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认识离子催化氧化脱硫技术

来源:蓝搏环保 日期:2019-6-4 浏览次数:433

1.  离子催化氧化脱硫技术

        离子催化氧化脱硫技术是一种以离子金属有机化合物为活性催化剂的湿法催化氧化法脱除硫化氢技术,分为水相湿法氧化脱硫和有机相湿法氧化脱硫,表现为(1)脱硫剂的高硫容以提升脱硫处理能力;(2)工艺流程简化,减少二次污染;(3)提高硫磺品质。

        针对处理对象的组成特点,该技术既可用于天然气、焦炉煤气、高炉煤气、生物质燃气脱硫等化工生产的过程气净化处理,也可用于醇胺法精致高浓含硫尾气以及生化废水末端尾气净化等的环保需求,可适应高浓、高压、高温、高CO2不同体系硫化氢脱硫的去除与资源化。

2.  离子催化氧化脱硫技术原理

氧化脱硫反应

溶剂吸收    H2S(g)    WO(脱硫剂)     H+ + HS-

氧化反应   HS- + 2Fe(III)-IL                 2Fe(II)-IL +H++ S(S)

脱硫剂再生反应

氧气吸收        O2 (g)+ WO          O2(l)+WO

亚铁再生        O2(l) + 2Fe(II)-IL+2 H+          2OH- + 2Fe(III)-IL

总反应               1/2O2(g) + H2S(g)            H2O  + S(s)

 

功能化脱硫剂的物化参数

脱硫液物化参数

Ø  液体状态,不易挥发

Ø  H2S还原性气体直接转化成硫单质,硫容高,脱硫效率>99.5%

Ø  空气中氧化直接再生,无副产物生成

Ø  直接使用,无需配制

 

3. 技术特点

ü  新材料:离子催化氧化脱硫液活性成分,主要以络合铁等离子有机化合物为催化剂,以特定的稳定剂作为;ぜ,进行选择性催化氧化脱硫。

    脱硫液硫容高达35g/L,脱硫能力明显增强,尾气含硫量低至3ppm以下; 有机类脱硫剂能耐温高达150 ,易与硫分离 。

ü  新体系:离子催化氧化脱硫液为水相脱硫体系,脱硫过程中PH呈弱碱性,副盐量低;有机相脱硫体系脱硫过程PH酸性至中性,无副盐产生,可直接熔硫。无废水产生,避免二次污染。

ü  产品纯 熔硫后硫磺达到国家一级品指标(99%)。

4. 脱硫工艺及脱硫液性能指标

水相脱硫液

v  温度:室温~80;pH值:8~9;

v  压力:常压~6MPa;H2S浓度:0~100%;

v  ORP-150~+150mV;

v  活性成分含量高:可达到20%;

v  硫容: 35g/L

v  硫磺纯度: 95%

v  运行过程中化学辅剂添加量少,副盐量低;脱硫效率 99%,无废水排放

有机相脱硫液

v  温度:-10~150;pH值:1~7;

v  压力:常压~6MPa;H2S浓度:0~100%

v  ORP+100~ +500mV;

v  活性成分含量高:可达到20%;

v  硫容: 35g/L

v  硫磺纯度: 99%

v  运行过程不添加化学辅剂,脱硫效率 99%,无副盐,无废水排放 

5. 副盐及杂质的处理与平衡机理(以焦炉煤气脱硫为例)

水相离子液脱硫

v  影响因素:副盐;

v  产生原因:维持溶液PH值添加碱液,产生复合Na盐,煤气中NH3进入脱硫液,产生铵盐;

v  处理方式:抽取约5-10%滤液蒸馏排盐,气液回系统循环利用,固体收集外用

有机相离子液脱硫

v  影响因素:NH3,焦油;

v  产生原因:荒煤气中的NH3,煤气中残留的焦油、苯;

v  处理方式: NH3前置酸洗处理,焦油苯抽取2%-5%贫液分离处理

6. 工艺对比

脱硫方式

初始投资

运行费用

管理维护

适用范围

使用温度

副产物

尾气达标

二次污染

干法

脱硫剂更换费用中等

脱硫剂更换频繁

流量小,低浓气体

常、高温

0.5ppm

固废

碱洗

中等

消耗药剂费用高

自动化控制

流量大,高浓气体

常温

硫化盐

指标

大量废水

生物法

中等

自动化,简单

硫化氢<2000mg/Nm3

常温

稀硫酸

0.3-21kg/h

含酸废水

LO-CAT

中等

消耗药剂费用及动力费用高

自动化,较复杂

流量大,高浓气体

常温

硫磺≤85%

10ppm

高盐废水

离子液催化氧化

偏低

消耗药剂费用及动力费用偏低

自动化,简单

流量大,高浓气体

常、高温

硫磺≥95%

3ppm

 

7. 工艺对比

工艺类型

离子催化氧化

络合铁工艺

PDS工艺

HPF

操作条件

常温,常压

常温,常压

常温,常压

常温、常压

反应相态

液态

液态

液态

液态

催化剂

活性络合铁等离子

水溶性螯合铁离子

双核酞菁钴六磺酸铵

醌钻铁类

催化剂再生

可再生

可再生

可再生

可再生

脱硫效率

≥99.9%

≥99.9%

≥ 85%

≥ 80%

硫磺状态

固体

固体

固体

固体

      

3-5g/L

            ≤3 g/L

≤2 g/L

≤2 g/L

是否有副盐

无(或少量)

是否有废液

尾气H2S含量

3ppm

10ppm

20ppm

30ppm

 

 

 

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