据介绍,湿式氧化法脱硫催化剂的氧化还原电位的范围为0.2V至0.75V,因为硫氢根被氧化成硫的氧化还原电位为0.141V,低于此值的氧化剂不能氧化硫氢根,而太高了生成付产物S2O32-、SO42-盐的量多,不利于再生,对系统产生腐蚀且消耗高,而888能成为良好脱硫催化剂的根本原因是其吸氧后成为氧化态载氧体,而氧化HS-后又变成还原态的载氧体,其氧化还原电极电位为0.41V,完全符合脱硫要求,而且888易溶于水和碱液,是理想的脱硫催化剂。888吸氧、活化、输出、氧化硫化氢后,还能继续吸氧活化,在脱硫液吸收脱硫、再生过程中,888自身结构保持稳定,在系统浓度较低的情况下,仍具有很强的催化能力。
1.2 888脱硫的特点
⑴工作硫容高,脱硫效率高,对处理气体的硫化氢含量适应性好,实践证明被处理气体的硫化氢含量从1 g/Nm3 直到47 g/Nm3都能脱至理想的结果;
⑵具有抑制和消除硫泡沫堵塔的功能,再生效率高,贫液中悬浮硫含量在0.5g/l以下,溶液清亮,不积硫堵塔,自清洗能力强,有洗塔作用,能降低脱硫塔的能力;
⑶具有脱有机硫的功能,脱硫率一般为50—80%,实际应用中最高有机硫脱除率为83.9%;
⑷溶液组份简单,生产管理与操作方便,脱硫液除吸收剂(碱性溶液)外,其催化剂只加一种888,不加助催化剂,溶液组份对脱硫过程的影响因素单纯,容易调节;
⑸催化剂888活性好,用量少,消耗低,运行经济,通常情况下每脱除1kg硫化氢只需耗888催化剂0.5—0.9g;
⑹副反应生成率低,纯碱(或氨水)消耗低,脱硫费用低;
⑺888活性好,再生时浮选硫磺颗粒大,便于分离回收,硫回收率高,副产硫磺产量和质量高;
⑻888预活化简单,时间短,使用方便;
⑼888兼容性好,既可单独使用,又可与其它催化剂配合使用,在旧装置改造中替代其它催化剂期间,与其它催化剂和平相处,不需排放旧溶液,过渡期间脱硫系统能保持稳定运行,不影响正常生产;
⑽888脱硫法应用范围广,可应用于半水煤气、水煤气、甲醇原料气、变换气、焦炉气、天燃气、城市煤气等含硫气体的脱硫,可用于常压和加压系统,可用在以纯碱或氨水或两者混合为碱源的脱硫系统。
2 改造情况
2.1 工艺流程
来自粗苯工段的焦炉气,首先进入电除焦器,除去98%的焦油和尘颗等杂质,然后依次进入1#、2#脱硫塔,在脱硫塔焦炉气与脱硫液逆流接触,脱除掉焦炉气中的硫化氢后,焦炉煤气被送往气柜。从脱硫塔出来的脱硫富液进入富液槽,由富液泵抽吸加压后送往喷射再生槽再生,浮选出的硫泡沫进入硫泡沫槽送往硫磺回收系统,再生好的脱硫贫液由液位调节器流至贫液槽,由贫液泵抽吸加压送往脱硫塔顶循环使用。
2.2 主要设备
设备名称 |
规格型号 |
数量 |
备注 |
脱硫塔 |
φ1800 H23200 |
2 |
|
喷射再生槽 |
φ4000 H5180 |
2 |
喷射器8组 |
贫液槽 |
φ5000 H4730 |
1 |
V=72.6m3 |
富液槽 |
φ5000 H4730
φ3400 H3350 |
1
1 |
V=72.6m3
V=32.6m3 |
电除焦油器 |
φ1700 H8300 |
2 |
|
贫液泵 |
10SH—9 75kw |
2 |
Q=486m3/h |
富液泵 |
10SH—6 110kw |
2 |
Q=468m3/h |
2.3 生产控制指标
脱硫入口焦炉煤气温度:≤40℃ 脱硫前焦炉煤气中硫化氢含量:6—8g/Nm3
脱硫塔进口压力:6—8KPa 脱硫后焦炉煤气中硫化氢含量:≤500mg/Nm3
