Fe3+、Fe2+被溶液中碱源所电离出来的OH-捕获

更新时间:2025-11-22 04:42 类型:新闻资讯 来源:网络整理

  

Fe3+、Fe2+被溶液中碱源所电离出来的OH-捕获

  [摘 要]目前气体脱硫被越来越众的工业企业所珍惜,分别的工业范畴以及分别的临盆工艺,所选脱硫工艺道道各有分别,目前利用最平常的湿式氧化法脱硫体系中,脱硫塔的堵塔题目不绝困扰着利用企业。为此,连系身手办事进程中的少少案例举行领悟,以为湿法脱硫体系中堵塔题目的紧要理由正在于脱硫塔自己存正在策画缺陷、工艺目标管控不力及催化剂选型不对理、脱硫液再生后果差、硫接管单位硫泡沫照料方法挑选欠妥等,并提出少少有针对性的优化校正步调和防守步调。

  目前,气体脱硫行动煤化工、煤焦化、自然气制备等诸众工业范畴中弗成或缺的一个枢纽利用身手,正正在被越来越众的工业企业所珍惜。分别的工业范畴以及分别的临盆工艺,所选用的脱硫工艺道道也各有分别,常睹的脱硫身手有干法、湿式氧化法、醇胺法等,目前利用最平常的是以Na2CO3或NH3·H2O 行动碱源的湿式氧化法脱硫身手。但自湿式氧化法脱硫工艺 ( 简称湿法脱硫) 问世此后,脱硫塔的堵塔题目就不绝困扰着诸众利用企业,以下连系身手办事进程 中的少少案例讲讲湿法脱硫体系临盆进程中映现堵塔题目的理由。

  ( 1) 脱硫塔的一次液体分散器喷头及组织策画不对理,或脱硫液上塔管线尺寸太小,这些策画缺陷都邑变成脱硫液轮回量达不到策画哀求,脱硫塔喷淋密度偏小,堵塔危急增大。

  ( 2) 脱硫塔填料层间气液再分散器的策画很主要,若其策画不对理,会导致气液抢通道,变成脱硫塔阻力升高,进而变成堵塔。脱硫塔填料层间气液再分散器策画时须要点商量降液管直径、填料撑持板的开孔数及开孔分散,要使液体总通径能知足下液哀求,避免映现液体下不去而从升气孔下液的形象。

  ( 3) 脱硫塔内空速偏大。脱硫塔内空速不宜过大,空速越挨近策画时的泛点气速,越容易发作液泛,液泛一朝发作,随之而来的便是塔阻力升高,进而变成堵塔。寻常状况下,脱硫塔内的气速为泛点气速的60%~80% 较为适宜 ( 波纹填料塔寻常取75% ) ,据《城镇燃气策画规 范》[GB 50028—2006 ( 2020年版)]5. 10. 4中给出的策画参考,常压脱硫塔内的空速寻常取0. 5 m /s为宜; 本质临盆中,连系体系工况对脱硫精度的哀求以及填料选型等身分,常压脱硫塔内空速经常能够放宽到0. 8~0. 9 m /s,赶过这一限制,脱硫效用、辅料消费、临盆平均等很难稳固把持。

  ( 4) 脱硫塔填料选型不对理。局部策画单元为普及填料层内气液接触面积,选用公称尺寸较小的填料,填料的孔隙率较低易变成塔阻力高; 与之相反的另一种状况是,局部企业正在脱硫塔填料 选型时为了图省事、避 免堵塔,挑选PVC格栅填料,此品种型填料的最大缺陷也是最容易映现的题目是,当夏令脱硫液温度较高时,格栅填料的强度会变差,正在高温及自己重量等众重身分影响下,填料易发作倒伏,变成塔阻力增大,进而变成堵塔。旧例的散装填料,即使因积硫变成塔阻力升高,能够通过增大脱硫液轮回量及应用清塔剂将塔阻力降至寻常限制内,而格栅填料倒伏变成的脱硫塔阻力增大,只要泊车转换填料方可管理。脱硫塔填料选型时,不光要商量气液接触面积,还需商量填料积聚密度、干填料因子、湿填料因子等诸众身分。比方,河南晋开集团郸城晋鑫化工有限公司的湿法脱硫体系,就映现过脱硫液温渡过高致格栅填料倒伏而使脱硫塔映现弗成逆阻力拉长的状况,泊车照料转换新的格栅填料,并调理煤气温度及消浸脱硫液温度后,再未映现填料倒伏导致堵塔的题目。

