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天然气络合铁脱硫化氢工艺介绍

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三、应用实例
络合铁工艺设备已经在石家庄石药集团、河南油田油田伴生气等进 行应用。
谢谢!
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络合铁工艺介绍
MDEA尾气
炼油厂尾气 Claus尾气 沼气 煤制气 油田伴生气 H2S含量 0~100% 0.1~35t/d 络合铁处理 99.99%的脱除率 尾气<10ppm
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络合铁工艺介绍
络合铁脱硫工艺总的化学反应:
络合铁工艺化学原理
H2 S 1 2 O2 H 2O S
吸收塔(区) 吸收反应
LOCAT络合铁法
鼓泡塔、自循环反 应器 0.2-0.37 92% 不脱除 542 设计简单、运行稳 定 高
备注 吸收设备传质效率高,设备尺寸 和重量更小 络合铁脱硫装置可橇装化,循环 液量低,操作费用低 脱硫剂硫磺回收率更高
络合铁脱硫剂中络合剂抗氧化降 解显著增强 络合铁能使装置小型化、撬装化 LOCAT关键设备和催化剂需要 进口,专利费用高
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吸收塔(区)内的化学反应——吸收反应 (1)H2S在配比液中被吸收
氧化塔(区)内的化学反应——再生反应
(1)O2在配比溶液中被吸收(1:0.049,20℃)
1 2
H 2 S (g) H 2O(l) H 2 S (l) H 2O (l)
(2)H2S在溶液中的电离
O2 (g) H 2O(l) 1 2 O2 (l) H 2O (l)
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络合铁工艺介绍
络合铁工艺是一种绿色的,基于Fe基催化剂的湿法气体净化技术,
它集脱硫与硫磺回收于一体,在液相中直接将H2S转化为单质S。其反应 过程可概括为:
在吸收区,溶解的H2S电离为HS-,与Fe3+反应;HS-被氧化为单质S
,与此同时, Fe3+被还原为Fe2+ ;鼓入空气将Fe2+氧化为Fe3+ ,溶液 循环利用。
传统气相脱硫化氢方法介绍
硫 化 氢 脱 除 方 法
干 法Biblioteka 干式吸收法、干式氧化法、吸附法
湿 法
吸 收 法 氧 化 法
化学吸收法、物理吸收、物理-化学 吸收法
砷基氧化法、钒基氧化法、铁基氧化法 钴基氧化法
干法脱硫工程实例
湿法脱硫实例
络合铁脱硫实例
传统脱硫技术缺点
传统的脱硫技术往往受到三个条件的制约: 1、脱硫塔占地面积大,造价高; 2、脱硫剂(分子筛或MDEA)的再生成本高,对潜硫量低于500公斤/天的工况经济 评估上不合算。 3、湿法氧化脱硫中,存在循环液量高、高二氧化碳造成脱硫成本增加。
络合铁脱硫技术优势
硫磺回收技术是适合于潜硫含量小于35吨/天的现场。 H2S脱除装置的最佳工艺,最主要体现在投资和运行费用,催化剂可再生。 将H2S直接转化成元素硫,无反应平衡限制,转化率99.99%,处理 后H2S浓度小于10ppm。 水相介质,条件温和,在常压、常温下即可满足反应条件。 可用来处理任何一种含H2S的气体(包括酸性工艺气、酸性尾气、Claus尾 气等)。 结构简单,运行成本低。 铁基催化剂无毒,反应速度快(相对砷、钒)。 工艺流程短,结构紧凑,占地面积小。 生产过程基本无三废排放和污染。
O2 (g) H 2O(l) 2 Fe 2 2OH 2 Fe3
H 2 S (g) 2 Fe3 2 Fe 2 2 H S
络合铁工艺介绍
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二、络合铁工艺比较
络合铁法 主要设备 工作硫容量 kg S/m3吸收剂 硫化氢转化为硫 磺选择性 有机硫的脱除 络合剂降解 半衰期h 装置设计及操作 稳定性 投资 管式反应器+高效吸收 塔 1.33-3.31 99% 脱除率大于90% 2170 设计简单、运行稳定、 操作弹性大 低
H 2 S (g) H 2O(l) H 2 S (l) H 2O (l)
H 2 S (l) H HS
氧化塔(区) 再生反应 吸收部分总反应式:
HS 2 Fe3 2 Fe 2 H S
H 2 S (g) 2 Fe3 2 Fe 2 2 H S
国外脱硫技术简介
国外湿式氧化-还原法主要以络合铁法为主,有美国清洁空气系统公司开发的 LO-CAT工艺和DOW与Shell联合开发的SulFerox工艺,目前已有240多套装置应用

硫磺处理量:最大到35吨/天 络合铁法脱硫:具有吸收硫容大、脱硫效率高,析硫速度和氧化再生速度快、硫
磺易回收、脱硫剂无污染等特点,并已有工业应用经验。
O2 (l) H 2O(l) 2 Fe 2 2 Fe3 2OH
吸收部分总反应方程式:
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H 2 S (l) H HS
(3)硫氢根被铁离子氧化生成硫单质
(2)亚铁离子的再生
1 2
HS 2 Fe 2 Fe H S
再生部分总反应方程式:

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