脱硫剂的研制_刘素明
一种新型脱硫脱硝剂及脱硫脱硝工艺
一种新型脱硫脱硝剂及脱硫脱硝工艺随着环保意识的不断提高，对于传统燃煤工业的环保要求也越来越高。
其中，脱硫脱硝是环保工艺的一项重要内容。
传统的脱硫脱硝工艺存在着诸多缺陷，例如脱硫效率低下、耗能高、操作复杂等。
为了克服这些缺陷，研究人员提出了一种新型脱硫脱硝剂及脱硫脱硝工艺。
该脱硫脱硝剂的主要成分是亚硫酸钠，通常在燃煤过程中投加亚硫酸钠作为脱硫脱硝剂。
与其他传统的脱硫脱硝剂相比，亚硫酸钠具有脱硫脱硝效率高、成本低、易于储存和投加等优点。
此外，亚硫酸钠在燃烧过程中会生成亚硝酸盐，可以进一步降低烟气中的氮氧化物排放。
在脱硫脱硝工艺方面，采用了循环流化床燃烧技术。
该技术在燃烧过程中可以控制燃烧温度，从而有效避免NOx的生成。
同时，循环流化床还可以将烟气中的硫化物转化为有机硫化物，提高了脱硫效率。
在循环流化床燃烧过程中，亚硫酸钠与烟气中的氧化物反应生成亚硫酸氢盐，然后通过反应柱中的吸附剂吸附，最终得到高纯度的亚硫酸氢盐。
除了循环流化床燃烧技术，还采用了尾气重复利用技术。
在燃烧过程中，煤燃烧后的尾气中还含有丰富的燃料，这部分燃料通过尾气重复利用技术可以回收，用于再次加热燃料，减少能源消耗。
综合来看，该新型脱硫脱硝剂及工艺具有以下优点：1.脱硫脱硝效率高：采用亚硫酸钠作为脱硫脱硝剂，脱硫脱硝效率远高于传统剂型。
2.成本低：亚硫酸钠成本较低，使用方便，储存简单。
3.节能环保：采用循环流化床燃烧技术和尾气重复利用技术，可以提高能源利用率，减少污染物排放。
4.有效控制NOx生成：循环流化床燃烧技术可以控制燃烧温度，从而有效避免NOx的生成。
5.提高脱硫效率：循环流化床可以将烟气中的硫化物转化为有机硫化物，提高了脱硫效率。
总之，该新型脱硫脱硝剂及工艺可以为传统燃煤工业提供更加高效、低成本、节能环保的脱硫脱硝方案。
一种脱硫剂制造方法
一种脱硫剂制造方法
一种脱硫剂的制造方法包括以下步骤：
1. 原料准备：准备所需的原料，包括硫含量较高的矿石或矿石废料、化学试剂等。
2. 研磨处理：将硫含量较高的矿石或矿石废料进行研磨处理，使其颗粒尺寸更加细小，增加与其他化学试剂的接触面积，有利于反应进行。
3. 反应制备：将研磨后的矿石或矿石废料与适量的化学试剂混合，并进行反应制备。
反应可以是物理或化学反应，例如利用氧化剂将硫化物氧化为硫酸盐，或者利用还原剂将硫酸盐还原为硫等。
4. 过滤分离：将反应制备后的混合物进行过滤分离，将固体残渣和液体分离开。
5. 产物收集：将分离得到的液体产物进行收集，并进行后续的处理和提纯步骤，以得到最终的脱硫剂。
6. 产品包装：将脱硫剂进行适当的包装，标明产品的成分、用途、生产日期等信息，并进行质量检测，以保证产品的质量和安全性。
需要注意的是，具体的制造方法可能受到产品种类、生产规模、原料特性等因素
的影响，上述步骤仅为一般的参考，实际操作中可能会有所调整和变化。
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脱硫剂的研制①刘素明,田 昱,崔莉女容,郑 宏,邵辉兰(中国石油锦西石化分公司研究院,辽宁葫芦岛 125001)摘要:研制了一种以氧化铁为主要活性组分的脱硫剂,这种脱硫剂主要是脱除气体中的硫化氢,脱硫性能好,属于常温型脱硫剂,产品成本低,设备投资少,工艺简单。
并在锦西石化分公司炼油三厂净化车间进行工业侧线试验,脱硫剂装量为1.2L,高径比为3,气体压力为0.1M Pa,温度为0℃左右,经工业侧线试验证明,其脱硫性能好于该装置正在使用的JX-1型脱硫剂。
关键词:氧化铁;脱硫剂;常温脱硫;干法脱硫中图分类号:T Q125.1+2 文献标识码:B 文章编号:1007-7804(2003)05-0017-03Stu dy on DesulfurizerLI U Su-ming,TIAN Yu,CUI Li-rong,ZHENG Ho ng,SHAO Hui-lan(Research Institute of Jinx i Petrochemical Branch Company,Huludao125001,China)A bstract:A kind of desulfurizer which active constituent was ferric o xide was studied.T his desulfurizer was mainly used to remove hydrogen