  正在湿法脱硫工艺中,常睹天生的副盐有硫酸盐、硫代硫酸盐、硫氰酸盐,此外尚有一种容易被藐视的副盐,那便是NaHCO3或NH4HCO3。湿法脱硫体系中,副盐的天生既与工艺目标的管控相闭,又与催化剂的挑选或催化剂的质料相闭。

  ( 1) 入塔气质料差。煤气入脱硫塔前,若洗涤、电捕等前工序运转景遇欠好,会变成豪爽焦油、煤灰等杂质去除后果欠好,杂质随煤气进入脱硫体系,而这类杂质粘附性较强,长时辰积聚正在脱硫塔填料上,变成脱硫塔阻力上升,最终造成堵塔。

  ( 2) 溶液温度把持欠妥。溶液温度把持过高,副盐的拉长速度会随之扩充,探究剖明, 溶液温度超出45 ℃,脱硫液中的硫酸盐呈直线) 溶液碱度把持过高。本质临盆中,若溶液碱度把持过高,越发是气源 CO2含量高时,不光会变成脱硫液中的硫酸盐、硫代硫酸盐、硫氰酸盐等副盐含量拉长较速,况且会变成碳酸氢盐正在脱硫塔顶部捕雾器处或脱硫塔气体出口管处造成结晶,变成断绝。碳酸氢盐的盐堵题目正在临盆运转中往往最容易被忽视,碳酸氢盐与硫酸盐、硫代硫酸盐、硫氰酸盐等几种副盐比拟,其正在水中的溶化度较低,正在繁复的脱硫液中溶化度更低,一朝碳酸氢盐正在不滑润的管道壁上造成晶核,即使不加强把持溶液中的碳酸氢盐含量,晶体很容易神速拉长,最终变成盐堵。

  ( 4) 脱硫塔内的喷淋密度把持偏小。局部企业为删除脱硫体系的电耗,或因脱硫塔自己策画缺陷,脱硫塔的喷淋密度把持得很低,导致脱硫塔填料层内映现干区、偏流等,气液接触欠好,脱硫效用低落,长此以往造成限度断绝、气液偏流、塔阻力上升,最终变成堵塔。据本质临盆阅历,脱硫塔内的喷淋密度寻常把持正在45~60 m3 /( m2·h) 为宜。

  ( 5) 催化剂浓度及再生风量把持欠妥。催化剂浓度及再生风量把持欠妥发作的影响紧要再现正在贫液的氧化还原电位上,贫液电位偏低,溶液中硫代硫酸盐含量呈上升趋向; 贫液电位过高,溶液中硫酸盐含量呈上升趋向,寻常排斥其他作梗身分的状况下贫液电位把持正在-70~-100 mV 较为适宜。催化剂浓度及再生风量亏欠会变成溶液中HS-豪爽富集而无法造成单质硫,从副反映方程式( HS-+ O2→S2O32- + H2O,Sx + CO32- + O2→S2O32- + CO2,Sx + CO32-+ O2→ SO42- + CO2 ) 来看,个中的 HS-或担心靖态 Sx豪爽富集而又未被实时氧化成安靖态的S8或悬浮硫且未被实时浮选出来的话,副反映的饱吹力就会增大,从而加快副盐的天生,正在副盐含量高且温度把持偏低的状况下,副盐极易正在脱硫塔内造成结晶断绝。此外,寻常状况下硫代硫酸盐的天生量为H2 S脱除量的8%,如催化剂浓度及再生风量把持欠妥,正在氧化太甚的工况下硫代硫酸盐会被连续氧化成硫酸盐,从而增大硫代硫酸盐天生的反映饱吹力,间接地增大盐结晶堵塔的危急。

