“888”型催化劑在煤氣脫硫裝置上的應(yīng)用
摘要:在脫硫工藝中應(yīng)用“888”型催化劑的生產(chǎn)試驗表明,不僅可將煤氣的脫硫效率提高,脫 硫到90%~95%而且脫硫成本可降低25%。
關(guān)鍵詞:煤氣脫硫;“888”脫硫催化劑;應(yīng)用效果
煤氣中的硫來自原料煤中,存在形式主要是硫化氫,亦有少量有機硫(主要是COS)。煤中的硫 主要都轉(zhuǎn)化為硫化氫。在煉焦過程中煤中的硫約有17%轉(zhuǎn)化進入煤氣,假設(shè)煤的含硫量為1%,則焦 爐煤氣中的硫化氫含量約為5.625g/m3(以每噸煤產(chǎn)焦?fàn)t煤氣320m3計)。國家標(biāo)準(zhǔn)對城市煤氣中 硫化氫含量的要求為20mg/m3;要求高的工業(yè)用戶一般對硫化氫含量的要求為50mg/m3,隨著環(huán)保 管理的不斷加強,對煤氣徹底脫硫尤顯重要。
煤氣脫硫即采用一定的技術(shù)手段將H2S、HCN等有害物質(zhì)從焦?fàn)t煤氣中脫除。脫硫工藝一般分 為濕法和干法。濕法脫硫?qū)儆诔墒旃に?主要有直接氧化法、化學(xué)吸收法、物理吸收法等。目前應(yīng)用 最廣的是直接氧化法。吸收劑主要有碳酸鈉、氨水。而用得最多的是碳酸鈉。氧化劑經(jīng)歷了砷堿、萘 醌、栲膠、蒽醌等的逐步改良,一些脫硫性能優(yōu)良的新型催化劑已逐步被推廣應(yīng)用。
1 山東民生煤化公司脫硫工藝現(xiàn)狀
山東民生煤化公司現(xiàn)有焦?fàn)t6座,設(shè)計能力為35萬t/a,煤氣發(fā)生量為1.5~2.0萬m3/h,焦?fàn)t 煤氣中H2S含量為4~8g/m3。工藝采用濕法脫硫。工藝過程如下。
焦?fàn)t煤氣經(jīng)鼓風(fēng)、冷凝、硫銨、洗滌、粗苯工序冷卻、洗氨、洗苯、洗萘等后依次進入1#、2#脫硫 塔,溫度為35~40℃,與pH值為8.5~9.2的脫硫液逆流接觸進行脫硫的化學(xué)反應(yīng),脫除煤氣中H2S 后送入煤氣公司。從1#、2#脫硫塔流出的富液進入富液槽,經(jīng)富液泵送往噴射再生器,再生后的貧 液經(jīng)液面調(diào)節(jié)器流至貧液槽,由貧液泵經(jīng)換熱器抽送至脫硫塔頂進行噴灑。浮選出的泡沫自流入硫 泡沫中間槽、地下槽,然后由空壓氣打至硫泡沫高位槽,經(jīng)攪拌進入熔硫釜做熔硫處理以生產(chǎn)硫磺。 焦?fàn)t煤氣進脫硫塔前H2S含量一般為4~8g/m3,國家標(biāo)準(zhǔn)要求出口H2S低于20mg/m3。脫硫 系統(tǒng)工藝流程示于圖1。
 |
該裝置工藝采用噴射自吸氧化再生產(chǎn)工藝,2臺脫硫塔串聯(lián),煤氣處理量為5000m3/h。 脫硫催化劑原設(shè)計為栲膠,投產(chǎn)時采用TS-8505,由于系統(tǒng)再生能力小,催化劑活性低,脫硫效 果較差。后采用OMC催化劑,同時更換了再生槽和噴射器,增大了再生能力,脫硫效果逐漸變好,效率增至99%以上,經(jīng)二級干箱脫硫后,基本能保證城市煤氣質(zhì)量。
