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888脱硫剂在焦炉气脱硫中的应用
转自: 时间:2008年07月04日09:57

  前言

山东民生煤化有限公司是一个集炼焦、化工深加工、硫酸、化肥、医药、玻璃生产及洗煤、发电于一体的多元化大型综合性现代化企业,有60t/a冶金焦、6t/a焦油加工、3t/a粗苯加工、1t/a精萘加工、4t/a硫酸生产装置、9000kw热电站系统,焦炉煤气除部分工业用外,还担负着济宁市广大市民的城市民用煤气,公司领导一直将民用煤气质量当作头等大事来抓,以确保全市人民的生活质量水平的提高。煤气脱硫是其提高煤气质量的一道重要工序。本公司焦炉煤气脱硫原设计为干法脱硫,脱硫前硫化氢含量为1.5—2.0g/Nm3,但随着企业的不断扩能发展,焦炉煤气量的增加,干法脱硫不能适应其气体净化的要求,后在干法前增设了湿法TS8505脱硫,上了两台脱硫塔、一套喷射自吸氧化再生系统,但由于设计吸收再生能力不匹配,脱硫工序开车不正常,脱硫效率未达到设计要求。公司领导对此非常重视,专门成立脱硫攻关小组。经过技术人员的精心研究、与同行业兄弟企业多方探讨,于2003年对脱硫装置进行技术改造,并采用了长春东狮科贸公司的888脱硫剂,使脱硫系统达到了良好的运行效果,脱硫的焦炉煤气完全达到城市民用煤气质量标准。

1  888脱硫剂的特点

1.1  888脱硫剂的催化机理

888脱硫剂是东北师范大学实验化工厂在PDS基础上改进提高后的新产品,是以三核酞菁钴磺酸盐金属有机化合物为主体的脱硫剂。它是高分子络合物,其分子结构的特殊具有很强的吸氧能力,且能将吸附的氧进行活化,888也能吸附H2SHS-Sx2-,并与被吸附活化了的氧进行氧化反应析出硫,生成的单质硫脱离888后,在溶液中微小的硫颗粒互相靠近结合,颗粒增大,变成悬浮硫。

据介绍,湿式氧化法脱硫催化剂的氧化还原电位的范围为0.2V0.75V,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;

888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;

888预活化简单,时间短,使用方便;

888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;

888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

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     PH8.5—9.2       悬浮硫:≤0.5g/l

          副产物量(NaS2O3NaSO4NaSCNNaCN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:90100 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500g888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/m3以上下降至84/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。


(编辑:贺芳)
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