  (6)气源CO2含量偏高。湿法脱硫体系尚有一种往往易被藐视的盐堵,那便是碳酸氢盐的结晶断绝,其紧要理由是气源中高含量的CO2与碱发作反映天生了碳酸氢盐,这种状况寻常正在沼气、变换气、燃料气等CO2含量较高的气源中容易映现,当然管理和把持主张也斗劲简略。此种盐堵正在福修鼎信科技有限公司 ( 简称福修鼎信) 二期湿法脱硫体系曾发作过。福修鼎信二期湿法脱硫体系煤气流量30000 m3 /h,本质运转脱硫体系进口H2S含量≤700 mg /m3、出口H2 S含量≤5 mg /m3,夏令气温较高时,一次因体系阻力增大泊车检修进程中,正在脱硫塔的煤气进口管口和下部填料层内创造有结晶断绝物,取样领悟结果剖明,断绝物大局部为NaHCO3、少局部为Na2SO4。领悟以为,夏令气温较高时, 因为脱硫体系溶液温度高达66 ℃,导致副盐天生量扩充,加之福修鼎信二期湿法脱硫体系气源中CO2含量偏高,使得脱硫液中NaHCO3含量永远处于高位,副盐积聚最终导致脱硫塔盐堵。对此,长春东狮科技(集团)有限职守公司当时给出的身手向导私睹是要正在平常操作中凭据NaHCO3的含量状况间断性地向体系补加少少片碱 ( NaOH) ,以消浸溶液中的NaHCO3含量( NaOH + NaHCO3 =Na2CO3 + H2O) ,尔后福修鼎信二期湿法脱硫体系再未映现过肖似盐堵的题目。

  ( 1) 催化剂选型未针对全部工况。比方,正在气源含油量较大或硫负荷较高的状况下,若选用守旧的酞菁钴类催化剂,应用起来很容易映现“心余力绌”的景遇,即催化剂的氧化才干不行很好地知足临盆所需,从而变成溶液中HS-堆积、再生后果差,难以造成泡沫,最终因副盐豪爽拉长而造成盐堵。浩瀚企业的利用状况剖明,“东狮牌DSH高硫容抑盐脱硫催化剂”可有用地避免守旧酞菁钴类催化剂应用进程中此类题目的发作。

  ( 2) 催化剂自己质料较差,催化氧化才干弱。目前墟市上脱硫催化剂品种繁众,产物格料鱼龙杂沓,难以取得保护,越发是近年来墟市上评论最众的络合铁催化剂,局部企业因为没有自身的专利及研发身手保护,Fe3+与所挑选的络合剂 ( 也有的称为螯合剂)没有很好地造成络合态,变成催化剂中的 Fe3+、Fe2+ 被降 解出来,Fe3+、Fe2+被溶液中碱源所电离出来的OH-搜捕,造成 Fe( OH) 2、Fe( OH) 3浸淀,这些浸淀物容易正在脱硫塔填料上浸积而造成断绝,这也是大局部应用过络合铁催化剂的企业往往映现脱硫塔堵塔的紧要理由。

  青海乌兰某焦化厂二期脱硫体系和内蒙古巴彦淖尔某焦化厂均映现过肖似的脱硫塔堵塔题目,越发是青海乌兰某焦化厂,该厂一期脱硫体系应用的是守旧的酞箐钴类催化剂,没有映现过堵塔形象; 二期脱硫体系应用了湖北某企业的络合铁催化剂后,映现了铁盐浸淀堵塔的状况。

  关于湿法脱硫工艺而言,再生体系是 H2S摄取、再生以及硫接管三大主要闭头中的枢纽所正在,再生体系运转的诟谇直接影响着全体脱硫体系的寻常、安靖运转。脱硫液再生后果差,贫液中硫含量高,溶液中的 HS-未被总计氧化为硫单质并被浮选收罗到泡沫槽而被带入脱硫塔,正在脱硫塔上段才杀青氧化反映而天生单质硫,单质硫附着于脱硫塔填料外面,这是脱硫塔上段映现积硫堵塔的紧要理由。而影响再生体系运转景遇的身分紧要有如下两个方面。