脱硫塔阻力:1—1.5 KPa 再生喷射器入口压力:04—0.5MPa
溶液成分:总碱:0.2—0.4N PH:8.5—9.2 悬浮硫:≤0.5g/l
副产物量(NaS2O3、NaSO4、NaSCN、NaCN总和):≤250g/l
2.4 主要设备设计参数
脱硫塔空塔气速:0.7m/s 液气比:>16
脱硫塔溶液喷淋密度:≥25m3/m2*h 脱硫效率:≥95%
888脱硫液硫容:0.3 喷射再生槽溶液停留时间:12min
喷射器喷嘴流速:≥20m/s 再生槽吹风强度:90—100 m3/m2
3 生产工艺管理要点
3.1 888催化剂的系统补加
一般焦炉煤气中硫氢含量在8 g/Nm3以下时,888催化剂的浓度为50—60ppm可以满足生产要求。对888催化剂的补加,我们一直控制坚持每天将预活化好后均匀补入脱硫液系统中:每天将500g的888催化剂放入约60L和铁桶内,再将桶内放满脱硫贫液,然后每小时搅拌均匀一次,使其充分溶解活化,24小时后以每秒1滴的速度均匀滴加到再生槽中。
3.2 专人管理使用
由专人负责888催化剂的管理工作,根据工艺条件的变化,及时调整用量,使工艺运行合理和经济效果良好,对开口而未使用完的888催化剂进行密闭保存,避光存放,避免污染带进杂物。
3.3 严格控制溶液循环量
正常生产过程中根据工艺要求严格控制适宜的循环量,不因为生产产量波动而随意减脱硫液循环量,保证脱硫塔的喷淋密度≥25m3/m2以上,若脱硫系统气量减少了,也不减循环量,而是适当调节溶液成分(适当少加碱)来调节经济运行。
3.4 加强再生槽泡沫溢流和喷射器管理
再生槽的泡沫要确保正常溢流,不能带液,带液易造成碱和催化剂的流失、消耗和成本增加,也不能积泡沫,泡沫不及时溢流,在再生槽内易积累、破碎、沉降,造成贫液中悬浮硫高。要保证喷射器入口的再生压力≥0.4MPa,才能保证需要自吸空气量的足够,可经常测试自吸空气量的大小,这样才能有利于富液的再生氧化,减少副反应,泡沫浮选好。
3.5 完善工艺管理制度
建立一套严格、健全的生产管理模式,生产车间和技术主管部门建立脱硫系统技术台帐,技术人员善于总结,对于出现的生产异常现象及时进行调整,将系统情况、温度、压力、溶液循环量、再生压力、喷射器使用数量及分布情况等及时分析总结,建立各种技术数据、材料消耗、技术改造等管理台帐,技术人员随时掌握生产运行的合理性。
4 运行效果
4.1 再生效率大大提高
改造后脱硫液再生效率明显提高,泡沫均匀适中,易分离,脱硫液组分容易控制,悬浮硫由原来的1.0g/l以上降至0.5g/l以下,正常生产一般在0.3g/l左右,溶液的澄明度高,吸收效果好。
4.2 脱硫效率明显提高
改造前脱硫效率只有89%左右,影响城市煤气质量,改造后脱硫效率达到95%以上,在市民需求煤气量增大的情况下,也能保证供气质量,保证了广大市民的生活水平的提高,提高了企业的知名度。
4.3 脱硫费用降低
我公司改用888催化剂运行已三年了,经过生产实践证明,脱硫费用明显降低,在保证脱硫后硫化氢合格的情况下,碱(NaCO3)耗也比从前有所降低,脱硫成本由原来的100元/万m3以上下降至84元/万m3左右,每月节省脱硫费用近5000元。
4.4 生产稳定性强
生产工艺控制较好,由于系统受外界影响因素较多,煤气量波动大,煤气中焦油、苯、萘等杂质含量波动大,原先脱硫需经常(2—3个月)排掉部分溶液,补充部分新溶液以保证脱硫和再生效果,而改造后的抗干扰能力明显增强,一般每年排一次溶液就能维持系统稳定生产。