1995 年,煤氣公司南煤氣貯罐建成,由煤化公司直接供煤氣到新建氣柜,為降低邊界前回收凈化 系統(tǒng)設(shè)備阻力取消了干法脫硫裝置。取消干箱后,脫硫裝置再生能力沒有余量,不耐負荷沖擊,致使 脫硫系統(tǒng)惡化,脫硫效率下降,煤氣含硫量遠遠超出規(guī)定的指標(biāo)要求,其間,也曾使用NPC燃氣凈化 液,但由于該裝置經(jīng)近10 年的運行,母液系統(tǒng)惡化,副鹽濃度較高,設(shè)備腐蝕嚴重,只能維持運行。因 此,2003年6~7月對現(xiàn)有脫硫裝置進行工藝及設(shè)備改造,對脫硫再生系統(tǒng)、吸收系統(tǒng)及熔硫系統(tǒng)分 別進行了完善,并對近幾年使用OMC情況進行了總結(jié)。由于OMC在本脫硫系統(tǒng)中載氧能力差,再 生能力逐步惡化,根據(jù)本公司實際工藝狀況,選擇一個適合的催化劑代替OMC尤顯重要。
2 OMC脫硫催化劑與“888”脫硫催化劑使用效果比較
濕式氧化法的脫硫工藝大致可劃分為脫硫、再生和硫回收三部分。再生與硫回收系統(tǒng)不好時就 會引起溶液中的懸浮硫含量增高,造成脫硫塔阻力增大,脫硫效率降低。眾所周知,濕式氧化法脫硫 工藝技術(shù)的一個特別技術(shù)關(guān)鍵是選擇合適的脫硫催化劑及相應(yīng)的應(yīng)用方法。因催化劑及應(yīng)用方法不 但對氣體的凈化度有重大影響,而且對催化氧化反應(yīng)析出來的硫磺是否會造成脫硫塔的阻力升高、堵 塔堵管以及脫硫塔運行費用高低,是否便于管理和操作,有無環(huán)保問題等,都有密切關(guān)系。根據(jù)歷年 來脫硫催化劑的使用情況,結(jié)合本公司脫硫裝置特點,經(jīng)有關(guān)技術(shù)人員論證,決定采用東北師范大學(xué) 生產(chǎn)的新型脫硫催化劑“888”,于2003年9月初投入使用。
“888” 脫硫催化劑是以酞菁鈷化合物為主體物質(zhì)的催化劑,不但能吸附O2活化O2,而且對硫也 有一定的活化作用,使其形成多硫化物。多硫化物中的硫原子最多可到 9個,當(dāng)硫原子不到9個時, 還能繼續(xù)吸入單質(zhì)硫參與到里面,多硫化物被再生氧化時析出硫,以致溶液中的懸浮硫逐漸降低,因 此,具有較高的載氧性和穩(wěn)定性。
在應(yīng)用過程中一定要注意,脫硫的正常管理要跟上,確保脫硫液循環(huán)量和脫硫液的再生效果,才 能更好地發(fā)揮“888”的作用。尤其再生氧化槽及自吸空氣噴射器的性能和平時的精心調(diào)節(jié),優(yōu)化工藝 指標(biāo)等更加重要。
經(jīng)近兩年的試運行,“888”脫硫催化劑不堵塔,易再生,副反應(yīng)少,脫硫效率一般在90%~95%,外供煤氣硫化氫含量在300mg/m3以下。
 |
3 使用“888”型催化劑技術(shù)經(jīng)濟效果分析
OMC脫硫催化劑450元/kg,日耗0·5kg,脫硫劑費用為225元/d;“888”脫硫催化劑455元/kg, 日耗0·25kg,脫硫劑費用為114元/d;而且,加入“888”脫硫催化劑后,加堿量也大幅度降低,由原來 的日耗純堿0·5t以上降低為日耗0·3~0.5t,脫硫成本可降低25%。
4 結(jié)論
山東民生煤化有限公司使用“888”型催化劑近兩年的實踐表明:①使用“888”型催化劑脫硫效率 高,可提高到90%~95%,且能脫除部分有機硫;②溶液易于制備,不易造成組分失調(diào),且副反應(yīng)物量 少;③再生浮選的硫泡沫相對密度大,熔硫易于分離,且硫回收率高,硫磺產(chǎn)量高,脫硫費用大大降低。 參考文獻:
[1] 肖瑞華,白金鋒.煤化學(xué)產(chǎn)品工藝學(xué).北京:冶金工業(yè)出版社,2004.
[2] 梁江祿,汪曉梅.888脫硫催化劑及其應(yīng)用技術(shù).煤化工,1998,(4):41~43.
使用微信“掃一掃”功能添加“谷騰環(huán)保網(wǎng)”