sulfide in g as and it was a kind of desulfurizer of normal temperature.I t has some merits as fo llows:good behaviour of sulfur removal,low cost,low equipment of investment and simple process.T he experiment of this desulfurizer w as made in decontamination workshop of Jinx i petrochemical branch company.In this experiment,the capacity of desul-furizer was1.2L,aspect ratio was3,gas pressure w as0.1M P a,temperater0℃.T he behaviour of sulfure removal of this desulfurizer w as better than JX-1which w as applied in unit.Key words:ferric oxide;desulfurizer;sulfur remo val of normal temperature;sulfur remov al of dry metho d1 前 言随着我国含硫原油加工量的不断增加和原油逐渐变重,导致石油产品及副产品中硫含量增高,使得炼厂硫回收和防止大气污染的问题变得更加突出。
其中,脱硫是很多石油化工生产中的一个重要环节,脱硫主要是指生产装置尾气脱硫、石油产品、化工产品及副产品脱硫。
产品中硫含量过高,会腐蚀设备管线,增加污垢,甚至造成穿孔、泄漏,影响换热等设备的正常运行。
本实验是研制一种脱除气体中硫化氢的脱硫剂。
该脱硫剂具有生产工艺简单合理、操作方便、原料立足于国内、成本低等特点,产品质量稳定可靠。
2 脱硫剂的脱硫原理本实验所研制的脱硫剂的主要活性组分为水合氧化铁,水合氧化铁(Fe2O3·H2O)在常温下有良好的脱硫性能,化学反应式如下:Fe2O3·H2O+3H2S※Fe2S3·H2O+3H2O(1)脱硫剂中碱及水分起助催化作用。
在碱性水的存在下,反应式进行反应的机理是:(1)含H2S的气体通过脱硫剂时,首先是扩散到颗粒表面的H2S分子在水膜中离解:H2S=H++HS-HS-=H++S2-(2)离解的HS-、S2-,同水合氧化铁中的晶格第21卷第5期低温与特气V ol.21,N o.5 2003年10月Low Temperature and Specialty Gases Oct.,2003 ①收稿日期:2003-05-15氧(OH -1、O -1)相互置换,生成Fe 2S 3·H 2O ;(3)晶格重排、针形及立方形结构转变为硫化铁的单斜晶体;(4)生成的表层硫化铁与内层的氧化铁进行界面反应,硫向内扩散;(5)表面更新后,表面氧化铁继续吸收H 2S ,生成的硫化铁在氧的存在下,析出硫磺,称再生。
反应如下:2Fe 2S 3·H 2O +3O 2※2Fe 2O 3·H 2O +6S(2)反应式(1)、(2)均为放热反应,热效应各为21.76kJ /mol H 2S 及197kJ /mol H 2S 。
当气体中氧与硫化氢的摩尔比大于2.5时,上述脱硫反应基本同时进行,则上述二个反应式可合并为:H 2S +1/2O 22Fe 2O 3.H 2OH 2O +S (3)适量添加其他活性组分,能使脱硫剂表面活性得到改善,增强脱硫性能。
3 实验部分实验室研究工作主要是摸索活化条件、助剂的选择及工艺条件。
3.1 硫容测定及操作条件3.1.1 硫容测定本实验测定的硫容为穿透硫容,以醋酸铅试纸测定出口的硫化氢含量,若出口气体使醋酸铅试纸变褐色,说明有硫化氢存在,认为被穿透。
测定硫容。
硫容测定装置如图1。
图1 脱硫剂评价流程图1.氨气钢瓶;2.氨压表;3.缓冲罐;4、7.转子流量计;5.压力表;6.硫化氢钢瓶;8.反应器;9.微量硫测量仪。
3.2 脱硫剂的制备脱硫剂不仅要具有较高的活性,而且还必须具有良好的机械强度、足够的孔隙率和比表面积等,这样净化气体通过床层时不致产生过大的压力降或气体分布不均匀的现象,因此,脱硫剂的成型方法也很重要。
脱硫剂制备过程是将原组分破碎,然后筛成一定粒度,按一定比例将各种活性组分、结构助剂、粘结剂均匀混合,压条成型,烘干、焙烧,制得而成。
