氧化態栲膠脫硫劑在甲醇生產技術中對原水工藝帶來的凈化度是多少
目前,全國用煤量每年都在增加,且優質無煙煤產量低、價格高。栲膠脫硫由于成本較低,已成為目前使用多的脫硫技術,栲膠脫硫劑的栲膠法脫硫就屬于濕式氧化法。
栲膠是由許多結構相似的酚類衍生物組成的復雜混合物,商品栲膠中主要含有丹寧及水不溶物等,由于栲膠含有較多、較活潑的羥基,所以在脫硫過程中起著載氧的作用。栲膠的分子式為C14H10O9,即:(HO)3C6H2CO2C6H2(OH)2CO2H,是兩個沒食子酸縮合的產物。栲膠中的丹寧物質經過堿性降解生成聚酚類物質,利用分子中的酚羥基進行氧化還原。丹寧分子中所含有的羥基對于金屬離子具有一定的絡合作用,在脫硫過程中既是催化劑又是絡合劑,可以有效防止釩沉淀損失。
甲醇生產技術中栲膠脫硫法的性能:
1、脫除硫化氫效率較高,硫化氫脫除率I>98%,特別適用于高硫、高碳氣體的凈化;
2、脫除有機硫有良好的效果,對有機硫(COS、CS,和RSH)的脫除率約60-90%,HCN的脫除率在95%以上:
3、不堵塔,且具有良好的清洗塔的能力,正常運行時可清洗粘附在管道和填料上的硫;
4、活性較好,再生能力強,生成的單質硫顆粒大,易浮選,易熔硫,且熔硫耗蒸汽量低,硫的回收率高;
5、選擇性好,副反應生成率較低,純堿消耗低,脫硫費用低;
6、溶液組成簡單,管理與操作方便;
7、脫硫劑用量少,消耗低,運行經濟等;
8、使用時在不改變原工藝流程、不增加設備,即可取代原有脫硫劑,且使用后效果較明顯。
栲膠脫硫劑的工藝過程:
第一、吸收
用脫硫液吸收氣體囊的H2S,因氣液流向的不同有并流和逆流之分。目前栲膠脫硫大多數采用填料塔氣液逆流接觸吸收。一般噢堿性栲膠脫硫溶液從塔上部進入,而含硫氣體從塔的下部進入,通過塔內填料氣液逆流接觸,達到傳質過程,使H2S由氣相轉移到液相,電離生成 H+和HS-。
第二、再生
傳統意義上的再生是指H2S轉化為S的過程,判斷再生過程好壞的指標是液相H2S含量,其實析硫只是溶液再生的一個部分,而析硫反應是跟隨吸收之后立即開始的。有人做過測定,濕式氧化法脫硫,塔中析硫量占過程總析硫量的75%左右,在氧化再生槽中進行的主要是載氧催化劑的再生和浮選過程。再生效果的好壞,主要以高價金屬與低價金屬的比值或以溶液的電位值的高低來判定。
再生流程也有并流和逆流之分,早期的再生裝置是高徑比很大的塔,脫硫后的富液與壓縮空氣從塔底進入并流向上完成載氧催化劑的再生和硫的浮選。近期多采用自吸空氣噴射器再生,富液由噴射器上口進入,由于液體流速很高,一般為25m/s左右,再生空氣由空氣吸入口進入,在噴射器喉管處氣液充分混合,實現富液的再生過程。由于噴射器的引入,加快了溶液的再生過程,減少了溶液在再生槽的停留時間,氣液仍為并流接觸。逆流再生是富液自上而下流動,空氣處上而下流動。目前多采用自吸空氣噴射器再生,可節約動力消耗。
第三、 硫回收
再生槽上部溢流分離出來的硫泡沫,首先進入硫泡沫貯槽,然后用泵送或壓縮空氣壓送到高位硫泡沫槽,經加熱使硫顆粒增大,并與清液分離,清液溢流入溶液儲槽,而硫泡沫在經機械(真空過濾機、離心機、壓縮機)分離生成的硫膏,用熔硫釜制成熔融硫磺,自然冷卻成型即為商品硫。不用機械分離,將硫泡沫槽出來的硫泡沫直接送到熔硫釜也能取得滿意的效果。但兩者運行費用相差不多,后者減少了動力消耗卻多耗了蒸汽。以上過程熔硫釜是間歇操作的,也可將硫泡沫直接送入熔硫釜連續熔硫,流程簡單、操作方便,但熔硫釜的內部結構與常規不同,工藝條件也略有差別。
第四、釜液回收
從熔充釜分離出來的溶液,溫度高,副反應生成物多,但含有一定量的有效成分,為降低化工原材料的消耗有回收的必要,但回收時一定要加強管理,嚴格把關,否則得不償失。本人認為栲膠溶液在熔硫釜內經過高溫后發生了很復雜的化學反應,例如聚合反應,當初熟化好的栲膠溶液,聚合成大分子化合物,在大量補入系統時,易起泡。如大量補入系統會造成大量泡沫夾帶溢出,造成溶液損失,所以溶液在補入系統前為達到滿意效果須經過重新熟化、澄清后補入系統。
栲膠脫硫雖有它的優點,但尚有不足。(1)存在管道淤積硫問題;(2)沒有脫除有機硫的功能;(3)溶液本身的膠體性能和發泡性對脫硫操作和硫回收不利;(4)在脫高硫氣體時脫硫效率更低,尤其是由含有高揮發份原燃料制得的高硫氣體;(5)栲膠脫硫劑對設備有腐蝕,當溶液中Na2SO4含量高于40g/L時,設備腐蝕就發生,高于80g/L時,腐蝕則相當嚴重。
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