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湿式氧化法脱硫,就是在液相将吸收(溶解)的H2S进行中和反应,生成新的化合物HS-,再通过催化剂释放出的活性氧,将其氧化为元素硫并从溶液中浮选出来,分离出系统。那么获得的元素硫越多,就越有利于脱硫溶液质量的提高、工况的稳定;越有利于脱硫效率的提高;越有利于提高碱的利用率;节能降耗。因此硫磺产量是衡量生产是否正常的重要标志,也是各厂考核的重要指标之一。
焦炉煤气中H2S含量很高,但硫磺回收率却很低,有的还达不到50%。那么生产中的硫上哪去了呢?物质不灭,只是形态的改变。硫磺没有拿出来,应该说主要有四个去处:①转化为副盐被消耗②滞留、附着、沉积在设备填料内③回收的硫没有熔炼出来④排液等随溶液流失。影响因素很多,但都不是孤立的,必定有关联,应该冷静分析,找原因,优化工艺条件,提高硫磺产量。下面对此做深入地分析、探讨。
一、维护生产正常、稳定是增产的前提
焦炉煤气脱硫,有其特殊性,主要是煤气中H2S、HCN含量高,组分复杂,其中不少元素、因素会干扰析硫和再生,甚至制约正常生产及硫磺的回收。从工艺上讲,催化氧化析硫,浮选分离,回收熔硫回收全过程的各个环节都很重要,但再生是核心,也就是说,只有析硫再生(溶液)好,才能转化产生更多的元素硫;只有浮选再生(催化剂)好,才能分离获得更多的硫。以及回收熔硫的正常运作,才能逐渐形成良性循环,稳定工艺条件。当然还需传质、温度、压力、循环量……等的协调配合。特别是碱度和催化剂,要使H2S从气相进入液相后,进行飞速的中和反应,就必须使吸收溶液保持一定的碱度,它是溶液中H2S解离的推动力。同时对迅速氧化HS-得到元素硫,起关键性作用的是载氧体——催化剂的载氧量及释放氧的活性,以及所解析硫的形态、粘结性、颗粒大小,甚至对改善硫容,降低副反应等影响面很大,对决定氧化过程反应速率、产率都起着至关重要的作用。长春东狮科贸实业有限公司生产的专供焦炉煤气脱硫、脱氰的888—JDS型脱硫催化剂具有这些特点和要求。
二、控制副盐的增长速率
由于焦炉煤气中,系统内存在着HCN、CO2及O2所以不可避免地发生一些副反应:
2NaHS+2O2=Na2S2O3+H2O
2Na2S2O3+O2=2S↓+2Na2SO4
Na2CO3+2HCN=2NaCN+CO2+H2O
NaCN+S=NaCNS
Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3
副反应物硫代硫酸盐、硫酸盐、硫氰酸盐含量高,富集于吸收液中,致使粘度增加,碱度下降,影响吸收和再生;增加消耗或造成系统局部堵塞。其反应机理,主要是由于溶液中HS-和 O2接触而发生的不完全氧化形成的产物及焦炉煤气中HCN和CO2的存在而形成的。大部分在再生塔中生成。要想降低其产率,控制其增长速率,必须注意调整,优化如下几点:
(1)必须使脱硫塔中的H2S解离,中和反应后迅速完全的解析成元素硫,尽量减少溶液中HS-含量,因此要求选择活性强、抗毒性好、性能稳定的催化剂,并处于良好的工作状态。
(2)严格控制脱硫液温度不能高,用纯碱液脱硫控制在35-42℃;氨水脱硫控制在25-35℃。降低温度,同时也可以降低焦油雾、萘等带入系统和避免高温影响硫泡沫的聚合和浮选。
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