来几年炼油厂生物脱硫技术可实现工业化。
新的生物脱硫技术将采用好氧性微生物,好氧性反应通常比厌氧性反应速度快,所产生的是水溶性硫化物,即硫酸根离子。
目前要进行两方面工作培养具有高活性脱硫基团的微生物并能在生物的反应器中稳定生长设计合理的生物反应器和工艺流程,包括混合技术、分离技术以及副产物处理等。
生物脱硫为从气体物流中净化硫开辟了一条新途径。
(高效脱硫剂的应用与发展)(4)荷电干式喷射脱硫法:该法的作用原理是,吸收剂以高速通过高压静电电晕充电区后,在其表面上形成静电荷,由于同种电荷相互排斥,使吸收剂颗粒很快在烟气中扩散,形成均匀的悬浮状态,从而增加与SO2反应的机会。
此外由于离子的电晕,可增强其活性,缩短反应所需滞留时间,从而有效提高脱硫率。
该法的缺点是,脱硫率低,吸收剂利用率不高。
电子束法:电子束是采用高能电子束照射烟气,使烟气中的N2、O2和水蒸气被激活,电离甚至裂解,产生大量离子及自由基等活性离子。
由于它们的强氧化性,使SO2被氧化为SO3,这些高价的硫氧化物与水蒸气反应生成雾状的H2SO4,产生的酸再与预先注入反应器中的NH3反应生成硫铵。
脉冲电晕法:该法是利用等离子体产生的高能电子将HO-H 及O-O 健打开,使之成为自由基或活化粒子,这些自由基或活化粒子可与SO2及NO x反应。
由于这些等离子体在常温下只提高电子的温度,而不提高离子的温度,故该法的能量效率比电子束法至少高两倍。
此法可同时脱除烟气中的SO2、NO x及重金属。
(烟气脱硫技术的发展及其应用前景)(5)一种生产低硫柴油的脱硫催化剂日本催化剂和化学品公司将使一种可生产低硫(小于10μg/ g ) 柴油燃料新的脱硫催化剂LX-NC1推向工业化,这种催化剂基于日本国家先进工业科学技术研究院(AIST) 开发的技术,这一技术将有助于炼制商满足日本提出的2007 年开始执行含硫小于10μg/ g 的规范。
新催化剂LX-C1具有常规Ni和Co促进的硫化钼的基础晶格结构,但是设计增加边缘面上MoS2的数量,从而形成层状MoS2催化剂簇的活性中心,其结果是在晶格的每一个Ni (Co)位置上都有MoS2活性中心。
另外,高度结晶的MoS2纳米晶体层也被用于催化剂2载体界面上,从而有更高的稳定性,并可抑制活性金属与载体的相互作用。
在中型试验中,采用含硫1.54 %的进料和4.9MPa 氢压,新催化剂LX-NC1用于生产含硫50μg/ g柴油燃料时,可达到与常规催化剂相同的脱硫活性,而操作温度低(17 ℃) ,液时空速(L HSV) 为1.0 ,氢/ 油比为250 。
该公司已完成试验验证,LX-NC1 可用于常规加氢处理装置生产含硫小于10μg/ g 柴油燃料,并已开始将此催化剂推向市场。
(6)金属氧化物法:使用金属氧化物吸收SO2 ,吸收剂加热可再生出浓的SO2 ,便于加工为硫的各种产品。
在湿法吸收中,产品也可直接出售或进一步加工处理。
常用的金属氧化物有:MnO2、ZnO、CuO、MgO等。
利用软锰矿配成料浆湿法回收SO2 ,电解可得产品锰,副产稀酸。
保证较高的锰含量,可以副产工业硫酸锰,其纯度达到国家标准。
在干式吸收系统中,使用氨再生氧化锰,产品为硫酸铵。
在炼锌厂中,可用除尘器烟尘制成ZnO 料浆作为吸收剂,可获得95 %以上脱硫率。
料浆过滤后,滤液可继续用来调浆,滤渣与锌精矿混合后送沸腾焙烧炉。
焙烧炉烟气进催化制酸系统。
氧化铜作为吸收剂,用于干法吸收SO2 ,吸收剂在700 ℃又可再生。
如以H2、CO、CH4还原再生,还原温度几乎与吸收温度为同一水平,使流程更为简化。
氧化镁法中,吸收塔分上下两部分,上部加入氧化镁的水溶液,与来自下部的烟气中CO2接触后生成吸收SO2能力很强的Mg(HCO3)2 ,吸收SO2生成MgSO3和Mg(HSO3) 2 ,加入MgO生成MgSO3固体析出,用热解法分解可得99 %以上的高浓度SO2。
电化学法脱硫技术:此法由美国亚特兰大乔治亚技术学院开发。
电化学槽装有静止的熔解盐电解质,并设有多孔气体扩散电极。
当烟气通过阴极时,SO2扩散进入电极孔隙,在很低的电势(约0.5V)作用下与O2生成SO42 -离子,迁移至阳极被氧化为SO3。
SO3扩散出阳极孔隙而被回收,干净的烟气放空。
该法的关键是找一种对电解质呈惰性的适用载体物质。
吸附法:通过吸附剂把SO2吸附于表面,然后以加热或其它方法释放出硫化物,使吸附剂恢复吸附表面,获得再生循环使用。
吸附法可在普通温度下使用,再生简单,因而引人注目。
对吸附剂的要求是比表面大,须耐磨损并易获得。
当前普遍采用的仍属比表面大的活性炭,分子筛在工业上也有应用。
活性炭吸附分低温(20~100℃)、中温(100~160℃) 、高温(>250 ℃)吸附。
低温主要为物理吸附,中温主要为化学吸附,高温几乎全是化学吸附。
吸附剂再生的方法有加热再生法、水洗再生法。
加热再生法活性炭损耗较,所以有些工艺中使用较廉价的褐煤系半焦代替。
一次脱吸后,活性大大提高。
水洗再生法生成稀酸,工业应用中产生的稀酸浓度可达30 % ,其进一步的浓缩和应用是本法经济上的主要问题。
国内研究的活性炭2磷铵法烟气脱硫,有效地解决了这个问题。
二次脱硫总效率95 %以上,生成复肥。
日本公害资源研究所研制出一种排烟脱硫用的新型炭质吸附剂,其吸附能力与活性炭大体相同,而其价格只有活性炭的一半,且此法可回收生产单质硫,应用前景较广。
活性炭-磷铵法烟气脱硫:四川省环保所和西安热工所开发的活性炭-磷铵法流程为: (1) 活性炭脱硫制酸; (2) 稀硫酸分解磷灰石; (3) 用氨中和得复肥; (4) 用复肥脱除活性炭未能吸收的SO2 ; (5) 再通空气氧化,并加氨中和生成磷酸氢二铵及硫铵。
此法适用于电厂与磷铵厂离得较近的地方。
脱硫率95 %以上,磷酸回收率达90 % ,SO2只要达到0. 22 %时就可保证有盈余。
(低浓度SO2 烟气脱硫技术分析)(7)以硅胶作为吸附剂基质,经活化后,用预担载活性组分的可溶性盐,包括Fe(NO3)3、FeCl2、Zn(NO3)2·6H20、CuSO4·5H20、MnSO4·H20,作为活性组分的前驱物,与一定量的无机促进剂混合配制成待用浸渍液。