  一是再生空胸宇的把持。再生空胸宇太小, 硫泡沫层不行很好地造成,而再生空胸宇太大,又容易变成硫泡沫层被吹翻打散,因而对再生空胸宇的把持要恰如其分,如此才华保障硫泡沫的寻常浮选再生。外面上1 kg的H2 S 氧化再生所需的空胸宇为1. 57 m3,而本质临盆中再生所需空胸宇是外面估计值的10~15 倍以至更高,以是氧化再生槽正在策画上须有足够的吸胸宇,即把持适宜的吹风强度,这与氧化再生槽的组织策画有很大闭连-吹风强度是每小时通过氧化再生槽截面积的空胸宇,吹风强度寻常把持正在50~80 m3 /( m2·h) 为宜,喷射再生溶液正在再生槽中的中断时辰寻常以12~15 min为最佳,高塔再生溶液正在塔内的中断时辰以35~40 min较为理念。

  二是氧化再生槽的策画。关于喷射再生来说,要保障喷射器正在氧化再生槽内的分散及开启匀称,避免映现某些部位翻腾过猛使造成的硫泡沫彼此撞击而破裂,而某些局部吹风强度亏欠而致大气泡少,消浸硫颗粒粘附正在气泡外面的机缘而使溶液不行取得有用再生; 同时,氧化再生槽筒体内应策画2~3 层众孔板,由于泡沫正在向上浮选的进程中会越聚越大,硫泡沫经历2~3层众孔板的继续豆剖,样式较大的泡沫可被豆剖成若干的轻细泡沫,正在氧化再生槽筒体上部再从新会萃成硫泡沫,如此既能够粘附带出更众的小颗粒硫,又能够消浸液面翻腾的幅度。

  硫接管单位行动湿法脱硫体系的终末一道工序,其硫泡沫照料方法的挑选禁止藐视,硫泡沫若得不到实时照料,会对氧化再生体系变成影响,进而影响脱硫塔的脱硫效用,并变成脱硫塔填料层阻力上涨。本质临盆中,不少企业正在硫泡沫照料方法挑选上存正在少少题目,映现因硫泡沫照料才干亏欠而影响寻常临盆运转的状况。目前硫接管单位较为理念的硫泡沫照料方法寻常是先过滤后熔硫的组合工艺——氨法脱硫采用陶瓷板真空过滤机与间歇熔硫釜的组合工艺,碱法脱硫采用板框压滤机与间歇熔硫釜的组合工艺,如此的工艺装备归纳后果较为理念; 除此除外,局部焦化企业还配套有制酸安装,除了投资本钱较高以外,如此的工艺装备也是不错的硫泡沫照料方法。值得预防的是,无论硫接管单位挑选哪种硫泡沫照料工艺,若其熔硫残液照料欠妥,残液没有取得有用地冷却降温、浸淀或二次过滤而直接接管进体系,不光会变成副盐量的拉长,况且会因残液中夹带豪爽的硬质硫颗粒并浸积正在脱硫塔填料层上而变成填料断绝,进而导致脱硫塔阻力上涨,最终变成堵塔。

  以上是湿法脱硫体系运转中变成堵塔形象较为常睹的少少理由,除此除外,尚有如填料破裂、其他物理杂质正在加碱槽等众处启齿位子不小心带入体系等题目,这些身分均会变成脱硫塔阻力升高,如不实时加以照料,最终都邑变成堵塔。湿法脱硫体系的运转处理是一个别系性的办事,影响体系安靖运转的身分许众,一朝脱硫塔映现阻力上涨的形象时,要连系众方面的身分举行领悟排查,如此才华实时找到有针对性的管理题目的主张。当然,关于加压脱硫工艺,能够采用目前较为成熟的QYD塔内件或无填料传质身手等代庖守旧的填料塔实行气液接触摄取脱除H2S,从而一劳永逸地管理脱硫塔堵塔的困难,提拔脱硫体系运转的安靖性。