条件:烘干温度:120℃;烘干时间:2h ;焙烧温度:200、300、400、500、600、650℃;焙烧时间:3h 。
3.3 活性组分对脱硫性能的影响影响脱硫剂的脱硫性能有很多因素,如主要活性组分的加入量及其它活性组分的加入量、焙烧温度、原料气中硫化氢含量、空速以及脱硫剂含水量等都影响脱硫剂的脱硫性能,下面就各条件对脱硫性能的影响进行考察。
3.3.1 考察各种活性组分对脱硫性能的影响各种活性组分以不同比例混合,选择出合适的配比进行各种条件考察。
3.3.2 考察焙烧温度对脱硫性能的影响在其他条件相同时,焙烧温度不同,脱硫剂的脱硫性能如图2。
从图2中可以看出:焙烧温度对脱硫剂的脱硫性能影响很大,焙烧温度太高或太低,脱硫剂的脱硫性能都不理想,焙烧温度在300℃时脱硫效果较好。
这是由于温度太高,脱硫剂中的二氧化硅等物质被烧结。
图2 焙烧温度对脱硫性能的影响3.3.3 考察含水量对脱硫性能的影响在含水量不同而其他条件相同的情况下,考察脱硫剂的脱硫性能,其结果见图3。
图3 含水量对脱硫性能的影响由图3可以看出,每100g 脱硫剂含水量在11g 左右时脱硫效果最好。
3.3.4 考察空速对脱硫性能的影响在其他条件相同时,改变空速,其脱硫性能见18 低温与特气 第21卷图4。
图4 空速对脱硫性能的影响由图4可以看出,随着空速的增大,脱硫性能降低。
3.3.5 考察原料气中硫化氢含量对脱硫性能的影响在其他条件相同的情况下,原料气中硫化氢含量不同,其脱硫性能见图5。
图5 硫化氢含量对脱硫性能的影响由图5可以看出,随着原料气中硫化氢含量的增加,脱硫性能降低,但降低幅度不大,说明该脱硫剂有很好的脱硫性能。
4 气氨脱硫剂立升级工业侧线试验气氨脱硫剂经过试验室条件试验后,初步证明,气氨脱硫剂的确是一种较好的脱硫剂。
为了进一步证实其性能,必须在工厂现场进行侧流考核。
为此2001年8月在锦西石化分公司炼油三厂净化车间进行立升级工业侧线试验。
4.1 生产车间氨精制系统工艺流程及主要操作条件图6 氨精制系统工艺流程主要操作条件见表1。
表1 主要操作条件名 称温度/℃压力/M P a 空速/h -1氨精制塔-150.12结晶器-80.11一段脱硫罐100.11112二段脱硫罐901.14.2 工业试验装置流程图本试验装置安装在车间装置的结晶脱硫罐容4-1出口处,其装置流程见图7。
图7 工业侧线试验装置流程图1、2、7、8、9.调节阀;3、4.转子流量计;5、6.侧线反应柱。
4.3 试验条件原料气为净化车间装置上的气氨,温度为0℃左右,压力为0.1MPa (表),空速为100h -1左右,原料气中水含量为2%左右,出口气用醋酸铅试纸检测硫化氢,若气体使醋酸铅试纸变褐色,说明气体中有硫化氢存在,则认为被穿透(>1×10-6),试验将结束。
4.4 脱硫剂装填情况由于气氨中含有硫化氢,容易造成腐蚀,因此特加工不锈钢塔。
塔径为Ф80mm ,塔高水平500mm ,塔的两端用瓷环作填料,中层装填气氨脱硫剂,并采用JX -1型脱硫剂作对比试验,结果见表2。
表2 气氨脱硫剂与JX -1型脱硫剂装填情况样品号体积L重量g 层高mm 堆比重kg .L -1高径比粒度Фm m脱硫剂1.2118923.890.9912.994～6×5～15JX -11.2119923.8912.994～6×5～154.5 工业侧线试验结果将气氨脱硫剂与JX -1型脱硫剂分别装入脱硫19第5期 刘素明,等:脱硫剂的研制 侧线塔中,然后将含有硫化氢的气氨由下而上通入,并定时对出口气体取样分析,待出口气中H2S >1×10-6时,立即停止通气。
然后分析硫容。
JX-1型脱硫剂这一路侧线出口气先使醋酸铅试纸变褐色,说明该脱硫剂已经被穿透,而我院研制的脱硫剂这一路侧线出口气没有使醋酸铅试纸变褐色,这说明我院研制的脱硫剂的脱硫性能好于JX-1型脱硫剂。
4.6 气氨脱硫剂的各项理化指标气氨脱硫剂的各项理化指标见表3。
表3 气氨脱硫剂的各项理化指标 项 目气氨脱硫剂粒度/mmФ4～6×5～25机械强度/Nmm-119.40比表面积/m2g-111.5孔容/m Lg-10.4pH值12.42颜 色棕红色硫容/%>205 试验结果讨论1.在工业侧线试验81d中,脱硫剂虽然受到了各种因素的干扰,如:车间操作不稳、压力波动、气氨含水等,但均保证了出口指标,显示了优良的脱硫性能。
2.原粒度工业试验表明,气氨脱硫剂在工厂实际生产条件下使用,可以将酸性水汽提副产氨气中的硫化氢降低到1×10-6以下。